“СЕГРИС”

Институт информационных технологий

Конспект лекций по физике

Раздел 3 электричество

Часть 2

Санкт-Петербург 2005г

Д.Н. Пафомов

Санкт-Петербург 2012 г.

Оглавление

Элементы расчета электрических цепей постоянного тока 5

Электрические цепи. Режимы работы электрических цепей. Схемы замещения электрических цепей. 5

Режимы холостого хода и короткого замыкания 6

Схемы замещения электрических цепей 6

Законы Кирхгофа 9

Неразветвленная электрическая цепь 11

Потенциальная диаграмма 13

Разветвленная электрическая цепь с 2 узлами. 16

Параллельное соединение пассивных элементов 16

Параллельное соединение источников электрической энергии 17

Задача 2. 19

Рисунок к задаче 2 19

Расчет электрических цепей методом эквивалентных сопротивлений (метод свертывания цепи) 20

Определение токов 21

Метод преобразования треугольника и звезды сопротивлений 21

Преобразование треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду 22

Преобразование звезды сопротивлений в эквивалентный треугольник 23

Электрический ток в различных средах 24

Термоэлектричество 27

Электрический ток в электролитах. 28

Электролиз. Применение электролиза в технике. 28

Законы электролиза (законы Фарадея) 30

Преобразование химической энергии в электрическую энергию. Гальванические элементы 30

Электрический ток в газах 31

Электрический ток в вакууме 33

Осциллограф 35

Электрический ток в полупроводниках. 36

Основы зонной теории твердого тела 36

Образование и свойства перехода 39

А н н о т а ц и я

Настоящий конспект лекций разработан на факультете среднего профессионального образования Санкт-Петербургского университета информационных технологий, механики и оптики, рассмотрен предметно-цикловой комиссией естественнонаучных дисциплин и рекомендован для использования в учебном процессе факультета.

Конспект лекций по электричеству предназначен для студентов учреждений среднего профессионального образования, закончивших не менее 9 классов общеобразовательной школы.

В конспекте рассмотрены следующие темы: элементы расчета электрических цепей постоянного тока, прохождение тока в различных средах. Полнота изложения тем близка к требованиям программы теоретического минимума по физике СПб ГУ ИТМО и удовлетворяет требованиям, предъявляемым программой обучения средней школы.

Элементы расчета электрических цепей постоянного тока Электрические цепи. Режимы работы электрических цепей. Схемы замещения электрических цепей.

Э лектрическая цепь – это совокупность устройств и объектов, образующих путь электрического тока.

Отдельное устройство, входящее в состав электрической цепи и выполняющее в ней определенную функцию, называется элементом электрической цепи.

Режим работы электрической цепи – это ее электрическое состояние. Режим работы определяется величинами токов, напряжений и мощностей ее отдельных элементов.

Рассмотрим основные режимы работы электрической цепи на примере простой электрической цепи (рисунок 1).

Рисунок 1. Простейшая электрическая цепь

Ток в этой цепи определяется по закону Ома для полной цепи:

Номинальный режим. В номинальном режиме элементы электрической цепи характеризуются номинальными величинами токов , напряжений и мощности , на которые эти элементы рассчитаны заводом – изготовителем для нормальной работы. Номинальные величины обычно указываются в паспорте устройства.

Режим работы, при котором токи, напряжения и мощности элементов электрических цепей соответствуют их номинальным величинам, называется номинальным (нормальным). Отклонения от номинального режима нежелательны.

Рабочий режим. Если в электрической цепи действительные характеристики режима ( ) отличаются от номинальных величин, но отклонения находятся в допустимых пределах, то режим называется рабочим.

Напряжение на зажимах источника меньше ЭДС источника на величину падения напряжения (по закону Ома для полной цепи).

Отношение мощности приемника к мощности источника называется коэффициентом полезного действия (К.П.Д.):