🗊Презентация Электротехника и электроника

Электротехника и электроника Ефремова Т.П. , Власова Е.Ю. ТМ-26D СФТИ НИЯУ МИФИ СПО

Основы электротехники Электротехника - это область науки и техники, изучающая электрические и магнитные явления и их использование в практических целях получения, преобразования, передачи и потребления электрической энергии.

Электрический ток. Все вещества в природе состоят из мельчайших частиц «молекул» Молекулы состоят из еще меньших частиц «атомов» Атом является сложной мельчайшей частицей состоящей из «протонов» «электронов» «нейтронов»

Электрический заряд Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия. Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q.

Возникновение молнии Молния - это мощный электрический разряд. Он возникает при сильной электризации туч или земли. Поэтому разряды молнии могут происходить или внутри облака, или между соседними наэлектризованными облаками, или между наэлектризованным облаком и землей.

Закон Кулона Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:

Напряженность электрического поля Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда: Напряженность электрического поля – векторная физическая величина.

Напряженность электрического поля Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда: Напряженность электрического поля – векторная физическая величина.

Задача: Определить напряженность электрического поля в точке А от двух разнополярных электрических зарядов.

Законы Кирхгофа Густав Кирхгоф пополнил широкую плеяду физиков в 19-м веке. В то время Германия была на грани индустриальной революции и очень нуждалась в новых технологиях и передовых открытиях. В это же время многими учёными велись постоянные разработки, которые были направлены на ускорение промышленного развития страны. 

Проблема была в другом – ведь, несмотря на то, что из проводов и различных элементов легко можно было составить электрическую цепь, знаний о них, чтобы провести математические расчёты на тот момент было явно недостаточно. Стало быть, нельзя было просчитать их свойства. Работа многих учёных, в том числе и Кирхгофа, помогла решить эту проблему. Проблема была в другом – ведь, несмотря на то, что из проводов и различных элементов легко можно было составить электрическую цепь, знаний о них, чтобы провести математические расчёты на тот момент было явно недостаточно. Стало быть, нельзя было просчитать их свойства. Работа многих учёных, в том числе и Кирхгофа, помогла решить эту проблему.

Первый закон Кирхгофа Первый закон Кирхгофа Формулировка №1: Сумма всех токов, втекающих в узел, равна сумме всех токов, вытекающих из узла. Формулировка №2: Алгебраическая сумма всех токов в узле равна нулю.

Пример первого закона Кирхгофа Дана схема, и известны сопротивления резисторов и ЭДС источников. Требуется найти токи в ветвях, используя законы Кирхгофа.

Затем используя второй закон (сумма падений напряжения в независимом контуре равна сумме ЭДС в нем) составим уравнения для первого и второго контуров цепи. Направления обхода выбраны произвольными, при этом если направление тока через резистор совпадает с направлением обхода, берем со знаком плюс, и наоборот если не совпадает, то со знаком минус. Аналогично с источниками ЭДС. Затем используя второй закон (сумма падений напряжения в независимом контуре равна сумме ЭДС в нем) составим уравнения для первого и второго контуров цепи. Направления обхода выбраны произвольными, при этом если направление тока через резистор совпадает с направлением обхода, берем со знаком плюс, и наоборот если не совпадает, то со знаком минус. Аналогично с источниками ЭДС. На примере первого контура – ток I1 и I3 совпадают с направлением обхода контура (против часовой стрелки), ЭДС E1 также совпадает, поэтому берем их со знаком плюс.

Подставив известные значения и решив данную линейную систему уравнений, найдем токи в ветвях (способ решения может быть любым).  Подставив известные значения и решив данную линейную систему уравнений, найдем токи в ветвях (способ решения может быть любым). 

ВТОРОЙ ЗАКОН КИРХГОФА Второй закон Кирхгофа определяет зависимость между падениями напряжений и ЭДС в замкнутых контурах и имеет следующий вид и определение: алгебраическая сумма (с учетом знака) падений напряжений на всех ветвях любого замкнутого контура цепи, равна алгебраической сумме ЭДС ветвей этого контура. При отсутствии в контуре ЭДС сумма падений напряжений равна 0.

Теперь несколько пояснений по практическому применению этого правила Кирхгофа: Теперь несколько пояснений по практическому применению этого правила Кирхгофа: поскольку, алгебраическая сумма требует учета знака следует выбрать направление обхода контура, токи и напряжения, совпадающие с этим направлением считать положительными, иные - отрицательными. При затруднении в определении направления тока, возьмите произвольное, если в результате вычислений получите результат со знаком "-", поменяйте выбранное направление на противоположенное. для нашего примера можно записать:  U1+U3-U2=0  U4+U5-U3=0 кроме того, руководствуясь первым правилом Кирхгофа: Iвх-I1-I2=0  I1-I3-I4=0  I4-I5=0  I2 + I3 + I5 - Iвых=0, получаем систему из 6 уравнений, полностью описывающую рассматриваемую электрическую цепь. 

Пример второго закона Кирхгофа Зная сопротивления резисторов и ЭДС трех источников найти ЭДС четвертого и токи в ветвях.

На основании этих уравнений составляем систему с 5-ью неизвестными  На основании этих уравнений составляем систему с 5-ью неизвестными