- •Конспект лекций по курсу
- •Введение
- •Электрическое поле
- •Электроизоляционные материалы
- •Электрическая ёмкость. Плоский конденсатор
- •Способы соединения конденсаторов
- •Энергия конденсатора
- •Электрические цепи постоянного тока
- •Линейные электрические цепи
- •Электрический ток и напряжение
- •Электрические цепи и их элементы
- •Закон Ома
- •Правила Кирхгофа
- •Простейшие электрические цепи
- •Энергетические соотношения в цепях постоянного тока
- •Источники эл. Энергии (источники питания)
- •Резистивные элементы
- •Зависимость сопротивления от температуры
- •Расчет простых цепей.
- •Методы расчета сложных электрических цепей постоянного тока
- •Понятие о нелинейных элементах электрических цепей постоянного тока
- •Электромагнетизм
- •Магнитное поле соленоида и тороидальной катушки
- •Намагничивание ферромагнитных материалов
- •Циклическое перемагничивание
- •Ферромагнетики, их намагничивание и перемагничивание
- •Магнитные цепи
- •Закон Ома для магнитной цепи
- •Электромагниты
- •Электромагнитная индукция
- •Э.Д.С., наведения в проводе.
- •Принцип Ленца
- •Преобразование механической энергии в электрическую.
- •Преобразование электрической энергии в механическую.
- •Индуктивность. Эдс самоиндукции.
- •Энергия магнитного поля
- •Цепи переменного тока
- •Изображения переменного синусоидального тока.
- •Векторное изображение электрических величин.
- •Цепи переменного тока
- •1.Цепь с резистором
- •2.Цепь с индуктивностью
- •Цепь l, r
- •4. Цепь с емкостью
- •5. Цепь с r и c
- •6. Цепь с акт. Сопр. R, l и c
- •Резонансный режим работы цепей переменного тока
- •Коэффициент мощности
- •Резонанс токов
- •Трансформаторы
- •Принцип действия и устройство трансформатора
- •Режим холостого хода трансформатора
- •Электрическая схема замещения трансформатора
- •Переходные процессы в электрических цепях с сосредоточенными параметрами.
- •Причины возникновения переходных процессов.
- •Дифференцирующие цепи.
- •Интегрирующие цепи.
- •V. Интегральные микроэлектронные схемы
Электрические цепи постоянного тока
Получение постоянного тока
Постоянный ток – это ток, значение и направление которого при неизменных параметрах цепи неизменно.
Переменный ток – это ток, значение и направление которого при неизменных параметрах цепи периодически меняется.
Обычно (95-99%) электрическая энергия получается в виде энергии переменного тока, но потребление в промышленности осуществляется в виде постоянного тока, что существенно повышает технико-экономические показатели установок (электропривод, электролиз, электрическая сварка, промышленная электроника и т. д.). Электрическую энергию постоянного тока (1-5%) получают от аккумуляторов, гальванических элементов, солнечных батарей, электрических генераторов и т. д.
Элементы электротехнических установок
Источники питания (генераторы, аккумуляторы и т. д.)
Приемники – преобразователи электрической энергии в механическую, тепловую, химическую, световую
Выключатели, трансформаторы, аппараты, электрические машины, защитные и измерительные устройства
Соединительные провода (воздушные линии, кабели, шинопровода)
Основные и вспомогательные элементы электротехнических установок соединяются между собой проводами и шинами и образуют электротехническое устройство.
Различные элементы электрической цепи графически обозначаются в технических элементах и литературе согласно ГОСТ.
Задачи расчета и анализа электрических цепей
Параметры цепей.
При расчете определяются либо токи, либо напряжение, либо сопротивление, либо мощность по заданным параметрам.
Анализ процессов в электрической цепи дает возможность установить характер изменения значений различных величин или соотношений между ними при изменении параметров цепи. Для расчета и анализа часто используются схемы замещения, которые содержат идеальные элементы.
Цепи постоянного тока содержат только два вида элементов – источники напряжения и резисторы, которые поглощают их энергию, выделяя тепло. Виды электрических цепей приведены в литературе.
Линейные электрические цепи
Электротехнические устройства постоянного тока.
Применяются при производстве, распределении, преобразовании, использовании и контроле электрической энергии.
Все они (или часть из них) соединяются определённым образом для выполнения поставленной задачи. Таким образом, получается электрическая цепь. В общем случае она содержит источники электрической энергии, приёмники электрической энергии, коммутационную аппаратуру, измерительные приборы, соединительные провода или ЛЭП.
В источниках выработка электрической энергии осуществляется преобразованием химической энергии (при реакциях), механической, тепловой, солнечной энергий в электрическую.
В приёмниках энергия превращается в механическую (двигатели), тепловую (печи), химическую (электролиз), световую, акустическую.
Коммутационная аппаратура осуществляет включение и отключение приёмников, источников и переключателей для обеспечения необходимых режимов работы.
ЛЭП обеспечивают связь источников и приёмников.
Измерительные приборы контролируют и индицируют режимы работы электрических установок.
Графические изображения электрической цепи называются схемами. Есть несколько способов изображения цепей.
Эскизное — изображает натуральный вид электротехнических устройств;
Принципиальная схема — здесь каждый элемент цепи заменяется по ГОСТ (ЕСКД) условным обозначением. Принципиальная электросхема показывает назначение электротехнических устройств и их связь. По ней можно понять, как взаимодействуют элементы электрической цепи в различных режимах работы.
Для выполнения расчётов на основе принципиальной электросхемы изображают ряд схем замещения. И здесь изображаются идеализированные элементы.
Конфигурация схем замещения определяется следующими геометрическими (топологическими) понятиями — ветвь, узел, контур.
Ветвь схемы состоит из одного или нескольких последовательно соединённых элементов, каждый из которых имеет два вывода, причём к концу каждого предыдущего элемента присоединяется начало следующего.
В узле сходятся три и более ветвей.
Контур — замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям так, что ни одна ветвь и ни один узел не встречаются более одного раза.
Если значение параметров всех элементов схемы замещения цепи известны, то, пользуясь законами, можно рассчитать режим её работы, то есть определить эл. состояние всех элементов схемы. И с заданной точностью — всех электротехнических устройств.