1. Электрическая энергия, её особенности, область применения.

Электрическая энергия — единая мера любых форм движения материи. Энергия, направленная на движение электрических зарядов.

Преимущества – а) легко передается на большие расстояния;

- б) универсальная (легко преобразуется в другие виды энергии)

- в) Техн. процессы на электроэнергии легко автоматизируются.

Электрическая энергия используется почти повсеместно. Большая часть производимой электроэнергии приходится на промышленность. Так же на транспорт, сельское и коммунальное хозяйства.

Многие железнодорожные линии перешли на электрическую тягу. Освещение жилищ, улиц городов, производственные и бытовые нужды сел и деревень - все это тоже является крупным потребителем электроэнергии.

2. Электрическая цепь, назначения основных элементов.

Электрическая цепь - совокупность устройств, предназначенных для прохождения электрического тока.

Цепь образуется источниками энергии (генераторами), потребителями энергии (нагрузками), системами передачи энергии (проводами).

Электрическая цепь состоит из 3 основных элементов: - источник

-провода

-приёмник .

1) Источник – преобразует первичный вид энергии во вторичный ( в электрическую энергию) .

Примеры источника: батарея, генератор, термопары.

2) Провода – соединительная роль.

3) Приёмник – служит для обратного преобразования электрической энергии в нужный нам вид энергии.

Примеры приёмника: лампочка, нагревательный элемент (плитка нагревательная), двигатель.

3. Анализ простых электрических цепей методом эквивалентного сопротивления.

В нём схема

4. Преобразование треугольника в эквивалентную звезду при расчёте мостовых схем.

Преобразуется пассивная часть электрической цепи (приёмники).

Звезда - соединение трех. проводников, имеющих общий узел и вид трёхлучевой звезды.

Треугольник - три сопр., образовывающие собой стороны треугольника.

5. Режимы работы электрической цепи.

1) Режим короткого замыкания. (КЗ)

В режиме короткого замыкания источник питания замкнут накоротко. Режим является аварийным. Ток короткого замыкания КЗ во много раз превышает значение номинального тока. Режим не используется при сварочных работах.

R_н = 0    I = max КПД стремится к 0 Рн=0

2) Режим согласованной нагрузки

Свойства электрической цепи – наибольшая мощность нагрузки развивается источником, когда сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника. Используется в системах автоматики, радио, ТВ.

Rн=Rв КПД=50% Рн стр. к максимуму

3) Режим холостого хода (Х Х)

В режиме холостого хода источник питания отсоединен от нагрузки и работает вхолостую. Сопротивление внешнего участка цепи и ток равен 0.

R_н = ∞ КПД=100% Рн прибл. = 0

4) Режим номинальный (паспортный)

В силовых (?) цепях, когда большие токи используют паспортный режим, он задаётся паспортными данными приёмника.

6. Сложная цепь постоянного тока. Применение законов Кирхгофа для расчёта цепи.

Сложная цепь – разветвлённая цепь с несколькими источниками питания.

Узел - место или точка цепи, где сходится более 3 ветвей.

Ветвь - участок цепи, заключённый между 2-мя узлами, на элементах которых сила токов имеет одно и то же значение.

Контур - замкнутая часть цепи, состоящая из нескольких ветвей.

Расчёт цепи с помощью 1-ого и 2-ого закона Кирхгофа.

Первый закон Кирхгофа

В любом узле электрической цепи алгебраическая сумма токов равна нулю

,

где m – число ветвей подключенных к узлу.

При записи уравнений по первому закону Кирхгофа токи, направленные к узлу, берут со знаком «плюс», а токи, направленные от узла – со знаком «минус».

Второй закон Кирхгофа

В любом замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжений на всех его участках.

,

где n – число источников ЭДС в контуре; m – число элементов с сопротивлением R_k в контуре; U_k=R_kI_k – напряжение или падение напряжения на k-м элементе контура.

Если в электрической цепи включены источники напряжений, то второй закон Кирхгофа формулируется в следующем виде: алгебраическая сумма напряжений на всех элементах контура, включая источники ЭДС равна нулю

.

Порядок расчёта цепи по з. Кирхгофа :

1) Задаётся условными направлениями тока на всех ветвях эл. цепи.

2) Составляем ур-е по 1-му з. Кирхгофа (причём число ур-й должно быть на 1-цу меньше числа узлов эл. цепи).

3) Недостающие ур-я составляются по 2-му з. Кирхгофа (общее число ур-ий равно числу ветвей эл. цепи).

4) Решаем с-му ур-й, определяем все неизвестные токи.

5) Зная токи, легко рассчитать мощность на нашем участке (если при расчёте ток со знаком "-", значит действительное направление не совпадает с условно выбранным на чертеже)