Структурний аналіз електричних кіл

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ,

МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

 

Київський національний університет технологій та дизайну

 

Факультет ТОСУ

 

 

Кафедра електроніки та електротехніки

 

 

“Електротехніка та основи електроніки”

 

конспект лекцій

(Електронна версія)

 

 

Кількість тем за навчальною програмою – 5

 

Кількість годин за планом – 18

 

Конспект склав – к.т.н., доцент кафедри

                             електроніки та електротехніки

                              Росінська Г.П.

 

 

Київ 2011

Перелік тем

за навчальною програмою

з дисципліни “Електротехніка та основи електроніки”

 

№	Назва теми	Кіл-ть годин
	МОДУЛЬ 1. Електричні кола
1	Електричні кола постійного струму.	4
2	Електричні кола однофазного синусоїдального струму	4
3	Електричні кола трифазного струму	2
	МОДУЛЬ 2. Основи електроніки
4	Елементна база електронних пристроїв і систем	6
5	Електронні підсилювачі.	2

 

 

МОДУЛЬ 1. Електричні кола

 

Тема №1. Електричні кола постійного струму.

Лекція №1

Вступ. Основні поняття та закони для кіл постійного струму

План

1. Електрична енергія, її особливості, галузі застосування.

2. Основні поняття кола постійного струму. Структурний аналіз кіл.

3. Види з’єднань елементів, найпростіші еквівалентні перетворення.

4. Основні закони та формули: закони Ома та Кірхгофа, робота в колі постійного струму, потужність, баланс потужностей.

 

 

Електричним струмом називаємо упорядкований рух носіїв електричних зарядів.

Постійний струм - струм, який не змінюється з часом ні за напрямком, ні за величиною.

Електричне коло– це сукупність джерел живлення та споживачів електричної енергії, з’єднаних між собою тілами або середовищами, що забезпечують протікання електричного струму.

Джерелами електричної енергії є пристрої, які перетворюють інші види енергії в електричну (хімічну –в акумуляторах, сухих батареях; механічну – в електромеханічних генераторах). Пристрої, що споживають електричну енергію, називаються приймачами електричної енергії або навантаженням. Споживачі перетворюють електричну енергію в інші види енергії.

Кожен пристрій електричного кола має назву елемента електричного кола. Самим розповсюдженим елементом електричного кола є резистор, який характеризується таким параметром, як опір. Опір резистора (R)характеризує спроможність елемента перетворювати електричну енергію на теплову. Іноді замість поняття опору вживається поняття провідності. Провідність (g) – це величина зворотна опору: g = 1/ R . Опір вимірюється в Омах (Ом), провідність – у Сименсах (См). 

Величини електричного кола

До величин електричного кола належать:

· сила струму;

· напруга на елементах;

· електрорушійна сила.

Умовно-додатні напрями струму, напруги та ЕРС визначаються:

· умовно-додатний напрям струму(або просто напрям струму) - це напрям руху позитивних зарядів;

· умовно-додатний напрям напруги (або просто напрям напруги) - це напрям зменшення потенціалу;

· умовно-додатний напрям ЕРС  (напрям ЕРС)– це напрям дії сторонніх сил на додатний заряд у джерелі живлення.

Додатні напрями струмів, напруг та ЕРС на схемах позначаються стрілками.

 

Прийняті позначення величин для кола постійного струму

І – сила струму (одиниця виміру – Ампер);

U – напруга (одиниця виміру – Вольт);

Е – електрорушійна сила джерела живлення (одиниця виміру – Вольт).

Умовні позначення елементів

Графічне зображення електричного кола називається схемою. На схемах елементи кола позначаються наступним чином:

 

 

        

Види електричних схем

Для зображення електричного кола використовують:

· ескізну схему;

· принципову;

· схему заміщення (еквівалентну).

Ескізне зображення електричного кола є наочним, але таку схему неможливо розрахувати.

Графічне зображення електричного кола, складеного з умовних позначень елементів, називається принциповою. Принципова схема електричного кола показує призначення всіх елементів та їх взаємодію, але, склавши тільки таку схему кола, не можна розрахувати його режим роботи. Для того, щоб виконати розрахунок, необхідно кожен з елементів представити схемою заміщення, тобто скласти схему заміщення (рис.1).

   

Приклад

 

 

 

Структурний аналіз електричних кіл

При зображенні електричного кола у вигляд схеми вводять поняття вузла, гілки, контуру, незалежного контуру.

Вузол - точка схеми, в якій сходяться три і більше гілок.

Гілка –ділянка кола, розташована між двома вузлами, по елементам якої тече однаковий струм.

Контур– будь-який замкнений шлях електричного кола.

Незалежний контур– контур, який відрізняється від будь-якого іншого хоча би однією новою гілкою. Кількість незалежних контурів визначається за формулою .

 

Метою структурного аналізу схеми є визначення кількості вузлів n, гілок  m і незалежних контурів l.

 

Приклад (рис.2) :

                                     

                                                                               

 

Види з’єднання резисторів

1) послідовне з’єднання (рис.3)

При послідовному з’єднанні через всі елементи проходить однаковий струм. При такому з’єднанні для спрощення схеми послідовно з’єднані резистори і джерела ЕРС замінюються одним резистором з еквівалентним опором, що знаходиться за формулою:

 

 

,

і одним джерелом з еквівалентною ЕРС: .

2) паралельне з’єднання

При паралельному з’єднанні елементів напруга на них однакова внаслідок під’єднання їх до двох загальних вузлів. Еквівалентний опір визначається за формулою:

,

або, замінивши опори їх провідностями, маємо еквівалентну провідність:

Приклад 1(рис.4).

 

 

Приклад 2 (рис.5).

 

Рис. 5

3) змішане з’єднання  (рис.6)

 

 

 

 

---

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 107; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!