Скачать презентацию Физика электротехнических процессов Лекции 30 часов Практические занятия Скачать презентацию Физика электротехнических процессов Лекции 30 часов Практические занятия

Лекция 01, ФЭТП, Тэттэр-Пономарев.ppt

  • Количество слайдов: 33

Физика электротехнических процессов Лекции: 30 часов Практические занятия: 30 часов Индивидуальные задания: 5 Форма Физика электротехнических процессов Лекции: 30 часов Практические занятия: 30 часов Индивидуальные задания: 5 Форма контроля: зачет Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

Лекция 1 История становления курса, кафедры. Литература. График учебного процесса. Элементы электрических цепей r, Лекция 1 История становления курса, кафедры. Литература. График учебного процесса. Элементы электрических цепей r, E, I. Единицы измерений. Законы Кирхгофа для электрических цепей. Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

Рекомендуемая литература: 3 1. В. Н. Зажирко, А. Ю. Тэттэр. Основы теории цепей постоянного Рекомендуемая литература: 3 1. В. Н. Зажирко, А. Ю. Тэттэр. Основы теории цепей постоянного и переменного тока. Омск, 2006. 134 с. 2. В. Н. Зажирко, А. Ю. Тэттэр, Т. В. Ковалева. Режимы постоянного и синусоидального токов в линейных электрических цепях. Омск, 2007. 112 с. 3. В. Н. Зажирко, С. И. Петров, А. Ю. Тэттэр. Режимы постоянного и синусоидального токов в линейных электрических цепях. Омск, 1999. 108 с. Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

План самостоятельной работы: Номер задания Тема задания 4 Срок выдачи сдачи задания 1 Инд. План самостоятельной работы: Номер задания Тема задания 4 Срок выдачи сдачи задания 1 Инд. задание № 1. Определение rэкв ([3], с. 24 зад. 2, 4; с. 44– 47: 5 задач) 25 27 2 Инд. задание № 2. Определение Uab ([3], с. 25– 27 зад. 7, 8, 10, 12; с. 49 – 52: 5 задач) 26 28 3 Инд. задание № 3. Методы расчета электрических цепей постоянного тока ([3], с. 25 зад. 5; с. 27 зад. 13; с. 54– 58) 28 32 4 Инд. задание № 4. Расчет цепей синусоидального тока ([3], с. 78– 79) 34 36 5 Инд. задание № 5. Расчет цепей при резонансе ([3], с. 105– 106 зад. 1 -8) 35 38 Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

Элементы электрических цепей: 5 Пассивные - сопротивление - индуктивность - ёмкость - взаимная индуктивность Элементы электрических цепей: 5 Пассивные - сопротивление - индуктивность - ёмкость - взаимная индуктивность Активные - источники напряжения (ЭДС)1 - источники тока 1 ЭДС – электродвижущая сила Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

6 Сопротивление, Ом Идеализированный элемент электрической цепи, в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической 6 Сопротивление, Ом Идеализированный элемент электрической цепи, в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической энергии в тепловую Проводимость, См = Ом – 1 Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

7 Закон Ома Георг Симон Ом (1787 – 1854) Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра 7 Закон Ома Георг Симон Ом (1787 – 1854) Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

Индуктивность, Гн 8 Идеализированный элемент электрической цепи, способный накапливать энергию магнитного поля Ом. ГУПС, Индуктивность, Гн 8 Идеализированный элемент электрической цепи, способный накапливать энергию магнитного поля Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

9 Переменный ток i. L наводит в катушке переменный магнитный поток Ф, который, в 9 Переменный ток i. L наводит в катушке переменный магнитный поток Ф, который, в свою очередь, обусловливает появление ЭДС самоиндукции: – потокосцепление, Вб Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

Потокосцепление и ток связаны соотношением: 10 При постоянной L: Падение напряжения на индуктивности u. Потокосцепление и ток связаны соотношением: 10 При постоянной L: Падение напряжения на индуктивности u. L равно по величине e. L и противоположно по знаку: При постоянном токе напряжение на индуктивности равно нулю. Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

11 Емкость, Ф Идеализированный элемент электрической цепи, накапливающий энергию электрического поля Ом. ГУПС, 2010 11 Емкость, Ф Идеализированный элемент электрической цепи, накапливающий энергию электрического поля Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

Ток в емкости определяется количеством заряда в единицу времени: 12 q – Кл Заряд Ток в емкости определяется количеством заряда в единицу времени: 12 q – Кл Заряд и напряжение на емкости связаны соотношением: При постоянной C: При постоянном напряжении ток в емкости равен нулю Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

Источник напряжения (ЭДС) 13 Идеализированный элемент электрической цепи, напряжение на зажимах которого не зависит Источник напряжения (ЭДС) 13 Идеализированный элемент электрической цепи, напряжение на зажимах которого не зависит от протекающего тока Внутреннее сопротивление ЭДС равно нулю Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

14 Реальный источник напряжения имеет внутреннее сопротивление, поэтому при возрастании тока напряжение на его 14 Реальный источник напряжения имеет внутреннее сопротивление, поэтому при возрастании тока напряжение на его зажимах уменьшается: U = E – rвн. I Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

15 Источник тока Идеализированный элемент электрической цепи, ток которого не зависит от напряжения на 15 Источник тока Идеализированный элемент электрической цепи, ток которого не зависит от напряжения на его зажимах Внутреннее сопротивление источника тока равно бесконечности Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

Реальный источник тока обладает сопротивлением, которое в схеме замещения включается параллельно 16 В этом Реальный источник тока обладает сопротивлением, которое в схеме замещения включается параллельно 16 В этом случае: I = J – I 1 Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

Схемы замещения электрических цепей 17 Реальные электрические цепи, содержащие элементы – резисторы, реостаты, катушки Схемы замещения электрических цепей 17 Реальные электрические цепи, содержащие элементы – резисторы, реостаты, катушки индуктивности, конденсаторы, соединительные провода, источники электрической энергии представляются в виде соединения элементов r, L, C, E, J. Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

18 Находящие широкое применение трансформаторы характеризуются кроме указанных еще одним параметром – взаимной индуктивностью 18 Находящие широкое применение трансформаторы характеризуются кроме указанных еще одним параметром – взаимной индуктивностью M, которая характеризует степень магнитной связи между его обмотками. Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

Виды электрических цепей 19 – линейные и нелинейные; – постоянных и переменных токов; – Виды электрических цепей 19 – линейные и нелинейные; – постоянных и переменных токов; – с сосредоточенными и распределенными параметрами. Режимы электрических цепей – установившиеся; – переходные. Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

20 В состав цепей постоянного тока входят: – E, J (источники напряжения и тока); 20 В состав цепей постоянного тока входят: – E, J (источники напряжения и тока); – r (сопротивления). Элементы электрических цепей соединяются последовательно и параллельно. Законы Кирхгофа являются основой различных способов расчета электрических цепей. Многие частные задачи можно также решить с использованием преобразования цепей. Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

21 E и r 1 соединены последовательно. r 2 и r 3 – параллельно. 21 E и r 1 соединены последовательно. r 2 и r 3 – параллельно. ВЕТВЬ – участок цепи с последовательным соединением элементов, в частном случае с одним. E, r 1; r 2; r 3 – ветви. В каждой ветви протекает свой ток. Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

22 УЗЕЛ – точка соединения трех и более ветвей. Для узла цепи формулируется первый 22 УЗЕЛ – точка соединения трех и более ветвей. Для узла цепи формулируется первый закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма токов ветвей, сходящихся в узле электрической цепи, равна нулю: ΣI = 0 Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

23 Подходящие к узлу токи записываются с одним знаком (например, ) Отходящие от узла 23 Подходящие к узлу токи записываются с одним знаком (например, ) Отходящие от узла – с другим (например, Для узла : I 1 – I 2 – I 3 = 0 Для узла ) : – I 1 + I 2 + I 3 = 0 Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

24 : I 1 – I 2 – I 3 = 0 : – 24 : I 1 – I 2 – I 3 = 0 : – I 1 + I 2 + I 3 = 0 Эти уравнения отличаются только знаком. Поэтому число линейно независимых уравнений, составленных по первому закону Кирхгофа, на единицу меньше числа узлов схемы. Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

25 КОНТУР – замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям. E, r 1, r 2 25 КОНТУР – замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям. E, r 1, r 2 – контур r 2, r 3 – контур E, r 1, r 3 – контур НЕЗАВИСИМЫЙ КОНТУР отличается от других контуров хотя бы одной ветвью. и – независимые контуры. Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

26 Второй закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма падений напряжений на участках контура равна алгебраической сумме 26 Второй закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма падений напряжений на участках контура равна алгебраической сумме ЭДС того же контура ΣU = ΣE Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

27 Если направление ЭДС совпадает с направлением обхода контура, то она берется со знаком 27 Если направление ЭДС совпадает с направлением обхода контура, то она берется со знаком «плюс» , если не совпадает – со знаком «минус» . Падение напряжения на элементе берется со знаком «плюс» , если направление тока в элементе совпадает с направлением обхода. Если не совпадает – со знаком «минус» . Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

Направления обхода контуров выбираются произвольно. 28 Линейно независимые уравнения по второму закону Кирхгофа составляются Направления обхода контуров выбираются произвольно. 28 Линейно независимые уравнения по второму закону Кирхгофа составляются для независимых контуров. U 1 + U 2 = E U 3 – U 2 = 0 или r 1 I 1 + r 2 I 2 = E r 3 I 3 – r 2 I 2 = 0 Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

Последовательность определения токов ветвей по законам Кирхгофа: 29 1. Выбираются направления токов ветвей. Число Последовательность определения токов ветвей по законам Кирхгофа: 29 1. Выбираются направления токов ветвей. Число токов равно числу ветвей схемы. Токи ветвей с источниками токов известны. 2. Записываются уравнения по первому закону Кирхгофа. Их число на единицу меньше числа узлов схемы. Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

Последовательность определения токов ветвей по законам Кирхгофа: 30 (продолжение) 3. Выбираются независимые контуры и Последовательность определения токов ветвей по законам Кирхгофа: 30 (продолжение) 3. Выбираются независимые контуры и направления их обхода. 4. Записываются уравнения по второму закону Кирхгофа. При этом уравнения для контуров с источниками тока, не составляются! Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

31 В результате решения уравнений, составленных по первому и второму законам Кирхгофа, определяются токи 31 В результате решения уравнений, составленных по первому и второму законам Кирхгофа, определяются токи ветвей. узел : I 1 – I 2 – I 3 = 0 контур : r 1 I 1 + r 2 I 2 = E контур : r 3 I 3 – r 2 I 2 = 0 Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

Используя второй закон Кирхгофа можно определить напряжение между любыми точками схемы 32 Uab – Используя второй закон Кирхгофа можно определить напряжение между любыми точками схемы 32 Uab – r 4 I 3 – (r 2 + r 3)I 2 = 0; –Uab + r 5 I 4 = –E 2; Uab = r 4 I 3 + (r 2 + r 3)I 2; Uab = E 2 + r 5 I 4. Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.

Густав Роберт Кирхгоф 33 (12 марта 1824 – 17 октября 1887) Немецкий физик. Родился Густав Роберт Кирхгоф 33 (12 марта 1824 – 17 октября 1887) Немецкий физик. Родился в Кёнигсберге. В 1845– 1847 гг. , будучи студентом и занимаясь исследованием электрических цепей, открыл закономерности протекания тока в разветвленных цепях (законы Кирхгофа). Также разработал основы спектроскопии (открытие Кирхгофа – Бунзена), открыл цикл законов, описывающих тепловое поглощение и излучение и внес значительный вклад в развитие теоретической физики. Ом. ГУПС, 2010 г. Кафедра теоретической электротехники. ФЭТП. Лекция № 1. Тэттэр А. Ю. , Пономарев А. В.