Электрическая цепь, основные законы электрических цепей. Закон электромагнитной индукции
Основные термины и определения применяемые в электротехнике.
Электрический ток (I) это направленное движение свободных носителей электрического заряда. В металлах свободными носителями заряда являются электроны, в плазме, электролите - ионы. Единица измерения силы тока – ампер (А). Условно за положительное направление тока во внешней цепи принимают направление от положительно заряженного электрода (+) к отрицательно заряженному (-). Если направление тока в ветви неизвестно, то его выбирают произвольно. Если в результате расчета режима цепи, ток будет иметь отрицательное значение, то действительное направление тока противоположно произвольно выбранному.
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 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 им
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 проводника определяется по формуле
,
где l – длина;
S – поперечное сечение;
r - удельное сопротивление.
|
|
|
Электрическая энергия – это способность электромагнитного поля производить работу, преобразовываясь в другие виды энергии. Это самый совершенный и универсальный вид энергии, сравнительно легко преобразовывающийся другие виды энергии. Единица измерения – Джоуль [Дж]=[1Кл*1В]. Физический смысл – работа по перемещению заряда 1Кл между точками с разностью потенциалов 1В.
Мощность – физическая величина, характеризующая интенсивность преобразования энергии из одного вида в другой в единицу времени. Единица измерения – Ватт [Вт]. Различают мощность источника P=E*I и мощность приемника P=I2*R=U2/R=U*I.
Электрическая цепь, основные законы электрических цепей. Закон электромагнитной индукции.
Электрическая цепь состоит из источников и приемников электрической энергии. В источниках электрической энергии различные виды энергии преобразуются в электромагнитную или в электрическую. Например, в гальванических элементах химическая энергия преобразуются в электрическую, в электрических генераторах механическая энергия преобразуется в электромагнитную. Электрические цепи бывают постоянного или переменного (однофазного или трехфазного) тока.
К линейным цепям относятся цепи, у которых электрическое сопротивление R каждого участка не зависит от значений и направлений тока и напряжения.
|
|
|
В приемниках электрической энергии происходит обратное преобразование. Например, электромагнитная энергия преобразуется в электродвигателе в механическую энергию, в нагревательном элементе в тепловую энергию.
Электрическая цепь содержит, кроме того, вспомогательные элементы, - например, плавкие предохранители, выключатели, разъемы и др.
Электрические цепи принято изображать в виде различного рода схем, которые бывают трех видов: монтажные, принципиальные, схемы замещения.
Принципиальными схемами пользуются при изучении, монтаже и ремонте электрических цепей и устройств. Элементы принципиальных схем имеют условные обозначения. Ниже приведены примеры обозначений некоторых элементов.
- резистор,
выключатель,
- плавкий предохранитель,
штепсельный разъем,
- измерительные приборы (амперметр и ваттметр),
- полупроводниковый диод,
- биполярный транзистор p – n - p.
Монтажными схемами пользуются при изготовлении, монтаже и ремонте электротехнических устройств.
|
|
|
Схема замещения это расчетная модель электрической цепи. На ней реальные элементы замещаются идеализированными. Из схемы исключаются все вспомогательные элементы, не влияющие на результаты расчета, например, предохранители, выключатели и др.
Электрические цепи бывают простые и сложные (цепи с разветвлениями).
Участки электрической цепи делятся на активные, содержащие источник электрической энергии и пассивные, не содержащие источника энергии.
Ветвь – это участок цепи, элементы которого соединены последовательно. Узел электрической цепи – это место соединения трех и более ветвей. Контур – это любой путь вдоль ветвей электрической цепи, начинающийся и заканчивающийся в одной и той же точке.
Четырехполюсник – часть электрической цепи с двумя парами выделенных выводов.
Топологический образ цепи – граф цепи, представляющий собой такое изображение её схемы, на которой все узлы заменены точками, а ветви – линиями.
Ветвь графа – ветвь цепи, вырожденная в линию.
Дерево графа – любая совокупность ветвей графа, соединяющая все её узлы без образования контура.
Хорда графа – ветвь графа, не принадлежащая его дереву. Число хорд определяет число независимых контуров.
Если магнитный поток Ф, проходящий сквозь поверхность, ограниченную некоторым контуром, изменяется во времени t, в контуре индуцируется ЭДС e, равная скорости изменения потока 
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 1346; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!