🗊Презентация Основы электротехники

Категория: Физика
Нажмите для полного просмотра!
Основы электротехники, слайд №1Основы электротехники, слайд №2Основы электротехники, слайд №3Основы электротехники, слайд №4Основы электротехники, слайд №5Основы электротехники, слайд №6Основы электротехники, слайд №7Основы электротехники, слайд №8Основы электротехники, слайд №9Основы электротехники, слайд №10Основы электротехники, слайд №11Основы электротехники, слайд №12Основы электротехники, слайд №13Основы электротехники, слайд №14Основы электротехники, слайд №15Основы электротехники, слайд №16Основы электротехники, слайд №17Основы электротехники, слайд №18Основы электротехники, слайд №19Основы электротехники, слайд №20Основы электротехники, слайд №21Основы электротехники, слайд №22Основы электротехники, слайд №23Основы электротехники, слайд №24Основы электротехники, слайд №25Основы электротехники, слайд №26Основы электротехники, слайд №27Основы электротехники, слайд №28Основы электротехники, слайд №29Основы электротехники, слайд №30Основы электротехники, слайд №31Основы электротехники, слайд №32Основы электротехники, слайд №33Основы электротехники, слайд №34Основы электротехники, слайд №35Основы электротехники, слайд №36Основы электротехники, слайд №37Основы электротехники, слайд №38Основы электротехники, слайд №39Основы электротехники, слайд №40Основы электротехники, слайд №41Основы электротехники, слайд №42Основы электротехники, слайд №43Основы электротехники, слайд №44Основы электротехники, слайд №45Основы электротехники, слайд №46Основы электротехники, слайд №47Основы электротехники, слайд №48Основы электротехники, слайд №49
Скачать

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Основы электротехники. Доклад-сообщение содержит 49 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1


Теоретические основы электротехники Дегтярев С. А., осенний семестр 2015/2016, ФИБС
Описание слайда:
Теоретические основы электротехники Дегтярев С. А., осенний семестр 2015/2016, ФИБС

Слайд 2


Содержание лекции Формальности Обзор курса Введение в теоретическую электротехнику: ТОЭ – это не сложно! Основные определения Законы Ома и Кирхгофа Классификация электрических цепей Краткие выводы
Описание слайда:
Содержание лекции Формальности Обзор курса Введение в теоретическую электротехнику: ТОЭ – это не сложно! Основные определения Законы Ома и Кирхгофа Классификация электрических цепей Краткие выводы

Слайд 3


Формальности
Описание слайда:
Формальности

Слайд 4


Формальности (продолжение) Виды промежуточного контроля: Самостоятельные работы – обычно можно пользоваться конспектом, учебными пособиями и т. п. Контрольные работы – 3 работы за семестр; нельзя пользоваться никакими справочными материалами; ненаписанные контрольные выносятся на экзамен Домашние задания – задаются на каждом практическом занятии, обязательно сдать на следующем практическом занятии
Описание слайда:
Формальности (продолжение) Виды промежуточного контроля: Самостоятельные работы – обычно можно пользоваться конспектом, учебными пособиями и т. п. Контрольные работы – 3 работы за семестр; нельзя пользоваться никакими справочными материалами; ненаписанные контрольные выносятся на экзамен Домашние задания – задаются на каждом практическом занятии, обязательно сдать на следующем практическом занятии

Слайд 5


Рейтинг
Описание слайда:
Рейтинг

Слайд 6


Список литературы
Описание слайда:
Список литературы

Слайд 7


Обзор курса Основные темы курса теоретических основ электротехники (1 семестр): Расчет резистивных электрических цепей (схемотехника) Расчет линейных динамических цепей (схемотехника, теория управления) Численные методы расчета (компьютерная обработка сигналов) Расчет линейных динамических цепей при синусоидальных воздействиях (схемотехника, схемы электропитания) Операторный метод расчета цепей – преобразование Лапласа (теория управления) Частотные характеристики (радиотехника, аудиотехника, ТВ) Расчет трехфазных цепей (схемы электропитания) Индуктивно связанные цепи (трансформаторная техника, схемы электропитания)
Описание слайда:
Обзор курса Основные темы курса теоретических основ электротехники (1 семестр): Расчет резистивных электрических цепей (схемотехника) Расчет линейных динамических цепей (схемотехника, теория управления) Численные методы расчета (компьютерная обработка сигналов) Расчет линейных динамических цепей при синусоидальных воздействиях (схемотехника, схемы электропитания) Операторный метод расчета цепей – преобразование Лапласа (теория управления) Частотные характеристики (радиотехника, аудиотехника, ТВ) Расчет трехфазных цепей (схемы электропитания) Индуктивно связанные цепи (трансформаторная техника, схемы электропитания)

Слайд 8


Обзор курса Основные темы курса теоретических основ электротехники (2 семестр): Спектральные методы расчета цепей (радиотехника, телевидение, аудиовизуальная техника) Активные цепи и операционные усилители (схемотехника, цифровая техника) Длинные линии – цепи с распределенными параметрами (устройства СВЧ и антенны) Дискретные системы (цифровая обработка сигналов, компьютерное зрение, цифровые устройства и микропроцессоры, системы на кристалле, медицинская техника) Нелинейные системы (схемотехника, аудиовизуальная техника, радиотехника)
Описание слайда:
Обзор курса Основные темы курса теоретических основ электротехники (2 семестр): Спектральные методы расчета цепей (радиотехника, телевидение, аудиовизуальная техника) Активные цепи и операционные усилители (схемотехника, цифровая техника) Длинные линии – цепи с распределенными параметрами (устройства СВЧ и антенны) Дискретные системы (цифровая обработка сигналов, компьютерное зрение, цифровые устройства и микропроцессоры, системы на кристалле, медицинская техника) Нелинейные системы (схемотехника, аудиовизуальная техника, радиотехника)

Слайд 9


Пример Лампа накаливания Задача: моделировать поведение лампы накаливания в электрической цепи *источник изображения: http://jeromeabel.net
Описание слайда:
Пример Лампа накаливания Задача: моделировать поведение лампы накаливания в электрической цепи *источник изображения: http://jeromeabel.net

Слайд 10


Пример (продолжение) Подключим лампу к источнику напряжения *источники изображений: http://jeromeabel.net, https://openclipart.org
Описание слайда:
Пример (продолжение) Подключим лампу к источнику напряжения *источники изображений: http://jeromeabel.net, https://openclipart.org

Слайд 11


Пример (продолжение) Цель Построить модель объекта, пригодную для предсказания его поведения с достаточной точностью Средства достижения цели: Рассматривать только интересные нам свойства и параметры объектов (абстракция) Пользоваться наиболее простыми методами, точности которых еще хватает для решения задачи (упрощение и идеализация) Применять известные математические методы для построения и использования модели
Описание слайда:
Пример (продолжение) Цель Построить модель объекта, пригодную для предсказания его поведения с достаточной точностью Средства достижения цели: Рассматривать только интересные нам свойства и параметры объектов (абстракция) Пользоваться наиболее простыми методами, точности которых еще хватает для решения задачи (упрощение и идеализация) Применять известные математические методы для построения и использования модели

Слайд 12


Пример (продолжение) Какой ток будет протекать через лампочку? Как долго лампочка будет работать от одной батарейки? Какого сечения нужно выбрать провода для соединения?
Описание слайда:
Пример (продолжение) Какой ток будет протекать через лампочку? Как долго лампочка будет работать от одной батарейки? Какого сечения нужно выбрать провода для соединения?

Слайд 13


Сложный метод Уравнения Максвелла: ; ; . Уравнение непрерывности: .
Описание слайда:
Сложный метод Уравнения Максвелла: ; ; . Уравнение непрерывности: .

Слайд 14


Сложный метод Уравнения Максвелла позволяют установить полную картину электромагнитного поля в каждой точке пространства Уравнения Максвелла в трехмерном пространстве – уравнения в частных производных, нужно применять сложные методы решения Точность избыточна для нашей задачи
Описание слайда:
Сложный метод Уравнения Максвелла позволяют установить полную картину электромагнитного поля в каждой точке пространства Уравнения Максвелла в трехмерном пространстве – уравнения в частных производных, нужно применять сложные методы решения Точность избыточна для нашей задачи

Слайд 15


Упрощение Рассмотрим нить накаливания: Если , то
Описание слайда:
Упрощение Рассмотрим нить накаливания: Если , то

Слайд 16


Упрощение Рассмотрим нить накаливания: Если , то
Описание слайда:
Упрощение Рассмотрим нить накаливания: Если , то

Слайд 17


Упрощение Исходные допущения: Квазистационарность электромагнитного поля (размеры рассматриваемой области позволяют не учитывать конечность скорости распространения электромагнитных волн) Сосредоточенность сопротивления, индуктивности и емкости (существование элементов, обладающих только сопротивлением, только индуктивностью, только емкостью)
Описание слайда:
Упрощение Исходные допущения: Квазистационарность электромагнитного поля (размеры рассматриваемой области позволяют не учитывать конечность скорости распространения электромагнитных волн) Сосредоточенность сопротивления, индуктивности и емкости (существование элементов, обладающих только сопротивлением, только индуктивностью, только емкостью)

Слайд 18


Двухполюсники Двухполюсник (ДП) – часть цепи, имеющая два вывода (узла, полюса, зажима), относительно которых определяются ее характеристики:
Описание слайда:
Двухполюсники Двухполюсник (ДП) – часть цепи, имеющая два вывода (узла, полюса, зажима), относительно которых определяются ее характеристики:

Слайд 19


Ток Ток – направленное движение электрических зарядов Если через поверхность за время переносится заряд , то ток (сила тока) численно равен: Зная вектор плотности тока , можно вычислить ток через любую поверхность :
Описание слайда:
Ток Ток – направленное движение электрических зарядов Если через поверхность за время переносится заряд , то ток (сила тока) численно равен: Зная вектор плотности тока , можно вычислить ток через любую поверхность :

Слайд 20


Ток (продолжение) Единица измерения силы тока – Ампер: Для тока должно быть выбрано условно положительное направление (направление тока): Будем использовать простые обозначения: ( – номер элемента цепи):
Описание слайда:
Ток (продолжение) Единица измерения силы тока – Ампер: Для тока должно быть выбрано условно положительное направление (направление тока): Будем использовать простые обозначения: ( – номер элемента цепи):

Слайд 21


Напряжение Напряжение характеризует потребление энергии при протекании электрического тока Для потенциального поля напряжение (разность потенциалов) между точками 1 и 2 численно равно работе (энергии), необходимой для переноса положительного единичного заряда из точки 1 в точку 2: Зная вектор напряженности потенциального поля, можно найти напряжение между любыми точками 1 и 2:
Описание слайда:
Напряжение Напряжение характеризует потребление энергии при протекании электрического тока Для потенциального поля напряжение (разность потенциалов) между точками 1 и 2 численно равно работе (энергии), необходимой для переноса положительного единичного заряда из точки 1 в точку 2: Зная вектор напряженности потенциального поля, можно найти напряжение между любыми точками 1 и 2:

Слайд 22


Напряжение (продолжение) Единица измерения напряжения – Вольт: Для напряжения должна быть выбрана условно положительная полярность (полярность напряжения): Будем использовать простые обозначения: ( – номер элемента цепи):
Описание слайда:
Напряжение (продолжение) Единица измерения напряжения – Вольт: Для напряжения должна быть выбрана условно положительная полярность (полярность напряжения): Будем использовать простые обозначения: ( – номер элемента цепи):

Слайд 23


Полярность Полярность пассивных элементов всегда согласована с направлением тока (ток течет от «+» к «-»): Полярность источников может быть несогласованной:
Описание слайда:
Полярность Полярность пассивных элементов всегда согласована с направлением тока (ток течет от «+» к «-»): Полярность источников может быть несогласованной:

Слайд 24


Энергия и мощность Энергия, затраченная на перенос элементарного заряда при согласованной полярности: Мощность – скорость изменения (потребления) энергии: При несогласованной полярности:
Описание слайда:
Энергия и мощность Энергия, затраченная на перенос элементарного заряда при согласованной полярности: Мощность – скорость изменения (потребления) энергии: При несогласованной полярности:

Слайд 25


Энергия и мощность (продолжение) Общая формула мощности («+» для согласованной полярности, «-» – для несогласованной): Сумма мощностей всех элементов цепи равна нулю (баланс мощностей): Единица измерения мощности – Ватт:
Описание слайда:
Энергия и мощность (продолжение) Общая формула мощности («+» для согласованной полярности, «-» – для несогласованной): Сумма мощностей всех элементов цепи равна нулю (баланс мощностей): Единица измерения мощности – Ватт:

Слайд 26


Энергия и мощность (продолжение) Энергия: Единицы измерения энергии: Джоуль: Киловатт-час: – энергия, потребляемая в течение часа устройством мощностью в 1 кВт
Описание слайда:
Энергия и мощность (продолжение) Энергия: Единицы измерения энергии: Джоуль: Киловатт-час: – энергия, потребляемая в течение часа устройством мощностью в 1 кВт

Слайд 27


Пассивные и активные элементы – элемент забирает энергию из цепи – элемент отдает энергию в цепь Элемент цепи называется пассивным, если в любой момент времени Если элемент цепи генерирует энергию, он называется активным Пассивный элемент может отдавать в цепь накопленную ранее энергию, но не может ее генерировать
Описание слайда:
Пассивные и активные элементы – элемент забирает энергию из цепи – элемент отдает энергию в цепь Элемент цепи называется пассивным, если в любой момент времени Если элемент цепи генерирует энергию, он называется активным Пассивный элемент может отдавать в цепь накопленную ранее энергию, но не может ее генерировать

Слайд 28


Основы топологии электрических цепей Ветвь – часть цепи, соединяющая два узла (в частном случае может состоять из одного элемента) Узел – место соединения двух и более ветвей (в случае соединения двух ветвей узел называется устранимым) Контур – замкнутая последовательность ветвей (ветви не пересекаются и не повторяются) Ячейка – простейший контур, не пересекаемый ветвями цепи, не входящими в него
Описание слайда:
Основы топологии электрических цепей Ветвь – часть цепи, соединяющая два узла (в частном случае может состоять из одного элемента) Узел – место соединения двух и более ветвей (в случае соединения двух ветвей узел называется устранимым) Контур – замкнутая последовательность ветвей (ветви не пересекаются и не повторяются) Ячейка – простейший контур, не пересекаемый ветвями цепи, не входящими в него

Слайд 29


Основы топологии электрических цепей (продолжение)
Описание слайда:
Основы топологии электрических цепей (продолжение)

Слайд 30


R-элемент в электрической цепи Линейный R-элемент – идеализация резистора, сопротивление не зависит от приложенного напряжения и тока Единственный параметр – сопротивление R (или проводимость Единица измерения сопротивления – Ом, проводимости – Сименс (См) Полярность всегда согласована с направлением тока (ток течет от «+» к «-»)
Описание слайда:
R-элемент в электрической цепи Линейный R-элемент – идеализация резистора, сопротивление не зависит от приложенного напряжения и тока Единственный параметр – сопротивление R (или проводимость Единица измерения сопротивления – Ом, проводимости – Сименс (См) Полярность всегда согласована с направлением тока (ток течет от «+» к «-»)

Слайд 31


R-элемент в электрической цепи Вольт-амперная характеристика (ВАХ) определяется законом Ома: Мощность всегда неотрицательна: Пассивный элемент (не генерирует энергию):
Описание слайда:
R-элемент в электрической цепи Вольт-амперная характеристика (ВАХ) определяется законом Ома: Мощность всегда неотрицательна: Пассивный элемент (не генерирует энергию):

Слайд 32


Источник напряжения Источник напряжения (ИН) – элемент, поддерживающий на своих зажимах заданное напряжение, не зависящее от остальной цепи и от протекающего тока: Направление тока может быть любым (возможно несогласованное включение) Когда подключен к цепи, стремится ориентировать свой ток от своего «+» к своему «-» через остальную цепь
Описание слайда:
Источник напряжения Источник напряжения (ИН) – элемент, поддерживающий на своих зажимах заданное напряжение, не зависящее от остальной цепи и от протекающего тока: Направление тока может быть любым (возможно несогласованное включение) Когда подключен к цепи, стремится ориентировать свой ток от своего «+» к своему «-» через остальную цепь

Слайд 33


Источник напряжения (продолжение) Вольт-амперная характеристика ИН: Схема замещения и ВАХ реального источника напряжения:
Описание слайда:
Источник напряжения (продолжение) Вольт-амперная характеристика ИН: Схема замещения и ВАХ реального источника напряжения:

Слайд 34


Источник напряжения (продолжение) Частный случай ИН с нулевым напряжением – короткое замыкание (КЗ): Идеальный ИН нельзя замыкать накоротко:
Описание слайда:
Источник напряжения (продолжение) Частный случай ИН с нулевым напряжением – короткое замыкание (КЗ): Идеальный ИН нельзя замыкать накоротко:

Слайд 35


Источник тока Источник тока (ИТ) – элемент, поддерживающий через свою ветвь заданный ток, не зависящий от остальной цепи и от напряжения на зажимах: Полярность может быть любой (возможно несогласованное включение) Когда подключен к цепи, стремится ориентировать свой ток через цепь согласно заданному направлению
Описание слайда:
Источник тока Источник тока (ИТ) – элемент, поддерживающий через свою ветвь заданный ток, не зависящий от остальной цепи и от напряжения на зажимах: Полярность может быть любой (возможно несогласованное включение) Когда подключен к цепи, стремится ориентировать свой ток через цепь согласно заданному направлению

Слайд 36


Источник тока (продолжение) Вольт-амперная характеристика ИТ: Частный случай ИТ с нулевым током – холостой ход (ХХ):
Описание слайда:
Источник тока (продолжение) Вольт-амперная характеристика ИТ: Частный случай ИТ с нулевым током – холостой ход (ХХ):

Слайд 37


Источник напряжения (продолжение) К идеальному ИТ нельзя подключать последовательно разрыву цепи:
Описание слайда:
Источник напряжения (продолжение) К идеальному ИТ нельзя подключать последовательно разрыву цепи:

Слайд 38


Упрощение Используем простую модель – идеальное сопротивление:
Описание слайда:
Упрощение Используем простую модель – идеальное сопротивление:

Слайд 39


Вольт-амперная характеристика лампы
Описание слайда:
Вольт-амперная характеристика лампы

Слайд 40


Пояснения Вольта-мперная характеристика лампы накаливания нелинейна – выбранная модель не соответствует реальности Сопротивление лампы зависит от температуры, которая зависит от напряжения Вывод: либо нужно использовать другую более сложную модель (например, нелинейное сопротивление), либо вводить дополнительные ограничения (например, вести расчеты при фиксированном напряжении)
Описание слайда:
Пояснения Вольта-мперная характеристика лампы накаливания нелинейна – выбранная модель не соответствует реальности Сопротивление лампы зависит от температуры, которая зависит от напряжения Вывод: либо нужно использовать другую более сложную модель (например, нелинейное сопротивление), либо вводить дополнительные ограничения (например, вести расчеты при фиксированном напряжении)

Слайд 41


Законы Кирхгофа Рассмотрим цепь:
Описание слайда:
Законы Кирхгофа Рассмотрим цепь:

Слайд 42


Законы Кирхгофа (продолжение) Закон токов Кирхгофа (ЗТК) Алгебраическая сумма токов ветвей, сходящихся в узле, равна нулю Правило знаков: если ток втекает в узел, он входит в сумму со знаком «-», если вытекает из узла – со знаком «+» Число независимых уравнений по ЗТК на единицу меньше числа количества узлов цепи:
Описание слайда:
Законы Кирхгофа (продолжение) Закон токов Кирхгофа (ЗТК) Алгебраическая сумма токов ветвей, сходящихся в узле, равна нулю Правило знаков: если ток втекает в узел, он входит в сумму со знаком «-», если вытекает из узла – со знаком «+» Число независимых уравнений по ЗТК на единицу меньше числа количества узлов цепи:

Слайд 43


Законы Кирхгофа (продолжение) Закон напряжений Кирхгофа (ЗНК) Алгебраическая сумма напряжений в контуре равна нулю Правило знаков: если при обходе контура сначала встречается положительный зажим элемента (участка цепи), соответствующее напряжение входит в сумму со знаком «+», отрицательный – со знаком «-» Число независимых уравнений по ЗНК равно количеству ячеек в цепи:
Описание слайда:
Законы Кирхгофа (продолжение) Закон напряжений Кирхгофа (ЗНК) Алгебраическая сумма напряжений в контуре равна нулю Правило знаков: если при обходе контура сначала встречается положительный зажим элемента (участка цепи), соответствующее напряжение входит в сумму со знаком «+», отрицательный – со знаком «-» Число независимых уравнений по ЗНК равно количеству ячеек в цепи:

Слайд 44


Эквивалентные преобразования Эквивалентным называется такое преобразование части цепи, при котором во всей остальной цепи не изменяются токи и напряжения:
Описание слайда:
Эквивалентные преобразования Эквивалентным называется такое преобразование части цепи, при котором во всей остальной цепи не изменяются токи и напряжения:

Слайд 45


Расчет линейных электрических цепей
Описание слайда:
Расчет линейных электрических цепей

Слайд 46


Заключение Краткие выводы: Рассмотрен переход от физики электромагнетизма к теоретической электротехнике Разобраны законы Ома и Кирхгофа Рассмотрены основные определения теории электрических цепей Описана классификация электрических цепей
Описание слайда:
Заключение Краткие выводы: Рассмотрен переход от физики электромагнетизма к теоретической электротехнике Разобраны законы Ома и Кирхгофа Рассмотрены основные определения теории электрических цепей Описана классификация электрических цепей

Слайд 47


Задача 1 Дано: Аккумуляторная батарея номинальным напряжением 3,7 В и емкостью 20000 мА∙ч Лампа накаливания, номинальное напряжение 5 В, сопротивление 20 Ом Лампа подключена к батарее через преобразователь напряжения ( 3,7 В – 5 В) Потери на преобразование напряжения, зависимость реальной емкости батареи от тока и нелинейность ВАХ лампы и т. п. не учитывать Вопрос: сколько времени пройдет до полного разряда батареи?
Описание слайда:
Задача 1 Дано: Аккумуляторная батарея номинальным напряжением 3,7 В и емкостью 20000 мА∙ч Лампа накаливания, номинальное напряжение 5 В, сопротивление 20 Ом Лампа подключена к батарее через преобразователь напряжения ( 3,7 В – 5 В) Потери на преобразование напряжения, зависимость реальной емкости батареи от тока и нелинейность ВАХ лампы и т. п. не учитывать Вопрос: сколько времени пройдет до полного разряда батареи?

Слайд 48


Задача 2 Дано: Сетевое зарядное устройство с выходом USB (напряжение 5 В), максимальный выходной ток 1 А Смартфон с аккумулятором емкостью 2400 мА∙ч и номинальным напряжением 3,7 В Потери на преобразование напряжения и т. п. не учитывать Вопрос: какое минимальное количество времени нужно затратить, чтобы полностью зарядить аккумуляторную батарею смартфона?
Описание слайда:
Задача 2 Дано: Сетевое зарядное устройство с выходом USB (напряжение 5 В), максимальный выходной ток 1 А Смартфон с аккумулятором емкостью 2400 мА∙ч и номинальным напряжением 3,7 В Потери на преобразование напряжения и т. п. не учитывать Вопрос: какое минимальное количество времени нужно затратить, чтобы полностью зарядить аккумуляторную батарею смартфона?

Слайд 49


Спасибо за внимание!
Описание слайда:
Спасибо за внимание!

Скачать

Похожие презентации
Mypresentation.ru
Загрузить презентацию