КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Вопрос 1. Электрическая цепь и ее элементы (20 мин. )
Учебный вопрос разбивается по времени на подвопросы. В первом подвопросе рассматривается общая схем электрической цепи и ее основные элементы. Энергетические процессы, происходящие в электрических устройствах, как правило, очень сложны, они связаны с созданием электромагнитных полей или изменением величин, характеризующих эти поля. Для их описания требуется привлечение векторных электрических и магнитных величин, характеризующих электромагнитные поля: напряженности электрического E и магнитного H полей, магнитной индукции B, плотности электрического тока J и др. В следующих лекциях будут рассмотрены электромагнитные процессы ряда электротехнических устройств: электрических машин, аппаратов, приборов. Без такого рассмотрения нельзя понять принцип работы этих устройств. Однако во многих случаях основные характеристики электротехнических устройств могут быть получены и описаны с помощью известных из курса физики понятий: тока, электродвижущей силы (ЭДС), напряжения. При таком описании совокупность электротехнических устройств рассматривают как электрическую цепь, состоящую из источников и приемников электрической энергии, характеризуемых ЭДС Е, током I, напряжением U и электрическим сопротивлением постоянному току R (омическому). Таким образом, источники и приемники (потребители электрической энергии), являющиеся основными элементами электрической цепи, соединяют проводами для обеспечения замкнутого пути для электрического тока. Для включения и выключения электротехнических устройств применяют коммутационную аппаратуру (выключатели, рубильники, тумблеры). Кроме этих элементов, в электрическую цепь могут включатся электрические приборы для измерения тока, напряжения, мощности. Следует понимать, что любая замкнутая электрическая цепь делится на две части: 1) внешнюю – называемую внешним участком цепи; 2) внутреннюю – называемую внутренним участком цепи. В нашем случае источник электроэнергии (генератор постоянного тока с внутренним сопротивлением R0) является внутренним участком электрической цепи, а потребители электроэнергии: R, аппарат защиты ПР (предохранитель), амперметр, вольтметр, соединительные провода составляют внешний участок цепи (рис. 1., слайд 4).
Рис. 1. Схема электрической цепи При анализе работы многих электротехнических устройств приходится иметь дело со сложными электрическими цепями, схемы замещения которых содержат как активные, так и пассивные элементы. Что это значит? Все источники электрической энергии являются активными элементами, так как они характеризуются определенным значением ЭДС. Приемники (потребители) электрической энергии могут быть как активными так и пассивными. Пассивными элементами, называются элементы, в которых не возникает ЭДС (в них не происходит преобразование энергии), и они характеризуются электрическим сопротивлением. Во втором подвопросе рассматриваются определения и аналитические соотношения сопротивления, проводимости. Из школьного курса физики хорошо известно, что для обеспечения протекания электрического тока по проводнику необходимо затрачивать какую-то энергию, так как свободные электроны проводника при своем направленном движении под действием электрического поля, возникающего от приложенного напряжения, сталкиваются между собой и с молекулами вещества из которого сделан проводник. Таким образом, проводник оказывает сопротивление электрическому току. И это называется электрическим сопротивлением. Электрическое сопротивление определяется как (слайд № 5-7): R = ρ (1) где: ρ – удельное сопротивление материала проводника (Ом * мм2)/м; L – длина проводника (м); S – поперечное сечение проводника (мм2). Величина G, обратная R, есть электрическая проводимость, измеряющаяся в сименсах. G = (2) Так же следует учитывать тот факт, что величина электрического сопротивления проводников зависит от температуры. То есть, при увеличении температуры металлов, из которых сделаны проводники, происходит увеличение удельного сопротивления ρ и следовательно, увеличение электрического сопротивления R. Поэтому аналитически зависимость сопротивления металлических проводников от температуры определяется следующей формулой: R2 = R1[1 + α (t2 - t1)] (3)
где: R1 и R2 – сопротивление при температурах t1 и t2(Ом); α – температурный коэффициент сопротивления. Для примера можно привести таблицу среднего значения α в диапазоне от (0 ÷ 100°С).
Основными топологическими понятиями теории электрических цепей являются (третий подвопрос): ветвь, узел, контур, двухполюсник, четырехполюсник, схема. Дадим определения этим топологическим понятиям (слайды 8,9). Ветвь – участок электрической цепи, в которой в любой момент времени сила тока имеет одно и тоже значение. Узел – место соединения трех и более ветвей. Контур – любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям. Двухполюсник – часть электрической цепи с двумя выделенными зажимами – полюсами (рис. 4). Четырехполюсник – часть электрической цепи, имеющей две пары зажимов, которые могут быть входными (а и в) и выходными (с и д) (рис.2). Электрическая схема – графическое изображение электрической цепи (рис. 3).
Рис. 2. Рис. 3.
В полном виде это выглядит так
Рис. 4.
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 811; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |