Элементы электрической цепи постоянного тока

Министерство образования и науки

Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Волгодонский инженерно-технический институт – филиал НИЯУ МИФИ

Курс лекций  

По дисциплине «Электротехника и электроника»

для студентов специальности «Информационные системы и технологии»

очного, очно-заочного и заочного обучения

Волгодонск 2010

УДК 519.683(076.5)

Рецензент д.т.н., профессор А.В. Чернов

Составитель: д.т.н., профессор Кривин В.В.           

Электротехника и электроника: Курс лекций. /Волгодонский инженерно-технический ин-т НИЯУ МИФИ. Волгодонск: ВИТИ НИЯУ МИФИ, 2010. 113 с.

Методические указания содержат курс лекций по дисциплине «Электротехника и электроника».

Предназначены для студентов 2-3 курса всех форм обучения специальности «Информационные системы и технологии».

ã Волгодонский институт ЮРГТУ, 2010          

ã Кривин В.В. 2010

ВОЛГОДОНСК 2010

СОДЕРЖАНИЕ

1. Элементы электрической цепи постоянного тока

2. Положительные направления токов и напряжения

3. Резистивные элементы

4. Источники электрической энергии постоянного тока

5. Источник ЭДС и тока

6. Закон Ома для неразветвленного участка цепи

7. Первый и второй законы Кирхгофа

8. Работа и мощность электрического тока. Энергетический баланс

9. Применение законов Ома и Кирхгофа для расчета электрических цепей

10. Смешанное соединение резистивных элементов

11. Метод двух узлов

12. Метод контурных токов

13. Принцип и метод наложения (суперпозиции)

14. Условие передачи максимальной мощности приемнику

15. Максимальное, среднее и действующее значения синусоидальных ЭДС, напряжений и токов

16. Различныепредставления синусоидальных величин

17. ЗаконОма в комплексной форме для резистивного, индуктивного и емкостного элемента

18. ЗаконыКирхгофа для цепей синусоидального тока

19. Комплексный метод анализа цепей синусоидального тока

20. Неразветвленнаяцепь синусоидального тока

21. Активное, реактивное и полное сопротивление пассивного двухполюсника

22. Энергетическиепроцессы в резистивном, индуктивном и емкостном элементах

23. Активная, реактивная и полная мощности пассивного двухполюсника

24. Электрическаяцепь с параллельным соединением ветвей

25. Длинные линии и телеграфные уравнения

Элементы электрической цепи постоянного тока

Электрическая цепь в общем случае содержит источники электрической энергии, приемники электрической энергии, измерительные приборы, коммутационную аппаратуру, соединительные линии и провода.

В источниках электрической энергии осуществляется преобразование в электрическую энергию каких-либо других форм энергии, например, химической (в батарейках), тепловой (ТЭЦ), ядерной.

 В приемниках электрической энергии энергия источников преобразуется в другие виды энергии, например, в тепловую (утюг), электромагнитную (мобильный телефон), механическую (электродвигатели), химическую (гальванические процессы) и т.п.

Коммутационная аппаратура, соединительные линии и измерительные приборы служат для передачи электрической энергии от источников, распределения ее между приемниками и контроля режимов работы всех электротехнических устройств.

Графическое изображение электрической цепи называется схемой, в которой каждое электротехническое устройство заменено (по правилам ГОСТ) его условным обозначением. Условные обозначения электротехнических устройств определяют их функциональные назначения.

Здесь 1 – выключатель, 2 – лампа накаливания, 3 – гальванический элемент, 4 – амперметр, 5 – вольтметр.

Такие схемы также называют схемами электрическими принципиальными. Однако принципиальные схемы не всегда удобны для расчета их параметров, поэтому часто используют для расчета так называемые схемы замещения.

Схема замещения является количественной моделью электрической цепи. Она состоит из совокупности различных идеализированных элементов, выбранных так, чтобы можно было с достаточно хорошим приближением описать процессы в электрической цепи.

Конфигурация схемы замещения электрической цепи определяется следующими геометрическими (топологическими) понятиями: ветвь, узел, контур.

Ветвь схемы состоит из одного или нескольких последовательно соединенных идеализированных элементов, каждый из которых имеет два вывода (начало и конец), причем к концу каждого предыдущего элемента присоединяется начало следующего.

В узле схемы соединяются три или большее число ветвей.

Контур – это замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям так, что ни одна ветвь и ни один узел не встречается более одного раза.