Презентация Электротехника и электроника. Электрические цепи постоянного тока. (Лекция 1) онлайн

Содержание слайда: Электротехника и электроника Лекция 1 Электрические цепи постоянного тока

Содержание слайда: Основные понятия Электрическое поле – одна из форм проявления электромагнитного поля, характеризующаяся напряженностью электрического поля (В/м) ЭДС - электродвижущая сила, физическая величина, характеризующая действие сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока (В) Потенциал – энергия заряженной частицы или узла φ (В) Напряжение или разность потенциалов U=φа-φв (В) Ток – направленное движение электрических зарядов I (А) Сопротивление R (Ом) Проводимость (См) Постоянный ток – меняется только по величине Переменный ток – меняется по величине и по направлению

Содержание слайда: Электрическая цепь и ее элементы Источники электрической энергии

Содержание слайда: Электрическая цепь и ее элементы Приемники электрической энергии С необратимыми процессами Резистор Лампа накаливания

Содержание слайда: Электрическая цепь и ее элементы Классификация элементов электрической цепи Активные: Источник ЭДС Источник тока

Содержание слайда: Электрическая цепь и ее элементы Топологические компоненты электрических схем Ветвь - участок электрической цепи с одним и тем же током Ветвь активная Ветвь пассивная

Содержание слайда: Электрическая цепь и ее элементы Топологические компоненты электрических схем Узел – место соединения трех и более ветвей, узлы (abcd) бывают потенциальные или геометрические Контур - замкнутый путь, проходящий через несколько ветвей и узлов разветвленной электрической цепи – abcd

Содержание слайда: Электрическая цепь и ее элементы Топологические компоненты электрических схем Двухполюсник- часть электрической цепи, имеющая два полюса-вывода. Активные содержат ИЭДС или ИТ Пассивные содержат только пассивные элементы

Содержание слайда: Законы, описывающие работу электрической цепи Законы Ома Закон Ома для участка цепи Обобщенный закон Ома для активной ветви Закон Ома для полной цепи

Содержание слайда: Законы, описывающие работу электрической цепи Законы Кирхгофа Первый закон

Содержание слайда: Законы, описывающие работу электрической цепи Законы Кирхгофа Второй закон

Содержание слайда: Законы, описывающие работу электрической цепи Закон Джоуля-Ленца Мощность источника электрической энергии определяется как произведение тока на ЭДС Мощность приемника определяется как произведение квадрата тока на сопротивление ветви

Содержание слайда: Источники питания электрических цепей Источник ЭДС с пассивным приемником

Содержание слайда: Источники питания электрических цепей Внешние характеристики источника ЭДС

Содержание слайда: Источники питания электрических цепей Источник тока с пассивным приемником

Содержание слайда: Источники питания электрических цепей Внешние характеристики источника тока

Содержание слайда: Режимы работы источника постоянного тока Режим холостого хода Режим холостого хода соответствует разомкнутым зажимам источника, этот режим используется для измерения ЭДС источника.

Содержание слайда: Режимы работы источника постоянного тока Режим короткого замыкания Режим короткого замыкания создается при замыкании зажимов источника накоротко

Содержание слайда: Режимы работы источника постоянного тока Согласованный режим работы Согласованный режим работы источника и нагрузки, когда Rвн=Rн и характеризуется максимально возможной мощностью передачи. Ток источника: Мощность приемника: Мощность источника:

Содержание слайда: Режимы работы источника постоянного тока Номинальный режим работы Номинальный режим работа источника и приемника при номинальных значениях токов и напряжений, на которые они рассчитаны. Номинальные значения указываются в паспортных данных на любое электротехническое устройство. Этот режим обеспечивает наибольшую экономичность и долговечность устройства.

Содержание слайда: Баланс мощностей Составляем уравнения для определения мощности приемника: Составляем уравнения для определения мощности источника: Баланс сходится при условии равенства уравнений мощностей источника и приемника, т.е.: Баланс считается сошедшимся, если погрешность не сходимости составляет не более 2%.

Содержание слайда: Эквивалентные преобразования пассивных участков электрической цепи Последовательное соединение

Содержание слайда: Эквивалентные преобразования пассивных участков электрической цепи Параллельное соединение

Содержание слайда: Эквивалентные преобразования пассивных участков электрической цепи Частный случай параллельного соединения

Содержание слайда: Эквивалентные преобразования пассивных участков электрической цепи Смешанное соединение

Содержание слайда: Эквивалентные преобразования пассивных участков электрической цепи Соединение звездой и треугольником

Содержание слайда: Эквивалентные преобразования пассивных участков электрической цепи Формулы перехода

Содержание слайда: Эквивалентные преобразования пассивных участков электрической цепи Мостовая схема

Содержание слайда: Методы расчета электрических цепей с одним источником питания Метод эквивалентных преобразований

Содержание слайда: Методы расчета электрических цепей с одним источником питания Метод подобия, метод пропорциональной величины

Содержание слайда: Методы расчета электрических цепей с несколькими источниками питания При помощи законов Кирхгофа Алгоритм Определить количество узлов, ветвей и независимых контуров Задаться направлениями токов и обхода контуров произвольно. Установить число независимых уравнений по 1-ому закону Кирхгофа (q-1) и составить их, где q-количество узлов Определить число уравнений по 2-ому закону Кирхгофа (p-q+1) и составить их, где p- количество ветвей. Решая совместно уравнения, определяем недостающие параметры цепи. По полученным данным производится проверка расчетов, подставляя значения в уравнения по 1-ому и 2-ому законам Кирхгофа или составив и рассчитав баланс мощностей.

Содержание слайда: Методы расчета электрических цепей с несколькими источниками питания При помощи законов Кирхгофа (пример)

Содержание слайда: Методы расчета электрических цепей с несколькими источниками питания При помощи законов Кирхгофа (пример)

Содержание слайда: Методы расчета электрических цепей с несколькими источниками питания Метод контурных токов

Содержание слайда: Методы расчета электрических цепей с несколькими источниками питания Метод контурных токов (пример) Запишем действительные токи через контурные: по внешним ветвям: по смежным ветвям: Составим уравнения по второму закону Кирхгофа, так, как 3 контура, следовательно будет три уравнения: для первого контура: для второго контура: для третьего контура: Решая полученную систему уравнений, находим контурные токи Зная контурные токи, определяем действительные токи схемы

Содержание слайда: Методы расчета электрических цепей с несколькими источниками питания Метод двух узлов Алгоритм Задаются положительные направления токов и напряжение между двумя узлами произвольно. Уравнение для определения межузлового напряжения Токи схемы определяются по обобщенному закону Ома

Содержание слайда: Методы расчета электрических цепей с несколькими источниками питания Метод двух узлов (пример)

Содержание слайда: Методы расчета электрических цепей с несколькими источниками питания Метод активного двухполюсника Алгоритм Определить напряжение на разомкнутых зажимах ветви, параметры которой необходимо определить, т.е. при режиме холостого хода. Заменить активный двухполюсник, т.е. схему без исследуемой ветви, пассивным (исключить все источники питания, оставив их внутренние сопротивления). Определить эквивалентное сопротивление полученной схемы. Найти ток в ветви по формуле: для пассивной ветви для активной ветви

Содержание слайда: Методы расчета электрических цепей с несколькими источниками питания Метод узловых потенциалов Алгоритм заземлим любой узел схемы φ=0 необходимо определить (n-1) потенциалов Составляются уравнения согласно первому закону Кирхгофа по типу: Токи в схеме определяются по обобщенному закону Ома

Содержание слайда: Методы расчета электрических цепей с несколькими источниками питания Метод узловых потенциалов (пример)