Шпоры. Основные величины и параметры электрических цепей и единица их измерений. Ток, напряжение, эдс. Сопротивление и проводимость
 Скачать 241.36 Kb.
|
|
Основные величины и параметры электрических цепей и единица их измерений. Ток, напряжение, ЭДС. Сопротивление и проводимость. Сила электрического тока в 1А – это величина, равная отношению заряда в 1 Кл, прошедшего за 1с времени через поверхность (проводник), к времени прохождения заряда через поверхность. Для протекания тока необходимо, чтобы цепь была замкнутой. Сила тока измеряется в амперах. 1А=1Кл/1c Электрическое напряжение – разность потенциалов между двумя точками электрического поля. Величина электрического потенциала измеряется в вольтах, следовательно, и напряжение измеряется в вольтах (В). 1Вольт – напряжение, которое необходимо для выделения в проводнике энергии в 1Ватт при протекании по нему тока силой в 1Ампер. Единица измерения напряжения электрического тока представляет собой следующее отношение 1В=1Вт/1А. Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил (то есть любых сил, кроме электростатических и диссипативных), действующих в квазистационарных цепях постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль всего контура Электрическое сопротивление – характеристика проводника препятствовать протеканию по нему электрического тока. Определяется как отношение напряжения на концах проводника к силе тока в нем. Измеряется в омах (Ом). В некоторых пределах величина постоянная. 1Ом – сопротивление проводника при протекании по нему постоянного тока силой 1А и возникающем при этом на концах напряжении в 1В. Электрической емкостью называется способность проводника накапливать электрический заряд. Емкость измеряется в фарадах (1Ф) 1Ф = 1Кл/1В 1Ф – это емкость конденсатора между обкладками которого возникает напряжение 1В при заряде в 1Кл. Электрическая проводимость – величина, показывающая способность тела проводить электрический ток. Обратная величина сопротивлению. Электропроводность измеряется в сименсах. 1См = Ом-1 Основные законы электрических цепей. Закон Ома для участка цепи. Основными законами электрических цепей являются закон Ома и два законы Кирхгофа. Закон Ома для участка цепи звучит так: Ток на участке цепи прямо пропорционален напряжению на этом участке и обратно пропорционален электрическому сопротивлению этого участка Закон Кирхгофа: 1-й закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма токов в любом узле цепи равна нулю. Закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма ЭДС вдоль любого замкнутого контура равна алгебраической сумме падений напряжений в этом контуре. Обобщённый закон Ома. ( Закон Ома для участка цепи с ЭДС). Сила тока в цепи пропорциональна действующей в цепи ЭДС и обратно пропорциональна сумме сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника Источники ЭДС. Условные и графические обозначения Им считается идеальный источник, представляющий собой двухполюсник, на зажимах которого электродвижущая сила (и напряжение) всегда поддерживается постоянным значением. На него не влияет нагрузка сети, а внутреннее сопротивление у источника равно нулю. На схемах он обычно обозначается кругом с буквой «Е» и стрелкой внутри, показывающей положительное направление ЭДС (в сторону увеличения внутреннего потенциала источника).  Топология Электрических цепей. Узел Ветвь. Контур. Электрическая цепь характеризуется совокупностью элементов, из которых она состоит, и способом их соединения. Соединение элементов электрической цепи наглядно отображается ее схемой. Ветвью называется участок цепи, обтекаемый одним и тем же током. Узел – место соединения трех и более ветвей. Контур – замкнутый путь, в котором один из узлов является начальным и конечным узлом пути. Первый закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма токов в любом узле цепи равна нулю. Второй Закон Кирхгофа: Алгебраическая сумма ЭДС вдоль любого замкнутого контура равна алгебраической сумме падений напряжений в этом контуре. Метод эквивалентного преобразования схемы и его применения к расчётам цепей при последовательном, параллельном и смешенном соединении резистивных элементов.   Основные параметры характеризующие переменные синусоидальные токи. Напряжение и ЭДС: Амплитуда, угловая частота, фаза. Переменный ток (англ. alternating current — AC) — электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению или, в частном случае, изменяется по величине, сохраняя своё направление в электрической цепи неизменным. В быту для электроснабжения переменяется переменный, синусоидальный ток. Синусоидальный ток представляет собой ток, изменяющийся во времени по синусоидальному закону  Формула переменного синусоидального тока  Максимальное значение функции называют амплитудой. Её обозначают с помощью заглавной (большой) буквы и строчной буквы m — максимальное значение. К примеру: амплитуду тока обозначают lm; амплитуду напряжения Um. Период Т— это время, за которое совершается одно полное колебание. Частота f равна числу колебаний в 1 секунду (единица частоты f — герц (Гц) или с-1) f = 1/T Угловая частота ω (омега) (единица угловой частоты — рад/с или с-1) ω = 2πf = 2π/T Аргумент синуса, т. е. (ωt + Ψ), называют фазой. Фаза характеризует состояние колебания (числовое значение) в данный момент времени t. Любая синусоидально изменяющаяся функция определяется тремя величинами: амплитудой, угловой частотой (ω) и начальной фазой Ψ (пси) Среднее и действующее значение синусоидального тока. Напряжение и ЭДС. Среднее значение синусоидального тока составляет 2/π = 0,638 от амплитудного. Аналогично, Eср = 2Ем/π ; Ucp = 2Uм/π. Действующее значение синусоидального тока равно 0,707 от амплитудного. Действующее значение I переменного тока (ЭДС, напряжения), или действующий ток (ЭДС, напряжение) – это среднее квадратичное значение тока (ЭДС, напряжения) за период Т Среднее значение тока (ЭДС, напряжения) – это среднее арифметическое значение тока (ЭДС, напряжения) за интервал времени. Для синусоидальных величин в качестве интервала времени выбирают половину периода, т.к. среднее значение синусоидальной величины за период равно нулю. 31. Основные понятия о синхронной машины и ее принцип действия Синхронная машина — это двухобмоточная электрическая машина переменного тока, одна из обмоток которой присоединена к электрической сети с постоянной частотой, а вторая — возбуждается постоянным током. При этом частота вращения ротора равна частоте вращения магнитного поля в воздушном зазоре. Принцип действия синхронного двигателя основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля якоря и магнитного поля полюсов индуктора. Обычно якорь расположен на статоре, а индуктор — на роторе. В мощных двигателях в качестве полюсов используются электромагниты (ток на ротор подаётся через скользящий контакт щётка-кольцо), в маломощных, к примеру, в двигателях жёстких дисков — постоянные магниты. 32. Машины постоянного действия. Общее понятие машин постоянного тока и принцип их действия. Машина постоянного тока — электрическая машина, предназначенная для преобразования механической энергии в электрическую постоянного тока (генератор) или для обратного преобразования (двигатель). Машина постоянного тока обратима. Сумма ЭДС всех катушек, входящих в параллельную ветвь, дает ЭДС всей обмотки якоря МПТ. Таким образом, принцип действия машин постоянного тока при работе генератором можно сформулировать так: якорь возбужденной машины вращается приводным двигателем, в его обмотке наводится ЭДС, которая вызывает протекание постоянного тока якоря в замкнутой электроцепи, включающей обмотку, коллектор, щетки и внешнюю сеть с нагрузкой. |