Скачать презентацию Основы электротехники Литература Бессонов Л А
ТОЭ_L1.pptx
- Количество слайдов: 17
Скачать презентацию Основы электротехники Литература Бессонов Л А
Скачать презентацию Основы электротехники Литература Бессонов Л А
* Основы электротехники
Литература Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. – 7 -е изд. , перераб. и доп. –М. : Высш. шк. , 1978. – 528 с. Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г. В. Зевеке, П. А. Ионкин, А. В. Нетушил, С. В. Страхов. – 5 -е изд. , перераб. –М. : Энергоатомиздат, 1989. -528 с. Матханов П. Н. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи: Учеб. для электротехн. и радиотехн. спец. вузов. – 3 -е изд. , перераб. и доп. –М. : Высш. шк. , 1990. – 400 с. Сборник задач и упражнений по теоретическим основам электротехники: Учеб. пособие для вузов/ Под. ред. проф. П. А. Ионкина. –М. : Энергоиздат, 1982. – 768 с. Основы анализа и расчета линейных электрических цепей: Учеб. пособие/ Н. А. Кромова. – 2 -е изд. , перераб. и доп. ; Иван. гос. энерг. ун-т. –Иваново, 1999. -360 с. Голубев А. Н. Методы расчета нелинейных цепей: Учеб. пособие/ Иван. гос. энерг. ун-т. –Иваново, 2002. -212 с.
Расчет рейтинга Лекции: - 34 час 34 балла Практические занятия: - 16 час 32 баллов Лабораторные работы: - 32 час 32 балла Всего 98 баллов Зачетные количества баллов: « 5» - 83 балла и выше « 4» - 73 - 82 балла « 3» - 58 – 72 балла «неуд. » - менее 58 баллов
1. Введение Исторические вехи в развитии электротехники: 1799 г. - создание гальванических элементов 1802 г. - открытие электрической дуги 1834 г. - электропривод судна 1844 г. - открытие закона Джоуля - Ленца 1876 г. - применение электрического освещения 1889 -1891 гг. создание трехфазного трансформатора и асинхронного двигателя Области практического применения электротехники: 1. Получение электрической энергии. 2. Передача энергии на расстояние. 3. Преобразование электромагнитной энергии. 4. Использование электроэнергии.
Основные разделы курса: 1. Электрические цепи постоянного тока. 2. Электрические цепи переменного тока. 3. Переходные процессы в электрических цепях. 5. Магнитные цепи и электромагнитные устройства. 6. Трансформаторы. 7. Электрические машины. 8. Основы электропривода.
1. Основные понятия и законы электромагнитного поля и теории электрических и магнитных цепей 1. 1. Электромагнитное поле 1. 2. Электрическое поле - закон Кулона где F – модуль силы взаимодействия двух зарядов (Н); q 1 – величина первого заряда (Кл); q 2– величина второго заряда (Кл); r 12 – расстояние между зарядами (м); ε 0 = 8, 85 ∙ 10– 12 – электрическая постоянная вакуума (Кл/(В∙м)). Пример. Сила взаимодействия двух точечных зарядов q 1 = q 2 = 1 Кл, находящихся в вакууме на расстоянии 1 м Если взаимодействующие заряды находятся в однородном диэлектрике с диэлектрической проницаемостью ε, то сила взаимодействия уменьшается в ε раз: Если электрическое поле вызвано одним точечным зарядом q, то
Напряженность электрического поля Е равна отношению механической силы F, действующей на неподвижный положительный пробный заряд q к величине этого заряда: где E– вектор напряженности электрического поля, В/м; F – вектор механической силы, Н; q – положительный пробный заряд, Кл. Напряженность электрического поля по направлению совпадает с вектором силы, действующей на положительный заряд: Т. о. если известна напряженность поля в какой-либо точке, то тем самым определена и сила, действующая на электрический заряд, помещенный в эту точку: Если Е 1, Е 2, …, En – напряженности полей от разных зарядов в данной точке, то напряженность результирующего поля в точке равна их векторной сумме: - принцип суперпозиции (наложения) электрических полей
1. 3. Магнитное поле - закон Ампера где F – сила действующая между параллельными проводниками, Н; µ 0 = 4π∙ 10– 7 – магнитная постоянная, Гн/м; I 1 – сила постоянного тока в первом проводнике, А; I 2 – сила постоянного тока во втором проводнике, А; l – длина проводников, м; r – расстояние между проводниками, м. Пример. Сила взаимодействия двух бесконечных проводников бесконечно малого диаметра, находящихся в вакууме на расстоянии 1 м В каждой точке пространства магнитное поле однозначно описывается вектором Н напряженности магнитного поля. Опытным путем установлено, что сила F связана с H следующим выражением: где ds – элемент сечения, по которому течет ток силы I ; с = 3∙ 108 м/с – электродинамическая постоянная (скорость света в вакууме).
Для описания магнитного поля наряду с напряженностью магнитного поля Н широко используют еще другую физическую величину − магнитную индукцию В. где В – вектор магнитной индукции, Тл; µ 0 =4π∙ 10– 7 В с/(А∙м) – магнитная постоянная; Н – вектор напряженности магнитного поля, А∙м. Для магнитного поля также справедлив принцип суперпозиции: 1. 4. Электрическая цепь Электрической цепью называется совокупность устройств и объектов, образующих путь для электрического тока. 1. 5. Электрический ток проводимости Ток численно равен скорости изменения электрического заряда во времени: где i – ток, измеряемый в амперах, А, q – заряд в кулонах, Кл, t – время в секундах, с.
Положительное направление тока связано с положительным направлением ЭДС: Во внешней цепи положительное направление тока будет от точки большего потенциала к точке меньшего потенциала (от 1 к 2 при 1 > 2 ), то есть от положительного полюса источника к отрицательному. Внутри источника ток направлен от 2 к 1. Таким образом, положительное направление тока совпадает с положительным направлением ЭДС, под действием которой возникает ток. Ток: – человек начинает ощущать ток в своем теле – 0, 005 А ; – опасен для жизни – 0, 05 А. – в люминесцентной лампе – 0, 15 А; – в лампе накаливания – 0, 2– 1 А; – в холодильнике – 0, 5– 0, 8 А; – в бытовых нагревательных приборах – 2– 8 А; – в электродвигателе трамвайного вагона – от 100 А и выше; – в индукторе печи для плавления алюминия – 18000 А. 1. 6. Электрический потенциал Потенциал – количество энергии, затраченной на перемещение единичного заряда из бесконечности (точки с нулевым потенциалом) в какую-либо точку электромагнитного поля.
Потенциал φ некоторой точки электрической цепи определяется как величина, равная отношению потенциальной энергии w, которой обладает заряд q, находящийся в данной точке, к этому заряду: φ = w/q. 1. 7. Электрическое напряжение Напряжение – количество энергии, затраченной на перемещение единичного заряда из одной точки электромагнитного поля в другую. u = φ – φ Электрическое напряжение − разность потенциалов 1 2 между двумя точками электрической цепи: где u – напряжение, вольт (В); φ1, φ2 – потенциалы 1 и 2 точек, вольт (В). 1. 8. Электрическая мощность Мощность – скорость изменения энергии во времени: или Единица измерения мощности в общем случае – В⋅А
1. 9. Мгновенные электрические величины Мгновенными электрическими величинами называются величины, изменяющиеся во времени. Мгновенные величины принято обозначать малыми (строчными) буквами: q(t) – мгновенное значение заряда, i(t) – мгновенное значение тока, u(t) – мгновенное значение напряжения, p(t)=i(t)∙u(t) – мгновенное значение мощности. 1. 10. Постоянные электрические величины Постоянными электрическими величинами называются величины, не изменяющиеся во времени. Постоянные величины принято обозначать большими (заглавными) буквами: I – постоянный ток, U – постоянное напряжение. Р – постоянная мощность. 1. 11. Элементы электрических цепей и их представление Электрическая цепь – это совокупность генерирующих, приемных и вспомогательных устройств, соединенных между собой электрическими проводами. Электрическая схема – это графическое изображение электрической цепи идеализированными элементами, которые учитывают явления, происходящие в реальной цепи.
Различают электрические схемы: - функциональные − раскрывают принцип действия устройства - принципиальные − раскрывают электрические связи всех отдельных элементов электрической цепи между собой - электромонтажные схемы, в которых раскрывают монтаж (соединение) электрических элементов цепи, и др. Условное графическое Наименование элемента изображение элемента Резистивный элемент (линейный) Идеальный источник ЭДС Нелинейный резистивный элемент Индуктивный элемент Емкостной элемент Полупроводниковый диод Плавкий предохранитель Элементы электрических цепей: - источники (активные элементы), - потребители и - элементы для передачи электроэнергии от источников к потребителю (пассивные элементы).
Источник электрической энергии (генератор) - устройство, преобразующее в электроэнергию какой-либо другой вид энергии. Источники делятся на источники напряжения (Е, U = соnst, при изменении I) и источники тока (I = соnst, при изменении U). Идеальные и реальные источники ЭДС и тока У идеального источника ЭДС внутреннее сопротивление бесконечно мало. При этом напряжение на зажимах источника при изменении нагрузки не меняется, меняется ток. У идеального источника тока внутреннее сопротивление бесконечно велико. Поэтому при изменении нагрузки ток источника тока не меняется, меняется напряжение на его зажимах. Основными промышленными источниками электроэнергии являются электромашинные генераторы
Приемник электрической энергии (потребитель) - устройство, преобразующее электроэнергию в какой-либо другой вид энергии, - нагрузка для источника(!) Различают три идеализированных приемных элемента: - резистивный элемент, или идеальный резистор учитывает преобразование электрической энергии в другие виды энергии. Обладает сопротивлением R , которое измеряют в омах (Ом); - индуктивный элемент, или идеальная индуктивная катушка, учитывает энергию магнитного поля катушки, а также ЭДС самоиндукции. Обладает индуктивностью L , которую измеряют в генри (Гн). - емкостный элемент, или идеальный конденсатор, учитывает энергию электрического поля конденсатора, а также токи смещения. Обладает емкостью С, измеряемой в фарадах (Ф). Элементы передачи электроэнергии от источника питания к приемнику - провода, устройства, обеспечивающие уровень и качество напряжения. Схемы замещения - эквивалентные модели электрической цепи. Служат для составления математических уравнений, описывающих электрические и энергетические процессы. Схемы замещения: - катушка индуктивности: - конденсатор: - - резистор:
Элементы электрических схем: – ветвь – часть электрической схемы, состоящая из одного или нескольких последовательно соединенных источников и приемников энергии, ток в которых один и тот же. – узел – это точка в схеме, где сходятся не менее трех ветвей. – контур – любой замкнутый по ветвям схемы путь. Схема может быть многоконтурной и одноконтурной
Линейные цепи постоянного тока Основные параметры электрических цепей: I(А) – сила тока - количество электричества, проходящего через поперечное сечение проводника за единицу времени; U(В) – напряжение на некотором участке электрической цепи, равное разности потенциалов на концах этого участка; R(Ом) – сопротивление; Р(Вт) – мощность.
Скачать презентацию Основы электротехники Литература Бессонов Л А
ТОЭ_L1.pptx