Главная страница
Навигация по странице:

  • 1. Основные понятия и определения электротехники. Топологические параметры. Электротехника

  • Электротехнические устройства

  • Задача изучения курса электротехники

  • Основные понятия: Электромагнитное поле

  • Физические основы электротехники

  • Протоны

  • Электрическое поле

  • Электрический ток может существовать

  • Электрическое напряжение (U)

  • Напряжение участка цепи U

  • Электрическое сопротивление

  • Активное сопротивление элемента

  • Электрическое сопротивление проводника определяется по формуле R=ρl/S где l – длина; S – поперечное сечение; ρ — удельное сопротивление.

  • Мощность в электрической цепи характеризует интенсивность преобразования энергии из одного вида в другой в единицу времени. Единица измерения мощности – Ватт (Вт).

  • P=W/t = UI Мощность электрического тока через напряжение и сопротивление3. P=U2/R

  • P= I2 R 3. Электротехнические материалы (проводники, полупроводники, диэлектрики).

  • Электроизоляционные материалы (диэлектрики) Диэлектриками

  • Конденсатор электрический

  • Тема введение, проводники, полупроводники, диэлектрики, понятие об электрическом токе


    Скачать 41.44 Kb.
    НазваниеТема введение, проводники, полупроводники, диэлектрики, понятие об электрическом токе
    Дата14.09.2018
    Размер41.44 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файла1.docx
    ТипЗадача
    #51909

    Подборка по базе: УОЭИ 2 тема.docx, Отчет по лабораторной работе №2 Тема субд microsoft Access 2007, Саворинко реферат тема 23.docx, 3Памятка по тематической проверке. 20 Циклограмма основных прика, 3Памятка по тематической проверке. 20 Циклограмма основных прика, топанат 1-2 тема.docx, ППП Тема №6.docx, 1 тема.docx, 15 тема Вятченина, Бояркина.docx, реферат по истории тема,,Особенности культуры древних цивилизаци.


    Тема: ВВЕДЕНИЕ, ПРОВОДНИКИ, ПОЛУПРОВОДНИКИ, ДИЭЛЕКТРИКИ, ПОНЯТИЕ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ТОКЕ,
    1. Основные понятия и определения электротехники. Топологические параметры.

    Электротехника - это область науки и техники, изучающая электрические и магнитные явления и их использование в практических целях получения, преобразования, передачи и потребления электрической энергии.

    Электротехника изучает электромагнитные явления в технических устройствах.

    Электротехнические устройства – такие технические устройства, принцип действия которых основан на использовании электромагнитных явлений.

    Электротехнические устройства используются широко в быту (осветительные и нагревательные приборы, холодильники и т.д), на производстве электрофицированные станки, конвейеры, электросварочное оборудование, в медицине: рентген, томографы, бормашины, на транспорте (трамвай, тролейбус, метро, , электрооборудование автомобилей) и связи.
    Задача изучения курса электротехники:

    - овладение основами теоретических знаниями в области электромагнитных явлений в технических устройствах,

    - знакомство с электротехническими устройствами различного назначения, принципами их работы, характеристиками, энергетическими показателями;

    - получение знаний в области производства, передачи и потребления электрической энергии
    Основные понятия:

    Электромагнитное поле - это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами.

    Магнитное поле - это одна из форм электромагнитного поля. Оно создается движущимися электрическими зарядами и спиновыми магнитными моментами (момент количества движения микрочастиц) атомных носителей магнетизма. Взаимосвязь магнитного и электрического полей описывает уравнение Максвелла.
    Физические основы электротехники:

    Все вещества состоят из атомов и молекул. В состав атомов входят элементарные частицы, обладающие электрическим зарядом. К ним относятся протоны и электроны.

    Протоны – положительно заряженные частицы, которые сосредоточены в ядре атома, сообщая ему положительный заряд.

    Электроны – отрицательно заряженные частицы вещества, которые вращаются по замкнутым орбитам с огромной скоростью. Заряд электрона - это наименьший электрический заряд, называемый элементарным.

    Тело называют электрически заряженным, если в нем преобладают заряды того или другого знака.

    Электрический заряд или заряженное тело создают вокруг себя электрическое поле.

    Электрическое поле - это частная форма проявления электромагнитного поля. Оно создаётся электрическими зарядами или переменным магнитным полем.

    Природа электрического тока

    В металлах (медь, алюминий, сталь, серебро и др.) много свободных электронов. Поэтому они хорошо проводят электрический ток. Их применяют в качестве проводов и называют проводниками. Если электрическая цепь разомкнута, то свободные электроны в проводниках находятся в хаотическом движении.

    Замкнем электрическую цепь. Источник тока образует в электрической цепи электрическое поле, которое взаимодействует с электрическими полями каждого электрона. В результате свободные электроны будут двигаться в одном направлении.

    Электрический ток в проводниках - это направленный поток свободных электронов.

    Электрический ток - замкнутый поток электронов. Он не имеет ни начала ни конца.

    Существуют два направления электрического тока:

    1. Истинное направление.

    Это направление от минуса источника до его плюса. В этом направлении идут электроны, поэтому направление называется истинным.

    2. Техническое направление

    Техническое направление противоположно истинному. Это направление от плюса источника до его минуса.

    Техническое направление возникло исторически. Когда люди не знали природы тока, то установили, чтобы все показывали одинаково от плюса к минусу. Когда узнали, что ток - это поток электронов, движущийся от минуса к плюсу, то решили это направление оставить и назвать его техническим и пользоваться им в технике.

    Возникает вопрос, когда и каким направлением пользоваться?

    Когда речь идет о природе тока, то нужно пользоваться истинным направлением. В остальных случаях пользуются техническим направлением.

    15.

    Электрический ток может существовать только в замкнутой цепи, основными элементами которой являются:

    - источник электрической энергии;

    - приемники (потребители) электрической энергии;

    - устройства для передачи электрической энергии и контроля ее параметров.

    - вспомогательные элементы (выключатели, предохранители, измерительные приборы).

    Электрическая цепь - это совокупность устройств, в которых электромагнитные процессы могут быть описаны с помощью понятий об электродвижущей силе, токе и напряжении.
    Отдельное устройство, входящее в электрическую цепь, называют элементом электрической цепи.

    Основные элементы электрической цепи являются:

    - источники электрической энергии в которых происходит преобразование энергии какого-либо вида в электрическую (генераторы, аккумуляторы, фотоэлектрические элементы);

    - элементы передачи электромагнитной энергии (соединительные элементы, провода, кабеля, воздушные линии электропередач):

    -приёмники энергии (электролампы, электропечи, электродвигатели) в которых электрическая энергия преобразуется в другой вид энергии (тепловую, механическую).
    Электрический ток (I) - явление направленного движения электрических зарядов в веществе (или вакууме) под воздействием электрического поля. В металлах свободными носителями заряда являются электроны, в плазме, электролите — ионы. Ток характеризуется силой, которую называют силой тока, она измеряемой в амперах (А).

    Сила тока определяется, как отношение суммарного заряда q, протекающего через некоторое сечение проводника за время t, к этому времени: I = q/t. Если за 1 с через это сечение прошел 1 Кл заряда, то единицу тока называют ампером. 1 А = 1Кл/с.

    Заряд 1 электрона равен 1,6х10-19Кл.

    Условно за положительное направление тока во внешней цепи принимают направление от положительно заряженного электрода (+) к отрицательно заряженному (-). Для установившихся режимов различают два вида токов: постоянный и переменный. Постоянным называют ток, который может изменяться по величине, но не меняется по знаку сколь угодно долгое время. Переменным называют ток, который периодически изменяется как по величине, так и по знаку. Переменные токи подразделяются на синусоидальные и несинусоидальные.

    Электрическое напряжение (U) - это величина, численно равная работе по перемещению единицы электрического заряда между двумя произвольными точками электрической цепи.

    Напряжение участка цепи U – это отношение работы А электрического поля по перемещению положительного заряда q вдоль этого участка к величине заряда: U=A/q. Если для перемещения заряда в 1Кл требуется совершить работу в 1 Джоуль, то полученную единицу напряжения называют Вольтом. 1в = 1Дж/1Кл.

    Электродвижущая сила (ЭДС) - это сила, способная совершать работу по перемещению в электрической цепи электрических зарядов. ЭДС измеряется в вольтах (В) и обозначается латинской буквой Е.

    Гармонические колебания характеризуются изменением колеблющейся величины во времени по синусоидальному закону. По синусоидальному закону изменяется напряжение, ЭДС, магнитный поток. Синусоидально изменяющиеся величины изображают синусоидами, показывающими мгновенные их значения в любой момент времени, или вращающимися векторами.

    Скорость изменения переменного тока характеризуется его частотой, определяемой как число полных повторяющихся колебаний в единицу времени. Частота измеряется в герцах (Гц). В России (как и во многих странах мира) частота тока в электрической сети 50 Гц соответствует 50 полным колебаниям (периодам) в секунду.

    Электрической цепью называется, в общем виде, совокупность определенным образом соединенных источников, преобразователей и потребителей электрической энергии, через которые может протекать электрический ток.

    Электрическое сопротивление - это способность элемента электрической цепи противодействовать в той или иной степени прохождению по нему электрического тока. Сопротивление, в общем случае, зависит от материала элемента, его размеров, температуры, частоты тока и измеряется в омах (Ом). Различают активное (омическое), реактивное и полное сопротивления. Они обозначаются чаще всего соответственно: R, X, Z.

    Активное сопротивление элемента - это сопротивление постоянному току.

    Индуктивное сопротивление - это сопротивление элемента, связанное с созданием вокруг него переменного или изменяющегося магнитного поля. Оно зависит от конфигурации и размеров элемента, его магнитных свойств и частоты тока. Индуктивность можно определить как меру магнитной инерции элемента в отношении электромагнитного поля. По смыслу индуктивность в электротехнике можно уподобить массе в механике. Например, чем больше индуктивность элемента, тем медленнее и тем большую энергию магнитного поля он запасает. Индуктивностью обладают в разной мере все элементы электрической цепи переменного тока: провода, шины, кабели и т.п., но в большей степени обмотки электрических машин и разного рода многовитковые катушки.

    Ёмкостное сопротивление - это сопротивление элемента, связанное с созданием внутри и вокруг него электрического поля. Оно зависит от материала элемента, его размеров, конфигурации и частоты тока.

    Электрическое сопротивление R это величина, характеризующая противодействие проводящей среды движению свободных электрических зарядов (току). Единица измерения – Ом. Величина, обратная сопротивлению, называется электрической проводимостью G. Единица измерения – сименс (См).
    Электрическое сопротивление проводника определяется по формуле
    R=ρl/S
    где l – длина;

    S – поперечное сечение;

    ρ — удельное сопротивление.
    Мощность в электрической цепи характеризует интенсивность преобразования энергии из одного вида в другой в единицу времени. Единица измерения мощности – Ватт (Вт).

    Мощность электрического тока — это отношение произведенной им работы ко времени в течение которого совершена работа.
    Если:

    P — мощность электрического тока (Вт),

    W — работа электрического тока (Дж = Вт·с),

    U — напряжение (В),

    I — сила тока (A),

    R — сопротивление цепи (Ом),

    t — время протекания тока (c),

    То:
    Мощность электрического тока через напряжение и ток

    2. P=W/t = UI

    Мощность электрического тока через напряжение и сопротивление

    3. P=U2/R

    Мощность электрического тока через ток и сопротивление

    4. P= I2 R
    3. Электротехнические материалы (проводники, полупроводники, диэлектрики).

    По способности проводить электрический ток вещества можно разделить на

    -проводники

    -полупроводники

    -диэлектрики

    Эта способность обусловлена особенностью строения веществ.
    Проводниковые материалы

    Проводниковые материалы (алюминий, медь, золото, серебро и др.) обладают высокой электропроводностью. Наиболее часто в проводах и кабелях используется алюминий, как наиболее дешевый. Медь имеет большую электропроводимость, но она дороже.

    В проводниках присутствуют свободные носители заряда - это часть электронов сравнительно слабо связанных с ядром, которые могут перемещаться с орбиты одного ядра на орбиту другого под воздействием внешнего электрического поля. Такие электроны называются свободными. К проводникам относятся такие вещества, как медь, алюминий.
    Из проводников следует выделить группу материалов с большим удельным сопротивлением. К ним относятся сплавы (нихром, фехраль и др.) они используются для изготовления обмоток нагревательных приборов и реостатов. Вольфрам используется в лампах накаливания. Константан и манганин используются в качестве сопротивлений в образцовых приборах.
    Электроизоляционные материалы (диэлектрики)

    Диэлектриками называются вещества, основным электрическим свойством которых является их способность поляризоваться в электрическом поле. Строение диэлектриков характеризуется наличием незначительного количества свободных электронов и молекул, вытянутых по форме (полярные диполи). Суть явления поляризации заключается в том, что под воздействием внешнего электрического поля связанные заряды диэлектрика смещаются в направлении действующих на них сил и тем больше, чем выше напряженность поля

    Диэлектрики - это вещества практически не проводящие электрический ток. Диэлектрики бывают твёрдые, жидкие и газообразные. Важнейшими характеристиками диэлектриков являются: диэлектрическая восприимчивость, диэлектрическая проницаемость и электрическая прочность.

    Диэлектрические материалы классифицируют по:

    -агрегатному состоянию:

    -жидкие;

    -газообразные;

    -твердые.

    -по способу получения:

    -естественные;

    -синтетические.

    -по химическому составу:

    -органические;

    -неорганические.

    -по строению молекул:

    -нейтральные;

    -полярные.
    К диэлектрикам относятся воздух, азот, элегаз, лаки, слюда, керамика, полэтилен. Электроизоляционные материалы (диэлектрики) имеют очень малую удельную электрическую проводимость. Они бывают газообразные, жидкие и твердые. Особенно большим разнообразием отличаются твердые диэлектрики. К ним относятся резина, сухое дерево, керамические материалы, пластмассы, картон, пряжа и др. материалы. В качестве конструкционных материалов применяются текстолит и гетинакс. Текстолит это диэлектрический материал основой которого является ткань, пропитанная феноло-формальдегидной смолой. Гетинакс это бумага, пропитанная феноло-формальдегидной смолой.

    Конденсатор электрический - это электрическая ёмкость, представляющая собой устройство из двух или более электродов (обкладок), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.

    Электрическая изоляция - это устройство, выполненное из диэлектрических материалов и предназначенное для изоляции частей электрооборудования, находящихся под разными электрическими потенциалами с целью предотвращения коротких замыканий на землю, на корпус машин, на сооружения и конструкции. Наиболее распространенные материалы: фарфор, слюда, бумага, минеральное масло, эпоксидные смолы, стекло и другие.

    Изоляторы - из фарфора и стекла - одни из основных элементов для изоляции электроустановок и наиболее широко распространены. По своему назначению изоляторы подразделяются на опорные, проходные и линейные с нормированными соответствующими стандартами электрическими и механическими нагрузками. Опорные изоляторы предназначены для крепления и изоляции токоведущих частей. Проходные изоляторы служат для изоляции и соединения токоведущих частей, находящихся в закрытых помещениях, баках трансформаторов с открытыми токоведущими частями электроустановок и ЛЭП. Линейные изоляторы служат для изоляции и крепления проводов и грозозащитных тросов воздушных ЛЭП и подстанций.

    Изоляционное масло - это минеральное масло повышенной степени очистки, обладающее диэлектрическими свойствами.

    Пробивное напряжение - это напряжение, при котором происходит пробой (разрушение), т.е. наступает предел электрической прочности диэлектрика, а соответствующее значение напряженности электрического поля называется электрической прочностью диэлектрика.
    Полупроводники

    Полупроводники по электропроводимости занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Простые полупроводниковые вещества – германий, кремний, селен, сложные полупроводниковые материалы — арсенид галлия, фосфид галлия и др. В чистых полупроводниках концентрация носителей заряда – свободных электронов и дырок мала и эти материалы не проводят электрический ток.
    Если в полупроводниковый материал ввести примесь (донорную или акцепторную), то есть произвести легирование, то полупроводник становится обладателем или электронной (n) проводимости (избыток электронов), или дырочной (р) проводимости (избыток положительных зарядов – дырок). Если соединить два полупроводника с различными видами проводимости, получим полупроводниковый прибор (диод), который используется для выпрямления переменного тока.
    Чистые полупроводники обладают удельным сопротивлением в пределах 10-5 — 108 Ом * м. Для снижения высокого удельного сопротивления в чистые полупроводники вводят примеси - проводят легирование, такие полупроводники называются легированными. В качестве легирующих примесей применяют элементы III (бор В) и V (мышьяк As) групп периодической системы элементов Д. И. Менделеева.
    Область на границе двух полупроводников, один из которых имеет дырочную, а другой - электронную проводимость, называют р-n - переходом.
    Полупроводниковый диод — это полупроводниковый прибор с одним выпрямляющим электрическим переходом и двумя выводами, в котором используется то или иное свойство электрического перехода (незначительная коррекция данного определения может понадобиться лишь для очень узкого круга приборов, например, для некоторых диодов СВЧ и прецизионных стабилитронов).
    Типы диодов
    По назначению полупроводниковые диоды подразделяются на выпрямительные диоды малой, средней и большой мощности, импульсные диоды и полупроводниковые стабилитроны.
    Выпрямительные диоды малой мощности. К ним относятся диоды, поставляемые промышленностью на прямой ток до 300мА. Справочным параметром выпрямительных диодов малой мощности является допустимый выпрямительный ток (допустимой среднее значение прямого тока), который определяет в заданном диапазоне температур допустимое среднее за период значение длительно протекающих через диод импульсов прямого тока синусоидальной формы при паузах в 180 (полупериод) и частоте 50 Гц. Максимальное обратное напряжения этих диодов лежит в диапазоне от десятков до 1200В.
    Выпрямительные диоды средней мощности. К этому типу относятся диоды, допустимое среднее значение прямого тока которых лежит в пределах 300мА-10мА. Большой прямой ток этих по сравнению с маломощными диодами достигается увеличением размеров кристалла, в частности рабочей площади p-n перехода. Диоды средней мощности выпускаются преимущественно кремниевыми. В связи с этим обратный ток этих диодов при сравнительно большой плоскости p-n перехода достаточно мал(несколько десятков микроампер). Теплота, выделяемая в кристалле от протекания прямого и обратного токов в диодах средней мощности, уже не может быть рассеяна корпусом прибора.
    Мощные (силовые) диоды. К данному типа относятся диоды на токи от 10А и выше. Промышленность выпускает силовые диоды на токи 100 - 100 000 А и обратные напряжения до 6000 В. Силовые диоды имеют градацию по частоте охватывают частотный диапазон до десятков килогерц. Мощные диоды изготовляют преимущественно из кремния. Кремниевая пластинка с p-n переходом, создаваемым диффузным методом, для таких диодов представляет собой диск диаметром 10-100мм и толщиной 0,3-0,6 мм.
    В зависимости от области применения полупроводниковые диоды делят на следующие основные группы:

    выпрямительные,

    универсальные,

    импульсные,

    сверхвысокочастотные,

    стабилитроны,

    варикапы,

    туннельные,

    обращенные,

    фотодиоды,

    светоизлучающие диоды,

    генераторы шума,

    магнитодиоды.

    Диэлектрические потери есть мощность, выделяющаяся в диэлектрике при воздействии на него переменного электрического поля. Потери мощности в диэлектриках, работающих в переменном поле, оцениваются тангенсом угла диэлектрических потерь.
    Для цепи постоянного тока мощность источника
    Pист = E I.
    Мощность приемника
    Рпр = U × I = R × I2 = U2/R

    Фаза (от греч. - появление) - в теории колебаний и волн переменного тока определяет состояние колебательного процесса в каждый момент времени.
    Однофазная цепь - это электрическая цепь переменного тока, в которой действует одно синусоидальное напряжение.
    Трёхфазная цепь - это электрическая цепь переменного тока, в которой действуют три синусоидальных напряжения сдвинутых по фазе обычно на 120°. Трёхфазные цепи экономичнее однофазных, дают существенно меньшие пульсации тока после выпрямления в постоянный ток, позволяют простыми средствами получать вращающееся магнитное поле в электродвигателях.
    Фазное напряжение источника (приёмника, сети) электрического тока - это разность потенциалов между выводом фазы и нейтральной точкой (проводом).
    Линейное напряжение источника (приёмника, сети) электрического тока - это разность потенциалов между выводами смежных фаз.
    Электромагнитная индукция есть возникновение ЭДС в проводнике, движущемся в магнитном поле или в замкнутом проводящем контуре вследствие движения контура в магнитном поле или в результате изменения самого поля.
    Взаимная индукция - это явление возбуждения ЭДС в одной электрической цепи при изменении электрического тока в другой цепи или при изменении взаиморасположения этих двух цепей. Самоиндукция - наведение ЭДС в электрической цепи при изменении протекающего в ней электрического тока.
    Магнитодвижущая сила (МДС) - ранее часто называлась намагничивающей силой - это величина, характеризующая магнитное действие электрического тока. МДС вводится при расчётах магнитных цепей по аналогии с ЭДС в электрических цепях.
    Электрическая энергия - это способность электромагнитного поля производить работу, преобразовываясь в другие виды энергии (механическую, тепловую, световую, химическую и др.).
    Электрическая мощность - это работа по перемещению электрических зарядов в единицу времени. Единица измерения мощности -ватт (Вт), киловатт (кВт), мегаватт (МВт). Различают активную и реактивную мощности.
    Активная мощность (Р) - это мощность, связанная с преобразованием электроэнергии в тепловую или механическую энергию.
    Электролиты - это растворимые химические вещества, в которых прохождение постоянного электрического тока осуществляется в результате движения ионов и сопровождается электролизом - распадом. Положительно заряженные ионы (катионы) движутся к катоду, отрицательно заряженные ионы (анионы) движутся к аноду.
    Короткое замыкание (КЗ) - это образование электрического контакта вследствие соединения проводников электрической цепи, не предусмотренного нормальными условиями работы. Это явление в электрической части ГЭС относится к числу самых опасных случаев.
    В сети переменного тока КЗ может быть между фазами (2-х и 3-х -фазное) или вследствие замыкания фазы на землю (однофазное). В сети постоянного тока КЗ бывает между полюсами или полюсом и землёй. КЗ возникает из-за нарушения изоляции частей электрической установки и обычно сопровождается значительным увеличением силы тока в цепи, что создаёт опасность повреждения оборудования. У потребителей электроэнергии в момент КЗ резко снижается электрическое напряжение. Для предотвращения опасных последствий КЗ применяют релейную защиту или устанавливают плавкие предохранители, которые обеспечивают быстрое отключение участка с КЗ.
    Релейная зашита - это комплекс электрических устройств, содержащих релейные элементы (реле), способные выявлять скачкообразное изменение контролируемых параметров (тока, напряжения, частоты тока, мощности и др.), и при достижении их недопустимых значений выдавать командные импульсы на отключение поврежденных участков электроустановки или на остановку агрегатов, машин, механизмов.
    Переходный процесс в электрических установках представляет собой переход от одного установившегося состояния к другому установившемуся состоянию в результате планового включения или отключения генераторов, а также при возникновении КЗ либо при внезапных изменениях нагрузки (мощности).
    Электрическая машина - это электромеханическое устройство, осуществляющее взаимное преобразование механической и электрической энергии (электрогенератор и электродвигатель).
    Электрической цепью называют совокупность тел и сред, образующих замкнутые пути для протекания электрического тока.
    Обычно физические объекты и среду, в которой протекает электрический ток, упрощают до условных элементов и связей между ними. Тогда определение цепи можно сформулировать как совокупность различных элементов, объединенных друг с другом соединениями или связями, по которым может протекать электрический ток.
    Элементами электрической цепи являются источники электрической энергии, активные и реактивные сопротивления.
    Связи в электрической цепи изображаются линиями и по смыслу соответствуют идеальным проводникам с нулевым сопротивлением.
    Связи цепи, наряду с элементами, определяют ее свойства и для одних и тех же элементов можно создать множество различных электрических цепей различающихся только связями.

    Связи элементов электрической цепи обладают топологическими свойствами, т.е. они не изменяются при любых преобразованиях, производимых без разрыва связей. Пример такого преобразования показан на рис. 1.
    Возможность взаимно однозначного преобразования электрической цепи позволяет использовать его до начала анализа для приведения схемы к наиболее простому и легко воспринимаемому виду. Так схема на рис. 1 б) выглядит значительно проще, чем схема а).
    Для описания топологических свойств электрической цепи используются топологические понятия, основными из которых являются узел, ветвь и контур.
    Узлом электрической цепи называют место (точку) соединения трех и более элементов.
    Графически такое соединение может изображаться различными способами.


    Обратите внимание на точку в месте пересечения линий схемы. Если она отсутствует, то это означает отсутствие соединения. Точка может не ставиться там, где при пересечении линия заканчивается (рисунок а)).
    Узел не обязательно имеет вид точки. На рис. 1 б) вся нижняя линия связи, соединяющая R2, E, R5 и R3 , является узлом, а на рис. 1 а) этот же узел представлен диагональной связью.
    Ветвью называют совокупность связанных элементов электрической цепи между двумя узлами.
    Ветвь по определению содержит элементы, поэтому вертикальные связи рис. 2 а) и б) ветвями не являются. Не является ветвью и диагональная связь рис. 1 а).
    Контуром (замкнутым контуром) называют совокупность ветвей, образующих путь, при перемещении вдоль которого мы можем вернуться в исходную точку, не проходя более одного раза по каждой ветви и по каждому узлу.
    По определению различные контуры электрической цепи должны отличаться друг от друга по крайней мере одной ветвью.
    Количество контуров, которые могут быть образованы для данной электрической цепи ограничено и определено.

    Электрический ток

    Электрическое напряжение

    Электрическое напряжение (U) это характеристика работы сил поля по переносу электрических зарядов через внешние элементы цепи. При этом электрическая энергия преобразуется в другие виды. Единица измерения – вольт (В). За положительное направление напряжения приемника принимают направление, совпадающее с выбранным положительным направлением тока. В электрических цепях и энергетических системах напряжение может иметь значения в пределах от нескольких вольт до сотен тысяч вольт.
    Электродвижущая сила

    Электродвижущая сила Е (ЭДС) характеризует способность индуцированного поля вызывать электрический ток. Единица измерения – вольт (В). Источники энергии могут быть источниками ЭДС и тока. В данном пособии рассматриваются только источники ЭДС. Источник ЭДС характеризуется двумя параметрами: значениями ЭДС (Е) и внутреннего сопротивления (r0). Источник ЭДС, внутренним сопротивлением которого можно пренебречь, называют идеальным источником. Реальный источник ЭДС имеет определенное значение внутреннего сопротивления. У источника ЭДС внутренне сопротивление значительно меньше сопротивления нагрузки (RН) и электрический ток в цепи зависит главным образом от величины ЭДС и сопротивления нагрузки. Источник ЭДС имеет следующие графические обозначения.

    Вольтамперная характеристика источника ЭДС имеет вид:

    Рис. 1
    Зависимость между напряжением на зажимах источника и его ЭДС имеет вид:
    U = E — r0 × I (для реального источника ЭДС)
    U = E (для идеального источника).
    Электрическое сопротивление R это величина, характеризующая противодействие проводящей среды движению свободных электрических зарядов (току). Единица измерения – Ом. Величина, обратная сопротивлению, называется электрической проводимостью G. Единица измерения – сименс (См).
    Электрическое сопротивление

    Электрическое сопротивление проводника определяется по формуле
    R=ρl/S
    где l – длина;

    S – поперечное сечение;

    ρ — удельное сопротивление.
    По способности проводить электрический ток электротехнические материалы можно разделить на группы: проводники, диэлектрики и полупроводники.
    Проводниковые материалы

    Проводниковые материалы (алюминий, медь, золото, серебро и др.) обладают высокой электропроводностью. Наиболее часто в проводах и кабелях используется алюминий, как наиболее дешевый. Медь имеет большую электропроводимость, но она дороже.
    Из проводников следует выделить группу материалов с большим удельным сопротивлением. К ним относятся сплавы ( нихром, фехраль и др.) они используются для изготовления обмоток нагревательных приборов и реостатов. Вольфрам используется в лампах накаливания. Константан и манганин используются в качестве сопротивлений в образцовых приборах.
    Электроизоляционные материалы (диэлектрики)

    Электроизоляционные материалы (диэлектрики) имеют очень малую удельную электрическую проводимость. Они бывают газообразные, жидкие и твердые. Особенно большим разнообразием отличаются твердые диэлектрики. К ним относятся резина, сухое дерево, керамические материалы, пластмассы, картон, пряжа и др. материалы. В качестве конструкционных материалов применяются текстолит и гетинакс. Текстолит это диэлектрический материал основой которого является ткань, пропитанная феноло-формальдегидной смолой. Гетинакс это бумага, пропитанная феноло-формальдегидной смолой.
    Мощность в электрической цепи характеризует интенсивность преобразования энергии из одного вида в другой в единицу времени. Единица измерения мощности – Ватт (Вт).
    Для цепи постоянного тока мощность источника
    Pист = E I.
    Мощность приемника
    Рпр = U × I = R × I2 = U2/R
    Закон электромагнитной индукции

    Закон электромагнитной индукции — устанавливает связь между электрическими и магнитными явлениями, был открыт в 1831 году М. Фарадеем, в 1873 году закон был обобщен и развит Д.Максвеллом:
    Если магнитный поток Ф, проходящий сквозь поверхность, ограниченную некоторым контуром, изменяется во времени t, в контуре индуцируется ЭДС e, равная скорости изменения потока


    написать администратору сайта