Основные понятия и определения

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

Лекция 1

Минск, БГТУ, 2013г.

Н. П. Коровкина

ТЕКСТЫ ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ
И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ»

Составитель – доц. каф АППиЭ

Электрической цепью называют совокупность источников питания (генераторы, гальванические элементы, аккумуляторные батареи и др.) и приемников электрической энергии (электрические двигатели, источники света, нагревательные элементы и др.) и соединяющих их проводов, создающих путь для электрического тока, процессы в которой описывают с помощью понятий электродвижущей силы (ЭДС), тока, напряжения.

Источники питания, приемники электрической энергии, соединяющие их провода являются основными элементами электрической цепи. К элементам цепи относятся также аппараты управления (автоматы, контакторы, магнитные пускатели и др.), защиты (предохранители, тепловые реле и др.), преобразующие устройства (трансформаторы, выпрямители и др.) и электроизмерительные приборы.

Графическое изображение элементов электрической цепи с помощью условных обозначений (согласно действующему ГОСТу) называется электрической схемой. Ниже приведены некоторые условные обозначения элементов электрической цепи.

- гальванический и аккумуляторный элементы

- источник ЭДС

- источник тока

- генератор постоянного тока

- двигатель постоянного тока

- лампа накаливания

- нагревательный элемент

- резистор

В любой электрической схеме различают такие понятия, как точка, ветвь, узел, контур.

Точка – место соединения двух элементов электрической цепи.

Ветвь – участок электрической цепи с одним и тем же током.

Схема электрической цепи

1, 4, 6, 7 – узлы; 2, 3, 5, 8 – точки соединения элементов; 1 – 4, 4 – 6, 4 – 7, 6 – 7,

1 – 7, 1 – 6 – ветви; 1 – 4 – 7 – 1, 7 – 4 – 6 – 7; 1 – 7 – 6 – 1 - независимые контуры

Узел – место соединения трех или более ветвей.

Контур – несколько ветвей, образующих замкнутую цепь.

Независимый контур – это такой, в который входит хотя бы одна ветвь, не входящая в другие контуры.

Элементы электрической цепи постоянного тока характеризуются параметрами:

R – омическое сопротивление – параметр, характеризующий свойства элемента преобразовывать электрическую энергию в другие виды энергии (световую, тепловую, механическую и др.);

Е – электродвижущая сила (ЭДС) – параметр, указывающий на способность элемента создавать и поддерживать разность потенциалов на отдельных участках цепи, а также возбуждать и поддерживать электрический ток в замкнутой цепи.

Элементы электрической цепи делятся на активные и пассивные. К активным элементам относятся те, в которых индуцируется ЭДС (источники ЭДС, электродвигатели, аккумуляторы в процессе зарядки и т. п.). К пассивным элементам относятся электроприемники и соединительные провода.

Задачи, возникающие при расчетах электрических цепей, разнообразны. Чаще всего это определение токов, напряжений и мощностей элементов при заданных их параметрах.

При расчете электрических цепей необходимо знать не только значения ЭДС, токов и напряжений, но и их направления, так как последние определяют знаки слагаемых в расчетных выражениях.

Положительное направление тока I – направление движения положительных зарядов. Ток в цепи протекает в направлении убывания электрического потенциала.

Положительное направление напряжения U между двумя точками электрической цепи - направление движения положительного заряда под действием сил электрического поля, т. е. от большего потенциала к меньшему.

Положительное направление ЭДС Е – направление перемещения положительных зарядов под действием сил стороннего поля, т.е. от меньшего потенциала к большему.

Направление тока в источнике питания совпадает с направлением ЭДС и противоположно направлению напряжения, а в приемнике энергии совпадает с напряжением.

Ток ветви измеряется амперметром, который включается последовательно, а напряжение на участке цепи – вольтметром, включаемым параллельно.

Схема электрической цепи

с включенными амперметром и вольтметром

При измерениях токов и напряжений необходимо определить цену деления приборов.

Цена деления амперметра, С _А А/дел:

С_А = I _ном / n.

Цена деления вольтметра, С _V, В/дел:

С _V = U _ном/ n.

где I _ном, U _ном - верхний предел диапазона измерений или арифметическая сумма двух верхних значений диапазона (если нулевая отметка находится внутри диапазона измерений); n – число делений всей шкалы прибора.

Дата добавления: 2014-01-07