Кафедра электротехники и электрических машин

Лекция № 32

по дисциплине «Теоретические основы электротехники, ч.3»

для студентов направления подготовки:

13.03.02 « Электроэнергетика и электротехника»

Тема № 12.Электрическое поле постоянного тока

Краснодар 2015 г.

Цели: 1. Формирование следующих компетенций:

ОПК-2:способность применять соответствующий физико-математический аппарат, методы анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач

ОПК-3: способность использовать методы анализа и моделирования электрических цепей

2. Формирование уровня обученности:

должны знать – методы анализа и моделирования электрических цепей и электромагнитного поля при решении профессиональных задач.;

Материальное обеспечение:

Проектор, ПК, комплект слайдов «ТОЭ, тема 12».

Учебные вопросы

Вводная часть.

Основная часть:

1. Электрическое поле постоянного тока, его уравнения, граничные условия

2. Расчет электрическое поле постоянного тока

Заключение.

Литература

1. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле: Учебник для бакалавров – 11-е изд., перераб. и доп. / Л.А. Бессонов. – М.: Издательство Юрайт, 2012. – 317 с.

1. Электрическое поле постоянного тока, его уравнения, граничные условия Аналогия между электрическим полем постоянного тока и электростатическим полем

В области, в которой нет сторонних э. д. с., поле посто­янного тока потенциальное. Потенциал и напряженность поля в такой области связаны соотношением

Так как постоянный ток непрерывен, поле не имеет источников

По закону Ома

В среде с постоянной проводимостью

Подставив значение Е, получим

Следовательно, для определения потенциала поля в рас­сматриваемой области необходимо решить уравнение Лап­ласа и учесть граничные условия.

Электростатическое поле в диэлектрике при отсутствии свободных объемных зарядов описывается уравнением Лапласа. Поэтому если две одинаково ограниченные области: проводящая (без сторонних э. д. с) и диэлектрическая (без свободных зарядов) имеют на граничной поверхности одинаковое распределение потенциала, то внутри каждой из этих областей распределение потенциала будет также одинаковым. Это обстоятельство позволяет пользоваться формулами, полученными при расчете электростатических полей, в случае поля постоянного тока. При этом емкость необходимо заменить проводимостью, абсолютную диэлектрическую проницаемость заменить удельной проводимостью.

Например, чтобы определить проводимость изоляции коаксиального кабеля, можно воспользоваться формулой емкости кабеля

Произведя замену, можно легко получить:

Магнитное поле постоянного тока

Магнитное поле- поле, сила действия α на заряд зависит, от его скорости, также м.п. порождается зарядом.

Принцип непрерывности магнитного потока:

;

Закон полного тока:

- соотношение между индукцией и напряженностью

–признак потенциала поля.

Работа, совершенная силами в целом = 0.

Для области пространства, в α плотность тока

=>–скалярный магн. потенциал.