1.Эл. Энергия (ЭЭ). Ээ-осн вид энергии, с пом кот осущ мех работа, нагрев,освещение, хим преобр одних в-в в др.В любой эл. цепи ЭЭ, вырабатываемая источниками, =энергии, потребляемой приемниками вспомогательными эл-ми. Сопротивления любых эл-тов эл цепей потребляют ЭЭ и целиком преобразуют ее в тепло. Согл. з-ну Джоуля-Ленца энергия, потребляемая сопр-ем r в теч времени t, опр по ф-ле: W=I²rt Т.к. Ir=I/g=U, то энергия м.б. выраж в виде: W=U²gt=UIt Осн ед ЭЭ явл:1Дж=1ВА*с 1Вт=1Дж/с=1ВА 1кВт=10³ Вт 1МВт=10⁶ Вт 1кВт*ч=3,6*10⁶ Вт*с

2.Электрические цепи. Основные элементы и их хар-ки.

Эл цепью- сов-ть устройств, обр-щих путь для эл тока, в кот электромагнитные процессы м описать с помощью понятий электродвижущая сила (ЭДС), ток, напряжение. Элементы эл цепи м раздел на 2 группы: источники эл энергии (активные элементы) и приемники (пассивные элементы). Источн явл гальванические элементы, аккумуляторы, электрогенераторы, солнечн батареи и друг устр-ва, в кот происходит процесс преобразован химич, тепловой, молекулярно–кинетической, механич, солнечн и др видов эн в электрическую. Приемн или нагрузкой-электродвигатели, лампы накаливания, электронагревательные приборы, резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы и другие устройства, в кот происходит преобразование эл энергии в другие виды энергии, а также ее запасание. Эл цепь, содержащая хотя бы 1 источник, называется активной. If цепь не сод источников эл энергии,-пассивной.Эл ток проводимости – явление направленного действия свободных носителей заряда в веществе. Ток в металлах образуется перемещением отрицательно заряженных электронов, а ток проводимости в электролитах и газах – перемещением как положительно, так и отрицательно заряженных частиц .За напр-е тока принято напр-е перемещения положительных зарядов, противоположное напр-ю движения отрицательных.Эл ток м.б переменным или постоянным. Переменный ток - i = i(t), а его значение в произвольный момент времени t - мгновенным значением. Постоянный ток - прописной буквой I = const. Ед изм для тока - ампер (А), заряда – кулон (Кл).Напряжением u₁₂ между точками 1 и 2 эл цепи-разность потенциалов этих точек, т.e. u₁₂ = φ₁ ‑ φ₂. Из опред-я потенциала следует, что напряжение u₁₂ численно = энергии эл поля w, затрачиваемой на перенос единичного полож заряда из точки 1 в точку 2 или u12=dw/dq(1.2)Ед изм – вольт (В), энергии – джоуль (Дж). (ЭДС ЭДС – работа сторонних сил, затрачиваемая на перенос единичного полож заряда внутри источника от зажима с меньшим потенциалом к зажиму с большим. Переменную ЭДС- e = e(t), а постоянную –E. Напр-е ЭДС совпадает с напр-ием переноса полож зарядов внутри источника, т. е. от зажима «-» к зажиму «+». Ед изм ЭДС,– вольт (В).

3.Режимы работы источников ЭЭ.Хол ход, нагрузка, коротк замык,соглас режим.Любую сложн эл цепь, с неколькими активными элементами м представить в виде активного двухполюсника, с оединенного с пассивным двухполюсником. Акт двухполюсник хар сов-ть источников ЭЭ, а пассивыный- сов-ть пассивных приемников. Работа активного двухполюсника, подключенного к пассивному двухполюснику, характеризуется режимами холостого хода, корот­кого замыкания, согласованным и номи­нальным режимами. Режим холостого хода соответствует отсутствию тока в приемнике и осуществляется отключением пассивного от активного. Напряжение холостого хода активного двухполюсника Ux = э.д.с. Е_эк эквивалентного генера­тора.

Режим короткого замыкания активного двухпо­люсника возникает тогда, когда сопротивление приемника равно нулю. При этом напряжение на зажимах активного двухполюсника также равно нулю, т. е.U_к=0. Ток в режиме короткого замыкания достигает максимального значения, он ограничен лишь внутренним сопротивлением R_вт эквивалентного генератора:Ik=Eэк/Rвт

Согласованный режим работы активного и пассивного двухполюсников соответствует максимальной активной мощности пассивного двухполюсника.

В электрических цепях постоянного тока согласованный режим работы активного и пассивного двухполюсников имеет место в слу­чае, когда внутреннее сопротивление эквива­лентного генератора равно входному сопротив­лению пассивного двухполюсника, т. е. при условии Rвт=R_п. В этом можно убедиться, записав выражения для тока и мо­щности эквивалентного приемника с сопротив­лением R_п:I = E_эк/(Rвт + Rп), Pп = RпI^2

В режиме холостого хода эта мощность =нулю, поскольку I=0, а в режиме корот кого замыкания мощность Рп также =0, так как R_п=0.

4.Расчёт простых линейных электрических цепей методом эквивалентных преобразований при последовательном, параллельном, смешанном соединении сопротивлений.Эквивалентные преобразования в звезду и треугольник.

Послед-соед,при кот ток в кажд элементе один и тот же, при посл соед n пассивных элементов в цепи с n резистивными элементами м.б. заменена эквив схемой с 1 резистивным элементом. Для этих схем по 2-у з-ну Киргофа: U1+U2+..+Un=U. R1I+R2I+..RnI=RэкI. Rэк=R1+R2+..Rn; I=U/Rэк эквивалентное сопротивление последовательных R-элементов равно сумме их сопротивлений

Парал соед-соед, при кот все участи цепи присоед к 1ой паре узлов, т.е. наход под воздействием 1 и того ж напр-я. I1=U/R1=g1(провод-ть)U; I=I1+I2+..+In; U/Rэк=U/R1+U/R2+..+U/Rn; 1/Rэк=1/R1+1/R2+..+1/Rn. Для эквив провод-ти: gэк=g1+g2+…+gn эквивалентная проводимость g_э параллельных R-элементов равна сумме их проводимостей. Cлучай параллельного включения двух элементов. Для этой цепи из следует Rэ=R1R2/(R1+R2) Из I1=U/R1; I2=U/R2; U=IRэ=IR1R2/(R1+R2); I1=IR2/(R1+R2); I2=IR1/(R1+R2)- «правилом плеч”.

Смеш соед.-соед, сод комбинацию послед и парал ветвей. Рассм порядок расчета цепи

R(I)=R1+R2+R6.R(II)=R3+R4; R(III)=R5; I2=I1R(III)/(R(II)+R(III))

I3=I1R(II)/(R(II)+R(III)); I₁ = U/R_э

Взаимные преобразования соединений звезда и треугольник.

Рис. 2.6. Схемы соединения треугольник (а) и звезда (б)

Преобразование▲в звезду. П R_ab, R_bc, R_ca известны. Н найти R_a, R_b, R_с эк звезды. Принцип эквив-ти треб: в обеих схемах были одинаковы токи I_a , I_b , I_c внешн зажимов, а также нап-я U_ab, U_bc, U_ca м\у ними.С пом з-нов Кирхгофа м сост выр-я для напр-ий м\у узлами в обеих схемах и затем их проверить.В результате пол ф-лы преобр-я ▲ в звезду: ; ; гдеΣR_Δ = R_ab + R_bc + R_ca - сумма сопр-ий ▲.

Преобразование звезды в ▲. Известны R_a, R_b, R_с лучей звезды, н рассч сопр-я R_ab, R_bc, R_ca эквивалентного ▲а. Ур-я (2.10) м рассм как систему, разрешая кот относит R_ab, R_bc, R_ca,, пол ф-лы для преобр звезды в▲: ; ;