Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Глава 2 .Основные понятия. Законы анализа электрических цепей.Стр 1 из 16Следующая ⇒
Основа Теории Цепей - ОТЦ (лекции) ------------------------------------------------------------------------------
Глава 1 .Введение. Электротехника – область изучения и применения электромагнитных явлений. ОТЦ – абстрактная физико-математическая дисциплина, которая занимается двумя взаимосвязанными задачами: анализом электрических цепей и их синтезом. В задачах анализа электрическая цепь считается заданной, т.е. известны все элементы цепи и способы их соединения. Требуется найти токи в ветвях и напряжения на элементах. Задачи анализа, как правило, имеют единственное решение. Синтез электрических цепей состоит в том, чтобы подобрать элементы и найти способы их соединения для получения заданных свойств цепи (токи в ветвях и напряжения на отдельных участках). Они не имеют однозначного решения и сложнее задач анализа.
Глава 2 .Основные понятия. Законы анализа электрических цепей. §2.1. Положительное направление тока и напряжения. Электрическая цепь - совокупность объектов и устройств, образующих путь для электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий об ЭДС, токи и напряжения.
для постоянных значений, не зависящих от времени.
Электрический ток – направленное, упорядоченное движение электрических частиц в проводящем веществе. = [A] =
Если, в результате расчетов с учетом выбранного направления, ток имеет знак «+», то его действительное и физическое направление совпадает с выбранным. В противном случае он направлен в противоположную сторону.
Напряжение – разность потенциалов.
Uав = 𝜑а – 𝜑в ; Uва = 𝜑в – 𝜑а Uав = - Uва Падение напряжения - . 𝜑в = 𝜑а - Uав = 𝜑а – 𝜑в =
§2.2. Элементы электрических цепей. Основными элементами электрической цепи являются источники электроэнергии и ее приемники. Дополнительными элементами электрической цепи являются соединительные провода, переключатели, предохранители и т.д. В ОТЦ реальные элементы цепи заменяют абстрактными, идеальными, которые отражают их главные свойства.
2.2.1. Источники электроэнергии. Источники электроэнергии – абстрактное понятие, отражающее главное свойство – генерировать электроэнергию. Разделение зарядов. E [B] =
В источнике электроэнергии с помощью сторонних (неэлектрических) сил происходит разделение зарядов и создается разность потенциалов. ЭДС можно определить, как работу сторонних сил по перемещению единицы положительного заряда внутри источника от отрицательного вывода к положительному.
Источник электроэнергии.
UН = Е – IRВН , где IRВН – падение напряжения UН (I) – внешняя характеристика
Если E = const и RВН = const, то mtg ℒ = RВН m – масштабный множитель.
Любой источник энергии может быть представлен в виде одной из двух схем замещения (эквивалентных схем).
Эти схемы эквивалентны по отношению к другим участкам цепи. IН = = = Е
Сущ. понятие идеальных источников напряжения и тока. Идеальный источник напряжения имеет RВН = 0.
Идеальный источник тока имеет RВН = ∞ (идеализирован)
Реальный источник напряжения приближается к идеальному, если RВН<< RН. Реальный источник тока приближается к идеальному, если RВН>> RН.
Приемники электроэнергии. Источники подразделяют на потребители и накопители. Их главные свойства отражают следующие идеализированные элементы:
1) Сопротивление – элемент цепи, обладающий свойством безвозвратно расходовать поступившую в него электроэнергию.
Физическая реализация: резистор; лампа накаливания; громкоговоритель и т.д. Сопротивление – коэффициент пропорциональности между I и U (током и напряжением) U = RI ; R [Ом] = G = - проводимость, обратна сопротивлению: G [См или Ом-1] Р = I2 R = U(I) – (ВАХ) - вольт-амперная характеристика, т.е. зависимость напряжения от тока.
2) Емкость - элемент цепи, обладающий свойством накапливать энергию электрического поля. Физическая реализация: конденсатор. Емкость – коэффициент пропорциональности между зарядом и приложенным напряжением. q = CU ; C [Ф] = WЭ = q (U) - (КВХ) – кулон-вольтная характеристика, т.е. зависимость заряда от напряжения (не линейная).
3) Индуктивность - элемент цепи, обладающий свойством накапливать энергию магнитного поля.
Физическая реализация: катушка.
При прохождении тока через катушку в окружающем пространстве возникает магнитное поле с потокосцеплением 𝜓. 𝜓 = ∙ , причем 𝜓 = L ∙ , где L [Гн] = Индуктивность – это коэффициент пропорциональности между потокосцеплением и током. WМ = - энергия магнитного поля, запасенная в индуктивности. Зависимость потокосцепления от тока наз. вебер-амперной характеристикой 𝜓(I) (ВАХ)
= = = =
§2.3. Схема электрических цепей. Основа топологии цепей.
Электрические элементы: активные элементы пассивные элементы
Геометрические элементы: Ветвь – участок цепи, по которому проходит один и тот же ток (в). Узел – точка соединения 3-х и более ветвей (у).
На схеме соединительные провода имеют нулевое сопротивление, поэтому в данных 2-х схемах число узлов равно 1:
Любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям, называется контуром. Цепь, содержащая один контур, называется одноконтурной или неразветвленной - иначе называется многоконтурной или разветвленной.
Графическое изображение ветвей и узлов без элементов называется графом цепи.
§2.4. Некоторые классификации и электрических цепей.
1. а) линейные, если R, L, C не зависят от U и ; б) нелинейные.
2. а) активные, если содержат источники энергии; б) пассивные.
3. а) 2-х полюсные цепи (по числу внешних выводов); б) 4-х полюсные цепи; в) многополюсные цепи.
4. а) сосредоточенные параметры (содержит счетное множество элементов R, L, C); б) распределенные параметры (например, телеграфная линия).
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 339. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |