Электротехника.

1. Электрические цепи. Элементы электрической цепи постоянного тока. Генераторы энергии. Виды электрических соединений. Приемники электрической энергии.

ЭЦ - совокупность устр-в, предназначенных для прохождения тока и описыв-ых с помощью понятий I и U. Элементы – отдельные устр-ва, вход в состав ЭЦ и выполняющ в ней опр функции . ЭЦ состоит из ист. энергии (активные эл-ты – генераторы, аккумуляторы), приёмников эл энергии (пассивные эл-ты) и связующих эл-ов (провода, выключатели). Электротехнические устройства, производящие электрич энергию, наз генераторами или источниками электрической энергии, а устр-ва, потребляющие ее – приемниками (потребителями) электрич энергии.

Генераторы В машинных генераторах в электрич энергию преобразуют механич энер. В гальванических эл-ах и аккумуляторах – химич энерг, в термогенираторах –тепловую энерг, в фотоэлементах- энерг излучения.

Приемники преобразуют электрич энергию в др виды энергии: электродвигатели- механическую, электронагревательные устр-ва - тепловую, лампы накаливания- световую, аккумуляторы- химич-ю.

Линейные ЭЦ, в кот сопротивление, индуктивность и емкость не зав от значений и направлений токов и напряжений цепи. Е-и зависят, то Нелинейные.

Активные: 1) классические иделизированные источники электродвижущей силы ЭДС и тока 2) зависимые ист, упр-мые напряжением и током.

I – ист, ток ч/з кот не зависит от напряжения на его зажимах, [А] E – Ист, напряжение на зажимах кот не зав от протекающего от него тока, [В]

ЭДС – работа, затрачиваемая сторонними силами( не электрич-ми) на перемещение единицы +заряда от меньшего потенциала к большему, т е разность потенциалов. Пассивные- кот не способны генерировать электрич энергию: 1резисторы R[Ом] – эл-т в кот происход необрат процесс преобраз-я эл эн в тепловую, хар-ся резистивным сопротивлением. Величина, обратная R, наз проводимостью G [Сименс].

В общем случае определение сопротивления связано с расчетом поля в проводящей среде, разделяющей два электрода. Основной характеристикой резистивного элемента является зависимость u(i)(или i(u)), называемая вольт-амперной характерис-тикой (ВАХ). Если зависимость u(i) представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат (см.рис. 1,б), то резистор называется линейным и описывается соотношением U=R*I или i=gu,где g=R в -1степени - проводимость. При этом R=const.

Н елинейный резистивный элемент, ВАХ которого нелинейна (рис. 1,б), хар-ся Rстатическим: катушка индуктивности – это пассивный элемент, в кот накапливается энергия магнитного поля, хар-ся индуктивностью L . Она опр отношением

потокосцепления к току, протекающему по виткам катушки, . В свою очередь потокосцепление равно сумме произведений потока, пронизывающего витки, на число этих витков , где .Основной характеристикой катушки индуктивности является зависимость Ψ(i), называемая вебер-амперной характеристикой. Ψили Wмаг поля = L*I ² / 2

Для линейных катушек индуктивности зависимость Ψ(i)представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат (см. рис. 2,б). Нелинейные свойства катушки индуктивности (см. кривую Ψ(i) на рис. 2,б) определяет наличие у нее сердечника из ферромагнитного материала.

3.конденсатор- это пассивный элемент, хар-ся емкостью, запасающий эл эн. Для расчета последней необходимо рассчитать электрич поле в конденсаторе: W=cu²/2. Емкость опр отношением заряда q на обкладках конденсатора к напряжению u между ними C=q/u [Ф] , q=cu и зависит от геометрии обкладок и св-в диэлектрика, находя между ними. Большинство диэлектриков, используемых на практике, линейны, т.е. у них относительная диэлектрическая проницаемость E =const. В этом случае зависимость q(u) – прямая линия, проход ч/з начало координат, (см. рис. 3,б). . если U-const, то i=0 зн в цепях пост тока ветвь содержащую «C» можно не учитывать мощность конденсатора. . У нелинейных диэлектриков (сегнетоэлектриков) диэлектрическая проницаемость является функцией напряженности поля, что обусловливает нелинейность зависимости q(u) (рис. 3,б). В этом случае без учета явления электрического гистерезиса нелинейный конденсатор характеризуется статической и дифференциальной емкостями.

Топологические элементы цепи – это учение о соединении элементов. Основные понятия: 1) ветвь – это участок цепи,на кот эл-ты соед-ны послед-но и протекает общ ток, и этот участок имеет 2-а выхода. 2) Узел – это точка в кот пересек 3-и и более ветвей. 4) контур –любой замкнутый путь, охват-ий несколько ветвей и узлов. Не может содержать ист тока.