Федеральное агентство по образованию

БИЙСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (филиал)

Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования “Алтайский государственный технический университет имени И.И.Ползунова”

Кафедра МСИА

Краткий курс лекций по дисциплине

«Электротехника и электроника»

для студентов специальностей БТ, ТБПиВ, ХТПК, ХТОСА, ИСТ

Бийск, 2009

Электротехника - общеобразовательная дисциплина, изучающая использование электромагнитных явлений для практических целей, а также вопросы производства, передачи на расстояние и преобразования электрической энергии в другие виды энергий.

Слайд 2

Основные понятия электротехники

Электрическое поле – одна из форм проявления электромагнитного поля, характеризующаяся напряженностью электрического поля

ЭДС – электродвижущая сила, физическая величина, характеризующая действие сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока

Е – эдс (В)

Потенциал – энергия заряженной частицы или узла

φ (В)

Напряжение или разность потенциалов

U=φ_а-φ_в (В)

Ток – направленное движение электрических зарядов

I (А)

Сопротивление R (Ом)

Проводимость G=(Сим)

Слайд 3

Электрическая цепь и ее элементы

Электрической цепью называют совокупность приемных и вспомогательных устройств соединенных электрическими проводами и образующие замкнутый путь для электрического тока.

1. Источники электрической энергии– преобразователи химической, механической, тепловой, световой и т.д. энергий в электрическую.

Гальванический элемент, аккумулятор – батарея

Генератор постоянного тока

Термопара

И т.д.

Слайд 4

2. Приемники электрической энергии

а) с необратимыми процессамипреобразования электрической энергии в другие виды энергии:

резистор

(противодействие проводника электрическому току) электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Лампа накаливания электрическая энергия преобразуется в световую

и др.

б) с обратимыми процессамипреобразования электрической и магнитной энергии

конденсатор С=q/u,

катушка индуктивности L= ψ/i

Слайд 5

Вспомогательные устройства

1. Коммутаторы, управляющие режимом работы электрической цепи

2. Реле, предохранители, для защиты от перенапряжения или недопустимых значениях тока

3. Выключатели.

Классификация элементов электрической цепи

Активные: Пассивные:

Источник ЭДС линейные: R,C,L

Источник тока Нелинейные: диоды, стабилитроны и др.

Слайд 6

Топологические компоненты электрических схем

1. ветвь- участок электрической цепи с одним и тем же током

ветвь активная

ветвь пассивная

Слайд 7

2. узел – место соединения трех и более ветвей

узлы (abcd) бывают потенциальные или геометрические

Рис. 1

4 узла геометрических и 3 потенциальных так как : φс=φd

3. Контур - замкнутый путь, проходящий через несколько ветвей и узлов разветвленной электрической цепи – abcd, рис. 1

Слайд 8

4. Двухполюсник- часть электрической цепи, имеющая два полюса-вывода. Двухполюсники бывают активные и пассивные

Асодержат ЭДС или ИТ

П содержат только пассивные элементы

5. Четырехполюсник- часть электрической цепи, имеющая четыре полюса-вывода. Двухполюсники бывают активные и пассивные

Асодержат ЭДС или ИТ

Псодержат только пассивные элементы

Слайд 9

Законы, описывающие работу электрической цепи

1. Закон Ома для участка цепи – сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

2. Обобщенный закон Ома для активной ветви:

(правило: ЭДС и напряжение берутся со знаком «+», если их направления совпадают с направлением тока, и со знаком «-« , если нет)

3. Закон Ома для полной цепи:

Слайд 10

2. Законы Кирхгофа

1-ый закон: Алгебраическая сумма токов ветвей, сходящихся в одном узле, равна нулю.

Правило: ток втекающий в узел берется с «+» и вытекающий с «-».

Слайд 11

2-ой закон: алгебраическая сумма напряжений на резистивных элементах замкнутого активного контура-macn(рис.1) равна алгебраической сумме ЭДС, входящих в этот контур.

алгебраическая сумма напряжений всех участков замкнутого пассивного контура abcd(рис.1) равна 0.

ΣUi=0

Правило: если ЭДС и ток имеют одинаковое направление с направлением обхода контура, то они берутся с «+», если нет, то с «-».

Слайд 12

3. Закон Джоуля-Ленца

Мощность источника электрической энергии определяется как произведение тока на напряжение: или

Мощность приемника определяется как произведение квадрата тока на сопротивление ветви.

Слайд 13

Источники питания электрических цепей

Источник ЭДС	Источник тока
Схема замещения реального источника ЭДС с пассивным приемником когда, Rвн≠0 напряжение на зажимах АВ источника определяется по уравнению: Слайд 14 Схема замещения реального источника ЭДС с активным приемником напряжение на зажимах АВ источника определяется по уравнению: Слайд 15 Схема замещения идеального источника ЭДС Rвн=0 иRвн<<Rн, следовательно напряжение на зажимах АВ источника определяется как	Слайд 17 Схема замещения реального источника тока с пассивным приемником когда, Rвн → ∞ напряжение на зажимах АВ источника определяется по уравнению: Где Слайд 18 Идеальный источник тока, когда Ток в нагрузке будет равен:
Слайд 16 Внешние характеристики источника ЭДС	Слайд 19 Внешние характеристики источника тока I