1.Области применения электротехники.
Электротехника есть область техники, которая базируется на физике, как научно-технической основе.
Электротехтка служит человечеству для изменения окр.среды,с целью удовлетворения его потребностей.Особое значение имеет производство электроэнергии и её преобразование в др.виды энергии.
Электротехника силовых целей
Включает в себя:
-получение электроэнергии их других видов энергии
-передачу электроэнергии
-распределение электроэнергии
-проебразование электроэнергии в другие виды энергии
-накопление электроэнегрии
Служит для снабжения электроэнегрией необходимых объектов в установленные сроки
Промышленная электроника
Вкл. в себя:
-генерирование электр.сигналов
-передачу эл-ких сигналов
-обработку эл.сигналов
Служит для обмена информацией в определенные сроки через любые расстояния
Области применения электротехники:
2.Электрическая энергия как форма проявления материи
Материя-единство независимых от человека (его мыслей и желаний) объективно существующих вещей явлений
Материя имеет бесконечно большое число форм проявлений как,например:
-твёрдые,жидкие,газообразыне вещества
-молекулы,атомы,элементарные частицы
-силовые поля
-энегрия
-свет
Энергия есть способность физических систем совершать работу. Энергия представляет собой форму проявления материи; характеризует ее состояние.
Потенциальная энергия(Wn): есть способность тел, находящихся в определенном положении или под напряжением совершать работу. Wn=F*S , F –sila, S-dlina puti
Кинетическая энергия. Тело обладает кин. Энергией Wk при своем движении
Wk=m*V^2/2, m-масса тела, V-скорость тела
Энергия состояния. В замкнутой системе общая сумма энергий отдельных элементов есть величина постоянная
Превращение энергии. Энергия не может ни появиться, ни исчезнуть, происходят лишь превращения одних форм энергии в другую.
Формы проявлении энергии: 1)электр.энергия 2)электромагнитная 3)механическая 4)тепловая 5)световая 6)атомная
Формы электроэнергии в электротехнике:
Основными являются:
Энергия неподвижных эл. Зарядов
Энергия движущихся эл. Зарядов
Электромагнитная энергия
3. Проводники, полупроводники, диэлектрики
в проводниках число свободных электронов велико, в полупр.-мало , в диэл-ничтожно
Электронные проводники(проводники 1-ого класса):
Носителями заряда в проводнках явл. Свободно движущиеся электроны, которые отрываются от атомов.Эти электроны как бы «кипят» в зигзагообразном движении между положительными ионами кристаллических решеток, т. е как и молекулы газов, находятся в хаотичном движении. Они образуют так называемый электронный газ
К электронным проводникам относят:
Все металлы
Сплавы металлов
Ионные проводники(проводники 2-ого класса):
Носителями зарядов в ионных проводниках явл. Положит. Ионы(катионы) и отрицат. Заряды(анионы)
К Ионным проводникам относят:
Электролиты
Ионизированные газы
При движении ионов происходит перенос в-ва
Сверхпроводимость
У многих металлов,сплавов неметаллических соединений электрическая проводимость возрастает скачкообразно до очень высоких значений при температурах , близких к абсолютному нулю. Это явление носит название сверхпроводимости, и оно используется для передачи энергии.
Диэлектрики
Не содержат или же содержат крайне мало свободных носителей заряда.
Важнейшими диэлектриками являются:
Вакуум и газы при определенных условиях
Масла, жиры, бензин
Слюда, кварц, мрамор
Полупроводники
Носителями заряда в полупроводниках явл. Электроны и дырки. По числу свободных электронов полупроводники занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками.
Важнейшими полупроводниками являются:
Германий
Соединения индия
Соединения галлия
4.Ток и плотность тока, действие электрического тока.
Действие тока
Движущиеся в определенном направлении кол-во эл-ких зарядов называются током.
Он вызывает электрические явления в проводниках.Носителями движущихся зарядов могут быть электроны или ионы.
В полупроводниковых материалах носителями электрического заряда являются также дырки.
Электрический ток есть единство всех движущихся через проводник в одном направлении зарядов. Ход силовых линий, траектории движущихся зарядов.
Численное значение тока равно количеству заряда ΔQ, проходящего в промежуток времени Δt. I= ΔQ/ Δt
Кол-во электричества, которое проходит в течении 1 сек., при неизменном токе 1А через поперечное сечение проводника, называется кулоном.
Положительное направление тока совпадает с направлением движения носителя положительного заряда.
Электрический ток представляет собой:
Пространственную форму проявления материи
Причинную величину различных электрических явлений в проводнике
Наблюдаемую только в своих направлениях физическую величину
Связано с нагревом проводника
Перемещение вещества в ионных проводниках
Явление, сопровождаемое возникновением магнитного поля
Плотность тока:
Определяет отношение приращения тока ΔI к определенному проницаемому током поперечному сечению ΔS. J= ΔI/ΔS
Плотность тока есть величина, характеризующая пространственное расположение силовых линий поля.
Если ток распределяется равномерно по сечению, то: J =I/S
Действие электрического тока:
Тепловое.
При движении через проводник носители заряда сталкиваются с атомами металлических решеток и при этом передают им часть своей кинетической энергии.
Магнитное действие.
Движущиеся электрические заряды создают в окружающей среде магнитное поле.
Химическое действие.
С помощью электрического тока могут быть реализованы различные химические реакции.
Световое действие.
При поглощении энергии, энергия поля молекулы или ионы способны выделять световую энергию в виде электромагнитных излучений. Различают тепловые, люминесцентные.