Основы электротехники

Содержание
  1. Общие вопросы электротехники
  2. Электрическая цепь и ее элементы
  3. Источники электрической энергии
  4. Приемники электрической энергии
  5. Электрические цепи постоянного и переменного тока
  6. Схемы соединения трехфазных цепей
  7. Теоретические основы электротехники — ТОЭ. В помощь студенту
  8. Электротехника для начинающих
  9. Понятия и свойства электрического тока
  10. Что изучает электротехника
  11. С чего начать изучение основ электротехники
  12. Основные характеристики тока
  13. Сила тока
  14. Напряжение
  15. Сопротивление
  16. Мощность
  17. Закон Ома
  18. Энергия и мощность в электротехнике
  19. Электротехника и электромеханика
  20. Безопасность и практика
  21. Электрика для чайников
  22. ������ �������������� » ����� ��� ���������: ��� �� �������������� � �����������
  23. Основы теоретической электротехники для начинающих
  24. Основные законы электротехники
  25. С чего начать изучение электротехники
  26. уроки
  27. Книги
  28. Онлайн-учебники
  29. Техника безопасности
  30. Основы электротехники для начинающих
  31. Основные токовые величины
  32. Электрика для чайников: основы электроники

Общие вопросы электротехники

Основы электротехники

Учебные вопросы

  1. Определение и значение электротехники
  2. Электрическая цепь и ее элементы
  3. Электрические цепи постоянного и переменного тока.

Электротехника – область науки и техники, использующей электрическое и магнитное явления для практических целей.

История развития этой науки занимает два столетия. Она началась после изобретения первого электрохимического источника электрической энергии в 1799 г.

Именно тогда началось изучение свойств электрического тока, были установлены основные законы электрических цепей, электрические и магнитные явления стали использоваться для практических целей, были разработаны первые конструкции электрических машин и приборов. Жизнь современного человека, без использования электрической энергии, немыслима.

Все возрастающая потребность в использовании электрической энергии привело к проблеме ее централизованного производства, передачи на дальние расстояния, распределения и экономичного использования.

Решение проблемы привело к разработке и созданию трехфазных электрических цепей. Огромная заслуга в создании элементов таких цепей принадлежит выдающемуся русскому ученому М.О. Доливо-Добровольскому.

Он создал трехфазный асинхронный двигатель, трансформатор, разработал четырехпроводную и трехпроводную цепи (1891г.).

Сегодня электрическая энергия используется в технике связи, автоматике, измерительной технике, навигации. Она применяется для выполнения механической работы, нагрева, освещения, используется в технологических процессах (электролиз), в медицине, биологии, астрономии, геологии и др.

Столь обширное проникновение электротехники в жизнь человека привело к необходимости включить ее в состав общетехнических дисциплин при подготовке специалистов всех технических специальностей.   При этом перед студентами стоит главная задача – ознакомиться и усвоить физическую сущность электрических и магнитных явлений.

Это позволит понять принципы работы электромагнитных устройств, правильно их эксплуатировать.

Электрическая цепь и ее элементы

Электротехническое устройство и происходящие в нем физические процессы в теории электротехники заменяют расчетным эквивалентом – электрической цепью.

Электрическая цепь – это совокупность соединенных друг с другом проводниками источников электрической энергии и нагрузок, по которым может протекать электрический ток. Электромагнитные процессы в электрической цепи можно описать с помощью понятий ток, напряжение, ЭДС, сопротивление, проводимость, индуктивность, емкость.

Электрический ток может быть постоянным и переменным.

Постоянным называют ток, неизменный во времени. Он представляет направленное  упорядоченное движение носителей электрического заряда. Как известно из курса физики, носителями зарядов в металлах являются электроны, в полупроводниках электроны и дырки (ионы), в жидкостях – ионы.

Упорядоченное движение носителей зарядов в проводниках вызывается электрическим полем. Поле создается источниками электрической энергии. Источник преобразует химическую, механическую, кинематическую, световую или другую энергию в электрическую.

Он характеризуется ЭДС (электронно-движущая сила) и внутренним сопротивлением. ЭДС источника  может быть постоянной или переменной во времени. Переменная ЭДС может изменяться во времени по любому физически реализуемому закону.

Ток, протекающий по цепи под воздействием переменной ЭДС также переменный.

Постоянный ток принято обозначать буквой I,

  •  переменный i(t);
  • постоянную ЭДС – Е,
  • переменную е(t),
  • сопротивление – R,
  • проводимость -g.

В международной системе единиц (СИ) ток измеряют в амперах (А), ЭДС – в вольтах (В), сопротивление в омах (Ом), проводимость – в сименсах (См).

При анализе электрических цепей, как правило оценивают значение токов, напряжений и мощностей. В этом случае нет необходимости учитывать конкретное устройство различных нагрузок. Важно знать лишь их сопротивление – R, индуктивность – L, или емкость – С. Такие элементы цепи называют приемниками электрической энергии.

Для включения и отключения элементов электрических цепей применяют коммутационную аппаратуру (рубильники, выключатели, тумблеры). Кроме этих элементов в электрическую цепь могут включаться электрические приборы для измерения тока, напряжения, мощности.

Изображение электрической цепи с помощью условных графических обозначений называют электрической схемой.

Зависимость тока, протекающего по сопротивлению, от напряжения на этом сопротивлении принято называть вольтамперной характеристикой.

Приемники электрической энергии, вольтамперные характеристики которых являются прямыми линиями называются линейными, а электрические цепи только с линейными элементами – линейными электрическими цепями.

Электрические цепи с нелинейными элементами называются нелинейными электрическими цепями.

Источники электрической энергии

Одной из основных характеристик источников электрической энергии является ЭДС. Количественно ЭДС характеризуется работой А, которая совершается при перемещении заряда в 1 Кл в пределах источника.

Графически ЭДС изображают стрелкой в кружке. Направление стрелки совпадает с направлением ЭДС.

Перемещение заряда определяет ток источника. Прохождение тока сопровождается потерями на нагрев источника. Количественно потери удобно определять внутренним сопротивлением Rвн. Поэтому условное графическое обозначение источника ЭДС представляет последовательное включение ЭДС Е и внутреннего сопротивления Rвн.

Символами 1 – 1’ обозначаются зажимы источника. Разность потенциалов на зажимах источника называется напряжением U [B]. Стрелками показываются положительные направления тока и напряжения. Когда ключ К разомкнут, ток в цепи равен нулю и напряжение на зажимах источника равно ЭДС.

Замыкаем ключ К. В цепи возникнет ток:

При этом напряжение на зажимах источника будет равно:

Если у источника ЭДС Rвн = 0, то вольтамперная характеристика его будет в виде прямой . Такой источник называют идеальным. Напряжение на зажимах такого источника не зависит от тока.

Если у некоторого источника увеличивать Е и Rвн до бесконечности,  Такой источник питания называют источником тока. Ток источника не зависит от сопротивления нагрузки. Реальный источник тока имеет конечные значения Е и Rвн.

При расчете электрических цепей реальный источник электрической энергии с конечными Е и Rвн заменяют источником ЭДС или источником тока.

Источники питания могут иметь постоянную ЭДС – Е или переменную е(t) , изменяющуюся во времени по заданному закону.

В первом случае в цепи протекает постоянный ток и она называется цепью постоянного тока. Во втором случае ток i(t) и напряжение u(t) переменные, поэтому цепь называется цепью переменного тока.  В электротехнике чаще других применяется синусоидальные ток и напряжение.

Приемники электрической энергии

Приемники электрической энергии делятся на пассивные и активные.

Пассивными называют приемники в которых не возникает ЭДС. Вольтамперные характеристики пассивных приемников проходят через начало координат. При отсутствия напряжения ток этих элементов равен нулю. Основной характеристикой пассивных элементов является сопротивление.

Пассивные элементы, сопротивление которых не зависит от приложенного напряжения называются линейными. Реально таких элементов не существует. Но весьма близки к ним резисторы, реостаты, лампы накаливания и др. Зависимость напряжения от тока в таких элементах определяется законом Ома, т.е. U = I*R, где R – сопротивление элемента.

Эта зависимость не меняется, если напряжение и ток – переменное.

Основным параметром индуктивного элемента является индуктивность – L. Единица измерения – генри [Г]. Если через индуктивность L протекает постоянный ток I, то в ней возникает постоянное во времени потокосцепление самоиндукции.

Будем полагать, что элемент L идеальный, т.е. сопротивление витков r отсутствует. Очевидно, что при этом падение напряжения на элементе равно нулю.

Кроме пассивных, в электротехнике применяются активные приемники. К ним относятся электродвигатели, аккумуляторы в процессе их заряда и др.

В цепи переменного тока при определенных условиях роль активных элементов выполняют индуктивность и емкость. В активных элементах возникает противо – ЭДС Е.

Приложенное к приемнику напряжение уравновешивается противо-ЭДС и падением напряжения на сопротивлении элемента, т.е.:

Основные топологические понятия и определения

Основными топологическими понятиями теории электрических цепей являются ветвь, узел, контур, двухполюсник, четырехполюсник, граф схемы электрических цепей, дерево и связь графо схемы. Рассмотрим некоторые из них.

Ветвью называют участок электрической цепи с одним и тем же током. Она может состоять из одного или нескольких последовательно включенных элементов.

Узлом называют место соединения трех и более ветвей. Узел обозначается на схеме точкой. Узлы, имеющие равные потенциалы, объединяются в один потенциальный узел.

Контуром называют замкнутый путь, проходящий через несколько ветвей и узлов электрической цепи.

Независимым называется контур, в состав которого входит хотя бы одна ветвь, не принадлежащая соседним контурам.

Двухполюсником называют часть электрической цепи с двумя выделенными зажимами – полюсами. Двухполюсник обозначают прямоугольником с индексами А или П. А – активный двухполюсник, в составе которого есть источники ЭДС. П – пассивный двухполюсник.

Закон Ома и Кирхгофа

Все электрические цепи подчиняются законам Ома и Кирхгофа. Краткая информация об этих законах заключается в следующем.

Закон Ома для участка цепи без ЭДС устанавливает связь между током и напряжением на этом участке:

или Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС позволяет найти ток этого участка

здесь а, б – крайние точки участка; Е – значение ЭДС.

Знак «плюс» ставится при совпадении тока, протекающего по участку, с направлением ЭДС.

Первый закон Кирхгофа имеет две формулировки.

1) Сумма токов протекающих через любой узел равна нулю.

2) Сумма токов втекающих в узел равна сумме токов вытекающих из него.

Второй закон Кирхгофа:

Алгебраическая сумма падений напряжения в любом замкнутом контуре равна алгебраической сумме ЭДС вдоль этого контура, т.е.

В каждую из сумм слагаемые входят со знаком «плюс», если они совпадают с направлением обхода.

Электрические цепи постоянного и переменного тока

Чтобы в электрической цепи протекал переменный ток, цепь должна быть присоединена к источнику переменной ЭДС.

Она выступает здесь в роли периодической вынуждающей силы, и ток в цепи совершает вынужденные колебания, разумеется, с частотой вынуждающей силы.

Если ЭДС в источнике изменяется со временем по закону   и источник включен в цепь с активным сопротивлением R, то и ток в цепи изменяется по косинусоидальному закону.

и источник включен в цепь с активным сопротивлением R, то и ток в цепи изменяется по к синусоидальному закону:

Здесь εm и Im — амплитуды (максимальные значения) ЭДС и силы тока.

Но свойства функции косинуса таковы, что в среднем за период колебаний сила тока равна нулю. Это, однако, не значит, что такой ток бесполезен и ни в чем себя не проявляет.

Потому что хотя в среднем сила тока и равна нулю, не равен нулю квадрат силы тока. А мощность тока определяется именно квадратом силы тока.

В любой момент времени мощность переменного тока в цепи с активным сопротивлением выражается равенством:

Среднее значение квадрата косинуса за период равно не нулю, а 1/2, так что среднее значение мощности

Величина  называется действующим значением силы тока.

В нашем случае мощность можно также выразить через напряжение на сопротивлении:

Где:   – Действующее значение напряжения

В этом состоит одно из отрицательных свойств переменного тока.

Есть и другие отрицательные следствия.

Явление электромагнитной индукции приводит, например, к тому, что переменный ток в проводах распределяется не равномерно по всему сечению, а главным образом вблизи поверхности. (Это явление называется скин- эффектом).

  Благодаря тому, что используется не все сечения проводов, их сопротивление реально возрастает. Далее, переменный ток, как и ток постоянный, окружен магнитным полем, но полем переменным.

А такое поле, согласно закону электромагнитной индукции, вызывает в соседних проводах и в других проводящих материалах электрические токи, что приводит к бесполезной потере энергии.

Все эти недостатки полностью отсутствуют у постоянного тока. Почему же все-таки переменный ток практически безраздельно господствует в технике и в быту?

Прежде всего, сам принцип действия электрических генераторов таков, что в них возникает именно переменная ЭДС. Но не в этом главное. С помощью нехитрого устройства можно тот же генератор сделать источником и постоянного тока.

причина «популярности» переменного тока связана с тем, что электрическую энергию приходится передавать из мест, где она производится (электростанции), к местам ее потребления и часто на большие расстояния.

При этом часть передаваемой энергии неизбежно теряется в виде тепла в проводах, по которым она передается в линиях электропередачи (ЛЭП). Чтобы эти потери были не слишком высокими, нужно, оказывается, использовать для передачи высокое напряжение.

Но на клеммах генераторов электростанций напряжение значительно меньше — всего несколько тысяч вольт. Значит, в начале линии электропередачи это напряжение нужно повысить, а перед распределением энергии среди потребителей — понизить так, чтобы, потребитель получил ее при напряжении 220 вольт.

Такое повышение и понижение напряжения оказывается возможным только для переменного тока. Делается это с помощью устройств, действующих на основе явления электромагнитной индукции, — трансформаторов.

Существование трансформаторов — пожалуй, единственная причина повсеместного применения переменного тока в технике.

Однако те недостатки переменного тока, которые были изложены выше, заставляют думать о том, нельзя ли все-таки для передачи электрической энергии использовать постоянный ток, конечно, тоже высокого напряжения? Это сделать непросто. Действительно, сначала нужно переменное напряжение, после его повышения, преобразовать в постоянное (для этого служат выпрямители), а затем на другом

конце ЛЭП — превратить переданное постоянное напряжение в переменное (это можно сделать с помощью устройств, называемых инверторами), чтобы напряжение можно было понизить до значения, нужного потребителю. Одна такая ЛЭП постоянного тока на напряжении 400 кВ уже работает.

Схемы соединения трехфазных цепей

Под трехфазной симметричной системой ЭДС понимают совокупность трех синусоидальных ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, сдвинутых по фазе на 1200

Трехфазную  систему э.д.с. получают при помощи трехфазного генератора, в пазах статора которого размещены три электрически изолированные друг от друга обмотки – фазные обмотки генератора.  Плоскости обмоток смещены в пространстве на 120°. При вращении ротора генератора в обмотках наводятся синусоидальные э.д.с. одинаковые по амплитуде,  но сдвинутые по фазе на 120°.

Чтобы отличить три э.д.с. трехфазного генератора друг от друга, их обозначают соответствующим образом. Если одну э.д.с. обозначить  , а  опережающая на 120° –

На электрической схеме  трехфазный генератор изображают в виде трех обмоток, расположенных друг к другу под углом  120°.

При соединении “звездой” одноименные зажимы (например, концы) трех обмоток объединяются в один узел, который называют нулевой точкой генератора и обозначают буквой 0. Начала обмоток  генератора обозначают буквами А, В, С

При соединении обмоток генератора “треугольником” конец первой обмотки генератора соединяется с началом второй, конец второй – с началом третьей, конец третьей – с началом первой.

Геометрическая сумма э.д.с. в треугольнике равна нулю. Поэтому, если в зажимам А, В, С не присоединена нагрузка, то по обмоткам генератора не будет протекать ток. Совокупность трехфазной системы ЭДС и трехфазной нагрузки (или нагрузок и соединительных проводов) называют трехфазной цепью. 

Источник: https://fireman.club/presentations/obshhie-voprosy-elektrotexniki/

Теоретические основы электротехники — ТОЭ. В помощь студенту

Основы электротехники

Формулы, примеры решения задач: ТОЭ | Электрические машины | Высшая математика | Теоретическая механика

    Электрический ток, плотность тока, электрическое напряжение, энергия при протекании тока, мощность электрического тока
  • Электрический токЭлектрический ток — это явление упорядоченного движения электрических зарядов. За направление электрического тока принимается направление движения положительных зарядов.Формула электрического тока:Электрический ток измеряется в амперах. СИ: А.Электрический ток обозначается латинскими буквами i или I. Символом i(t) обозначается «мгновенное» значение тока, т.е. ток произвольного вида в любой момент времени. В частном случае он может быть постоянным или переменным.Прописной латинской буквой I обозначается, как правило, постоянное значение тока.В любом участке неразветвленной электрической цепи протекает одинаковый по величине ток, который прямо пропорционален напряжению на концах участка и обратно пропорционален его сопротивлению. Величина тока определяется по закону Ома:1) для цепи постоянного тока2) для цепи переменного тока ,где U — напряжение, В;R — омическое сопротивление, Ом;Z — полное сопротивление, Ом.Омическое сопротивление проводника:,где l — длина проводника, м;s — поперечное сечение, мм2;ρ — удельное сопротивление, (Ом · мм2) / м.Зависимость омического сопротивления от температуры:Rt = R20 [1 + α(t — 20°)],где R20 — сопротивление при 20°C, Ом;Rt — сопротивление при t°C, Ом;α — температурный коэффициент сопротивления.Полное сопротивление цепи переменного тока:,где — активное сопротивление, Ом; — индуктивное сопротивление, Ом; — индуктивность, Гн; — емкостное сопротивление, Ом; — ёмкость, Ф.Активное сопротивление больше омического сопротивления R:,где — коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления при переменном токе, зависящий от: частоты тока; магнитных свойств, проводимости и диаметра проводника.При промышленной частоте, для нестальных проводников, принимают и считают .
  • Плотность тока Плотность тока (j) — это сила тока, рассчитанная на единицу площади поперечного сечения (s).Для равномерного распределения плотности тока и сонаправленности её с нормалью к поверхности, через которую протекает ток, формула плотности тока принимает вид:,где I — сила тока через поперечное сечение проводника площадью s.СИ: А/м2
  • Электрическое напряжениеПри протекании тока, как и при всяком перемещении зарядов, происходит процесс преобразования энергии. Электрическое напряжение — количество энергии, которое необходимо затратить на перемещение единицы заряда из одной точки в другую.Формула электрического напряжения:Электрическое напряжение обозначается латинской буквой u. Символом u(t) обозначается «мгновенное» значение напряжения, а прописной латинской буквой U обозначается, как правило, постоянное напряжение.Электрическое напряжение измеряется в вольтах. СИ: В.
  • Энергия при протекании электрического токаФормула энергии, при протекании электрического тока:СИ: Дж
  • Мощность при протекании электрического токаФормула мощности, при протекании электрического тока:СИ: Вт.
    Электрическая цепь
  • Электрическая цепь — это совокупность устройств, предназначенных для протекания по ним электрического тока.Эти устройства называются элементами цепи.
  • Источники электрической энергии — устройства, преобразующие различные виды энергии, например механическую или химическую, в энергию электрического тока.
  • Идеальный источник напряжения — источник, напряжение на зажимах которого не зависит от величины протекающего через него тока.Внутреннее сопротивление идеального источника напряжения можно условно принять равным нулю.
  • Идеальный источник тока — источник, величина протекающего тока через который не зависит от напряжения на его зажимах.Внутреннее сопротивление такого источника можно условно принять равным бесконечности.
  • Приемник — это устройство, потребляющее энергию или преобразующее электрическую энергию в другие виды энергии.
  • Двухполюсник — это цепь, имеющая два зажима для подключения (полюса).
  • Идеальный R-элемент (резистивный элемент, резистор) — это такой пассивный элемент цепи, в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической энергии в тепловую.Основной параметр резистора — это его сопротивление.Сопротивление измеряется в омах. СИ: ОмПроводимость — это обратная величина по отношению к сопротивлению..Измеряется проводимость в сименсах. СИ: См.Формула мощности R-элемента:.Формула энергии R-элемента:.
  • Идеальный С-элемент (емкостной элемент, или конденсатор) — это такой пассивный элемент цепи, в котором происходит процесс преобразования энергии электрического тока в энергию электрического поля и наоборот. В идеальном C-элементе потери энергии отсутствуют.Формула ёмкости:. Примеры: задача 1, задача 2.Ток в ёмкости:Напряжения на ёмкости:.Закон коммутации для емкостного элемента. При токе конечной амплитуды заряд на C-элементе не может измениться скачком: ..При неизменной ёмкости, напряжение на емкостном элементе не может измениться скачком: .Мощность C-элемента: .При p > 0 — энергия запасается, при p < 0 — энергия возвращается в источник.Энергия C-элемента:, или.Если к моменту времени , энергия равна 0, тоЕмкость измеряется в фарадах. СИ: Ф.
  • Идеальный L-элемент (индуктивный элемент или катушка индуктивности) — это такой пассивный элемент цени, в котором происходит процесс преобразования энергии электрического тока в энергию магнитного поля и наоборот. В идеальном L-элементе потери энергии отсутствуют.Для линейного L-элемента формула индуктивности (L) имеет вид:,где — потокосцепление.Индуктивность обозначается буквой и играет роль коэффициента пропорциональности между потоком и током .Напряжение на индуктивном элементе:.Ток в индуктивном элементе:.Закон коммутации для индуктивного элемента. При напряжении конечной амплитуды, потокосцепление не может измениться скачком: ..При неизменной индуктивности ток в индуктивном элементе не может измениться скачком: .Мощность L-элемента: .При p > 0 — энергия запасается, при p < 0 — энергия возвращается в источник.Энергия L-элемента:, или.Если к моменту времени , энергия равна 0, тоИндуктивность измеряется в генри. СИ: ГнПример: задача 3.
  • R, L, C — основные пассивные двухполюсные элементы электрических цепей.
    Основные законы электрических цепей
  • Закон Ома для участка цепи, не содержащего источник ЭДС.Закон Ома для участка цепи, не содержащего источник ЭДС, устанавливает связь между током и напряжением на этом участке.Применительно к данному рисунку, математическое выражение закона Ома имеет вид:, илиФормулируется это равенство так: при неизменном сопротивлении проводника напряжение на нем пропорционально току в проводнике.
  • Закон Ома для участка цепи, содержащего источник ЭДСДля схемы.Для схемы.В общем случае.
  • Закон Джоуля-Ленца. Энергия, выделяемая на сопротивлении R при протекании по нему тока I, пропорциональна произведению квадрата силы тока и величины сопротивления:
  • Законы Кирхгофа.Топология (строение) цепи.Электрическая схема — графическое изображение электрической цепи.Ветвь ‐ участок цепи, содержащий один или несколько последовательно соединенных элементов и заключенный между двумя узлами.Узел ‐ точка цепи, где сходится не менее трех ветвей. Узлы нумеруют произвольно, как правило, арабской цифрой. На схеме узел может быть обозначен точкой, а может и не быть обозначен. Как правило, не обозначают те узлы, расположение которых очевидно (т‐образные соединения). Если пересекающиеся ветви образуют узел, то он обозначается точкой. Если в месте пересечения ветвей точки нет, то и узла нет (провода лежат друг на друге).Контур – замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям. Контуры независимы, если отличаются хотя бы одной ветвью. Контура обозначают стрелкой с указанным направлением обхода и римской цифрой. Направление обхода выбирают произвольно. Независимых контуров в схеме может быть много, при этом не все эти контура необходимы для составления достаточного для решения задачи количества уравнений.Первый закон Кирхгофа:1) алгебраическая сумма токов, подтекающих к любому узлу схемы, равна нулю:;2) сумма подтекающих к любому узлу токов равна сумме утекающих от узла токов:. Пример 1. Первый закон Кирхгофа.Второй закон Кирхгофа:1) алгебраическая сумма падений напряжения в любом замкнутом контуре равна алгебраической сумме ЭДС вдоль того же контура:2) алгебраическая сумма напряжений (не падений напряжения!) вдоль любого замкнутого контура равна нулю:. Пример 2. Второй закон Кирхгофа.
  • Матричная форма записи уравнений Кирхгофа:,где А, В — квадратные матрицы коэффициентов при токах и напряжениях порядка p х p (p — число ветвей схемы; q — число узлов схемы);I, E — матрицы-столбцы неизвестных токов и заданных ЭДСЭлементами матрицы А являются коэффициенты при токах в левой части уравнений, составленных по первому и второму законам Кирхгофа. Первые строки матрицы А содержат коэффициенты при токах в уравнениях, составленных по первому закону Кирхгофа, и имеют элементы +1, -1, 0 в зависимости от того, с каким знаком входит данный ток в уравнение.Элементы следующих строк матрицы А равны значениям сопротивлении при соответствующих токах в уравнениях, составленных по второму закону Кирхгофа, с соответствующим знаком. Элементы матрицы В равны коэффициентам при ЭДС в правой части уравнений, составленных по законам Кирхгофа. Первые строки матрицы имеют нулевые элементы, так как ЭДС в правой части уравнений, записанных по первому закону Кирхгофа, отсутствуют. Остальные строки содержат элементы +1, -1 в зависимости от того, с каким знаком входит ЭДС в уравнение, и 0, если ЭДС в уравнения не входит.Общее решение уравнений, составленных по законам Кирхгофа:,где — матрица проводимостей..Токи в каждой ветви:;;.
    Режимы работы электрических цепей
  • Номинальный режим работы элемента электрической цепи — это режим, при котором он работает с номинальными параметрами.
  • Согласованный режим — это режим, при котором мощность, отдаваемая источником или потребляемая приемником, имеет максимальное значение. Такое значение получается при определенном соотношении (согласовании) параметров электрической цепи.
  • Режим холостого хода — это такой режим, при котором через источник или приемник не протекает электрический ток. При этом источник не отдает энергию во внешнюю часть цепи, а приемник не потребляет ее. Для двигателя это будет режим без механической нагрузки навалу.
  • Режим короткого замыкания — это режим, возникающий при соединении между собой разноименных зажимов источника или пассивного элемента, а также участка электрической цепи, находящегося под напряжением.
    Электрические цепи постоянного тока
  • Если ток постоянный, то отсутствует явление самоиндукции и напряжение на катушке индуктивности равно нулю:, так как
  • Постоянный ток через емкость не проходит.
  • Простая цепь постоянного тока — это цепь с одним источником при последовательном, параллельном или смешанном соединение приемников.При последовательном соединении приемников:I×Rэкв;Rэкв=ΣRi.При параллельном соединении приемников напряжение на всех приемниках одинаково.По закону Ома токи в каждой ветви:.По первому закону Кирхгофа общий ток:E×Gэкв;Gэкв=G1+G2+…+Gn; Rэкв=1/Gэкв.При смешанном соединении:Rэкв=.
  • Метод контурных токов.Метод основан на применении второго закона Кирхгофа и позволяет сократить при расчете сложных систем число решаемых уравнений.Во взаимно независимых контурах, где для каждого контура хотя бы одна ветвь входит только в этот контур, рассматривают условные контурные токи во всех ветвях контура.Контурные токи, в отличие от токов ветвей, имеют следующие индексы: илиУравнения составляют по второму закону Кирхгофа для контурных токов.Токи ветвей выражают через контурные токи по первому закону Кирхгофа.Число выбираемых контуров и число решаемых уравнений равно числу уравнений, составляемых по второму закону Кирхгофа: .Сумма сопротивлений всех резистивных элементов каждого контура со знаком плюс является коэффициентом при токе контура, имеет следующие индексы: или Знак коэффициента при токе смежных контуров зависит от совпадения или несовпадения направления смежных контурных токов. ЭДС входят в уравнение со знаком плюс, если направления ЭДС и направление тока контура совпадают. Пример 3. Метод контурных токов.
  • Метод узловых потенциалов.Метод основан на применении первого закона Кирхгофа и позволяет сократить число решаемых уравнений при нахождении неизвестных токов до . При составлении уравнений потенциал одного из узлов схемы принимают равным нулю, а токи ветвей выражают через неизвестные потенциалы остальных узлов схемы и для них записывают уравнения по первому закону Кирхгофа. Решение системы уравнений позволяет определить неизвестные потенциалы, а через них найти токи ветвей.При следует отдавать предпочтение методу узловых потенциалов.
  • Формула двух узлов:.Пример 4. Метод узловых потенциалов.
  • Метод пропорциональных величии.Метод применяют для нахождения неизвестных токов при цепочечном соединении резистивных элементов в электрических цепях с одним источником. Токи и напряжения, а также и известную ЭДС цепи выражают через ток самой удаленной от источника ветви. Задача сводится к решению одного уравнения с одним неизвестным.
  • Баланс мощностейНа основании закона сохранения энергии мощность, развиваемая источниками электрической энергии, должна быть равна мощности преобразования в цепи электрической энергии в другие виды энергии:. — сумма мощностей, развиваемых источниками; — сумма мощностей всех приемников и необратимых преобразований энергии внутри источников.Баланс мощностей составляют, чтобы проверить правильность найденного решения. При этом сравнивают мощность, внесенную в цепь источниками энергии с мощностью, затрачиваемой потребителями.Формула мощности для одного резистора:Суммарная мощность потребителей:PП=Мощность источников:Pист = PE + PJ,где PE = ±EI — мощность источника ЭДС (определятся умножением его ЭДС на ток, протекающий в данной ветви. Ток берут со знаком, полученным в результате расчета. Минус перед произведением ставят, если направление тока и ЭДС не совпадают на схеме);PJ = JUJ — мощность источника тока (определятся умножением тока источника на падение напряжения на нем).Для определения UJ выбирают любой контур, который включал бы в себя источник тока. Обозначают падение UJ на схеме против тока источника, и записывают контурное уравнение. Все величины, кроме UJ, в данном уравнении уже известны, что позволяет рассчитать падение напряжения UJ.Сравнение мощностей: Pист = PП. Если равенство соблюдено, значит, баланс сошелся и расчет токов верен.
  • Алгоритм расчета цепи по законам Кирхгофа
      Топология цепи.
    • Определяем общее число ветвей p*.
    • Определяем число ветвей с источниками тока pит. Токи в данных ветвях считаем известными и равными токам источников.
    • Определяем число ветвей с неизвестными токами: p*‐pит
    • Находим количество узлов q.
    • Находим число уравнений, составляемых по первому закону Кирхгофа: .
    • Находим число уравнений, составляемых по второму закону Кирхгофа: .
    1. Произвольно наносим на схему номера и направления неизвестных токов.
    2. Произвольно наносим на схему номера узлов.
    3. Составляем узловые уравнения для произвольно выбранных узлов (по первому закону).
    4. Обозначаем на схеме контура и выбираем направления их обхода.
    5. Количество обозначаемых контуров равно количеству уравнений, составляемых по второму закону Кирхгофа. При этом ни один из контуров не должен включать в себя ветвь с источником тока.
    6. Составляем контурные уравнения для выбранных контуров (по второму закону).
    7. Объединяем составленные уравнения в систему. Известные величины переносим в правую часть уравнений. Коэффициенты при искомых токах вносим в матрицу А (левые части уравнений)(о матрицах читаем здесь). Заполняем матрицу F, занося в нее правые части уравнений.
    8. Решаем полученную систему уравнений (примеры решения систем уравнений).
    9. Проверяем правильность решения составлением баланса мощностей.
      Пример: задача 4.
    Электрические цепи переменного тока
  • Электрическая цепь синусоидального тока — это электрическая цепь, в которой ЭДС, напряжения и и токи, изменяющиеся по синусоидальному закону:
  • Переменный ток — это ток, периодически меняющийся по величине и направлению и характеризующийся амплитудой, периодом, частотой и фазой.
  • Амплитуда переменного тока — это наибольшее значение, положительное или отрицательное, принимаемое переменным током.
  • Период — это время, в течение которого происходит полное колебание тока в проводнике.
  • Частота — это величина, обратная периоду.
  • Фаза — это угол или , стоящий под знаком синуса. Фаза характеризует состояние переменного тока с течением времени. При t=0 фаза называется начальной.
  • Периодический режим: . К такому режиму может быть отнесен и синусоидальный:,где — амплитуда; — начальная фаза; — угловая скорость вращения ротора генератора.При f = 50 Гц рад/с.
  • Синусоидальный ток — это ток изменяющийся во времени по синусоидальному закону:.
  • Среднее значение синусоидального тока (ЭДС, напряжение), формула:,то есть среднее значение синусоидального тока составляет от амплитудного. Аналогично,.
  • Действующее значение синусоидального тока (ЭДС, напряжение), формула:. Аналогично,.
  • Количество теплоты, выделенное за один период синусоидальным током, формула:.Действующее значение синусоидального тока I численно равно значению такого постоянного тока, который за время, равное периоду синусоидального тока, выделяет такое же количество теплоты,что и синусоидальный ток.=R×Iпост2×T или Iпост=I=
  • Коэффициент амплитуды синусоидального тока (κa) — это отношение амплитуды синусоидального тока к действующему значению синусоидального тока: .
  • Коэффициент формы синусоидального тока (κф) — это отношение действующего значения синусоидального тока к среднему за пол периода значению синусоидального тока:κф=.Для несинусоидальных периодических токов κa≠, κф≠1,11. Это отклонение косвенно свидетельствует о том, насколько несинусоидальный ток отличается от синусоидального.
    Основы комплексноrо метода расчета электрических цепей
  • любое комплексное число можно представить:а) в алгебраической форме б) в тригонометрической форме в) в показательной форме rде — формула Эйлера;г) вектором на комплексной плоскости,где — мнимая единица; — реальная часть комплексного числа (проекция вектора на ось вещественных); — мнимая часть комплексного числа (проекция вектора на ось мнимых); — модуль комплексного числа; — главное значение аргумента комплексного числа.Решенные примеры по действиям над комплексными числами здесь.
  • Синусоидальному току i может быть поставлено в соответствие комплексное число .
  • Комплексная амплитуда тока — комплексное число модуль и аргумент которого соответственно равны амплитуде и начальной фазе синусоидального тока:.
  • Комплексный ток (комплексный действующий ток):
  • Синусоидальному напряжению u может быть поставлено в соответствие комплексное число .
  • Комплексная амплитуда напряжения — комплексное число модуль и аргумент которого соответственно равны амплитуде и начальной фазе синусоидального напряжения:.
  • Комплексное сопротивление:Активное сопротивление в комплексной форме выражается действительным положительным числом.Реактивное сопротивление в комплексной форме выражается мнимыми числами, причем индуктивное сопротивление (XL) положительно, а емкостное (XC) отрицательно.Полное сопротивление участка цепи при последовательном соединении R и X выражается комплексным числом, действительная часть равна активному сопротивлению, а мнимая часть реактивному сопротивлению этого участка.
  • Треугольник сопротивлений:
  • Треугольник напряжений:
  • Треугольник мощностей:Полная мощность: Активная мощность: Реактивная мощность:
  • Закон Ома в комплексной форме:.
  • Первый закон Кирхгофа в комплексной форме:.
  • Второй закон Кирхгофа в комплексной форме:.
    Резонансные явления в электрических цепяхИдеальное активное сопротивление не зависит от частоты, индуктивное сопротивление линейно зависит от частоты, емкостное сопротивление зависит от частоты по гиперболическому закону:
  • Резонанс напряжений.Резонансом в электрических цепях называется режим участка электрической цепи, содержащей индуктивный и емкостной элементы, при котором разность фаз между напряжением и током равна нулю .Режим резонанса может быть получен при изменении частоты ω питающего напряжения или изменением параметров L и C.При последовательном соединении возникает резонанс напряжения.Ток в схеме равен:При совпадении вектора тока с вектором напряжения по фазе:где — резонансная частота напряжения, определяемая из условияТогдаВолновое или характеристическое сопротивление последовательного контура:Добротность контура — это отношение напряжения на индуктивности или емкости к напряжению на входе в режиме резонанса:Добротность контура представляет собой коэффициент усиления по напряжению:ULрез=IрезXрез=В промышленных сетях резонанс напряжений является аварийным режимом, так как увеличение напряжения на конденсаторе может привести к его пробою, а рост тока — к нагреву проводов и изоляции.
  • Резонанс токов.Резонанс токов может возникнуть при параллельном соединении реактивных элементов в цепях переменного тока. В этом случае: гдетогда При резонансной частоте реактивные составляющие проводимости могут сравниться по модулю и суммарная проводимость будет минимальной. При этом общее сопротивление становится максимальным, общий ток минимальным, вектор тока совпадает с вектором напряжения. Такое явление называется резонансом токов.Волновая проводимость: .При g

Источник: http://electrichelp.ru/teoreticheskie-osnovy-elektrotexniki/

Электротехника для начинающих

Основы электротехники

Понятно желание людей любого возраста постичь такую науку, как электротехника. Помогут в этом основы электротехники для всех начинающих. В интернете и печати публикуется масса материалов, часто под заглавием «Электротехника для чайников». Начинать нужно с усвоения положений и законов электричества.

Учебное пособие по электротехнике

Понятия и свойства электрического тока

Начальные курсы электрика в первых главах дают определения понятию и свойствам электрического тока, объясняют природу и свойства электроэнергии, законы электричества и их основные формулы.

Основываясь на великих открытиях, зарождалась и получила грандиозное развитие такая научная дисциплина, как электротехника. Сущность электричества заключена в направленном перемещении электронов (заряженных частиц).

Они переносят электрический заряд в теле металлических проводов.

Важно! Для транзита электрической энергии используют провода, жилы которых сделаны из алюминия или меди. Это самые экономичные проводные металлы. Делать жилы проводов из других материалов дорого, поэтому невыгодно.

Ток бывает постоянного и переменного направления. Постоянное движение энергии всегда осуществляется в одном направлении. Переменный энергетический поток ритмично меняет свою полярность. Скорость, с которой меняется направление движения электронов, называют частотой. Её измеряют в герцах.

Что изучает электротехника

Электроэнергетика и электротехника

Основа электрики формировалась в XIX веке. Те времена называют эпохой грандиозных открытий основополагающих законов, дающих все представления об электричестве.

Электротехника (ЭТ) как наука начинала делать свои первые шаги. Теория стала подкрепляться практикой.

Появились первые электротехнические устройства, совершенствовались коммуникационные системы доставки электроэнергии от источника потребителю.

Базой развития электротехники стали достижения в области физики, химии и математики. Новая наука изучала свойства электрического тока, природу электромагнитных излучений и другие процессы. По мере накопления знаний ЭТ становилась наукой прикладного характера.

Современная научная дисциплина изучает устройства, в которых используется электрический ток. На основании исследований создаются новые более совершенные электротехнические установки, приборы и устройства. ЭТ – одна из передовых наук, являющаяся одним из основных двигателей прогресса человеческой цивилизации.

С чего начать изучение основ электротехники

Радиотехника для начинающих

Электротехника для начинающих доступна на многих информационных носителях. Современные средства массовой информации не испытывают дефицита в учебных пособиях по основам электричества.

Самоучители по электрике приобретают в сети интернет или книжных магазинах. Уроки электрика новичок может получить в виде бесплатного видеокурса об основах электричества через интернет.

Онлайн видео лекции в доступной форме обучают всех желающих основам электричества.

Обратите внимание! Книга, несмотря на доступные видеоресурсы в сети, до сих пор считается самым удобным источником информации. Пользуясь самоучителем по электрике с нуля, не нужно всё время включать ПК. Учебник всегда будет под рукой.

Самоучители служат незаменимыми помощниками для того, чтобы отремонтировать электропроводку, починить выключатель, розетку, установить датчик движения и заменить предохранители в бытовых электроприборах.

Основные характеристики тока

К основным характеристикам относятся сила тока, напряжение, сопротивление и мощность. Параметры электрического тока, протекающего по проводу, характеризуются именно этими величинами.

Сила тока

Параметр означает количество заряда, проходящего по проводу, за определённое время. Силу тока измеряют в амперах.

Напряжение

Это есть не что иное, как разница потенциалов между двумя точками проводника. Величина измеряется в вольтах. Один вольт – эта разность потенциалов, при которой для переноса заряда в 1 кулон потребуется произвести работу, равную одному джоулю.

Сопротивление

Этот параметр измеряется в омах. Его величина определяет сопротивление энергопотоку. Чем больше масса и площадь поперечного сечения проводника, тем больше сопротивление. Оно также зависит от материала и длины провода. При разнице потенциалов на концах проводника в 1 Вольт и силе тока 1 Ампер сопротивление проводника равно 1 Ому.

Мощность

Физическая величина выражает скорость протекания электроэнергии в проводнике. Мощность тока определяется произведением силы тока и напряжения. Единица мощности – ватт.

Закон Ома

Постижение основ электротехники нужно начинать с закона Ома. Именно он является фундаментом всей науки об электричестве. Выдающийся немецкий физик Георг Симон Ом в 1826 году сформулировал закон, в котором определяет взаимозависимость трёх основных параметров электрического тока: силы, напряжения и сопротивления.

Энергия и мощность в электротехнике

Электрика для начинающих даёт разъяснения терминов энергии и мощности. Эти характеристики напрямую связаны с законом Ома. Энергия может перетекать из одной в другую форму. То есть она может быть ядерной, механической, тепловой и электрической.

В динамиках звуковых устройств потенциал электрического тока преобразовывается в энергию звуковых волн. В электродвигателях токовый энергопоток превращается в механическую энергию, которая заставляет вращаться ротор мотора.

Любые электрические устройства потребляют нужное количество электроэнергии в течение определённого временного промежутка. Количество потреблённой энергии в единицу времени является мощностью потребителя электричества. Более подробное толкование мощности можно найти в главах учебного пособия, посвящённых электромеханике для начинающих.

Мощность определяют по формуле:

N = I x U.

Измеряется этот параметр в ваттах. Единица измерения мощности Ватт означает, что ток силой в один Ампер перемещается под напряжением 1 Вольт. При этом сопротивление проводника равно 1-му Ому. Такая трактовка характеристики тока наиболее понятна для начинающих постигать основы электричества.

Электротехника и электромеханика

Электрическая механика – это раздел электротехники. Эта научная дисциплина изучает принципиальные схемы оборудования, двигателей и прочих приборов, использующих электрическую энергию.

Пройдя курс электромеханики для начинающих, новички могут самостоятельно научиться ремонтировать бытовые электрические устройства и приборы. Основные законы электромеханики дают возможность понять, как устроен электродвигатель, чем отличается трансформатор от стабилизатора, что такое генератор и многое другое.

Стенд для изучения основ электромеханики

Дополнительная информация. Несомненную пользу новичкам принесут учебные пособия и видео курсы по электротехнике и электромеханике. Если есть друзья или знакомые, разбирающиеся в этом деле, то это только поможет быстро освоить азы этих дисциплин.

Безопасность и практика

Основы электротехники для начинающих делают особое ударение на правилах техники безопасности. Их несоблюдение на практике порой может стать причиной получения электротравм и повреждения имущества. Для новичков в электротехнике надо следовать четырём основным требованиям ТБ.

Четыре правила техники безопасности для новичков:

  1. Перед работой с каким-либо устройством или оборудованием следует ознакомиться с его документацией. Все руководства по эксплуатации имеют раздел безопасности. В нём описаны опасные действия, которые могут вызвать короткое замыкание или удар электрическим током.
  2. Прежде, чем приступать к работе с электротехническими устройствами или электропроводкой, нужно отключить электричество. Затем произвести осмотр состояния изоляции проводников. Если обнаружено нарушение изоляционного покрытия, то оголённую часть проводников надо покрыть отрезком изоляционной ленты.
  3. При работе с проводкой и оборудованием под напряжением бытовой электросети надо использовать диэлектрические перчатки, защитные очки и обувь на толстой резиновой подошве. В электрораспределительных шкафах, щитах и электроустановках новичкам вообще делать нечего. Ими занимаются квалифицированные электрики, которые имеют допуск к работе под напряжением.
  4. Ни в коем случае нельзя касаться оголённых проводников руками. Для этого есть отвёртки-пробники, мультиметры и другие электроизмерительные приборы. Только убедившись в отсутствии напряжения, можно касаться проводов.

Электрика для чайников

Электроника окружает человека в виде различных устройств и приборов. Современная бытовая техника в большинстве своём управляется с помощью электронных схем. Курсы обучения основам электроники для начинающих нацелены на то, чтобы новичок мог отличать транзистор от резистора и понимать, как и для чего служит та или иная электронная схема.

Учебник по электронике для новичков

Учебные пособия и видеокурсы способствуют пониманию принципов построения электронных схем.

Что такое печатная плата, как создать схему своими руками – на все эти вопросы отвечают основы электроники для новичков.

Усвоив азы электроники, домашний «мастер» сможет определить вышедшую из строя радиодеталь в телевизоре, аудио устройстве и другой бытовой технике и заменить её. Кроме этого, новичок приобретёт опыт работы с паяльником.

Электронная схема усилителя звука

курсы, печатная продукция несут в себе массу информации по освоению основ электротехники, электромеханики и электроники. Приобрести знания в этих сферах можно, не выходя из дома. Просмотреть нужное видео, заказать учебники позволяет доступность сети интернета.

Источник: https://amperof.ru/teoriya/elektrotexnika-dlya-nachinayushhix.html

������ �������������� » ����� ��� ���������: ��� �� �������������� � �����������

Основы электротехники

��������� � ����������� ������������� � ���� ����������� ����

���� �� ������� ����������� � ���� ����������� ����, �� ���������, ��� �� ��������� ���������� ������� �������������, ��������� ���������� ��� ������ �� ����� ������ ����� ���������� ����� ����������, ��� ��� ���������� �� ����������� �� �������� ���������� ������������� ���.������������ ��������� ���� ����������� ����. �� ���� ��� �� ����������� �������� ������ � ���� ����������� ����, �� ��������, ��� �� ����������� ����� �� � �� ��������� ���������, �� ������ ����������� ���������� � �����������, �� ���� ������������� ����� ��������, � ��� �� ������� ���� �������������� …

�������� ���������� ���� �� ��������� � �����

���� �� ���������� �������� ��� ���������� ���������� ��������� ������� ���������������� ��������, �� � �����-�� ������, �� ���� ���������, ��� ������ ��� ������� ������������� ���� � �����.

�� ���� ���������� �������� ��� �� �������, �� ������������ ��������, �� �� ������������ ���������� ��� ������ ��� ������� �������������� ����� ���������, ����� �������� ��������� � �������, ��� �� ������������ ���� �� �����.

���� ������, ��� ����� �������� ���� ����� �������������� �������, ������� ��������� ������ ��������, ��������� ������������ ����������� �� �������, ������ ���� ����� ����������� ����������� …

��� ����� ����, ������� ���� � ����� ���

������ � ���������� ����, ����� ��������� ������ ��������� ��� �����, �������� ����, ������ ���. ������ ��� �������� ��������������� ����������� ��� ������������� ���� (����������� ����� ����������� ��������������� ����).

���������� ������������� ��������� ��� � ���� ��� ���� � ���� � ��� ������������� ������������� �������, �� � �������, ����������� ������ �������, – �������������, �� ���� ����� ��� �������, � ����������� �� ���������� ��������� ������������� �������.

����������� ������� � ������ ������ �������� ��� ��� ���� …

������ ����������� �������

������ ����������� ������� ������������ ����� �������������� �����������, ���������� �� ����������������� ������������� ������ �������, ������� �� ����������� � 1836 ����.

������ ������ ���������� ����� ����� ����������� �������, ������������ ��� ����������� � ����������� �������������, ������� ������ ��� ���� ����� ����������. ������� ������� ���. � ������� ���������� � � ��������� ����������� ��������� ������������ ������ �������.

����� ��������, ������� ������ �� ��������� ��� �����������, ����� ��������������� ���������� ������������� …

������������� ��� � ������������

������������� ��� � ������������ ������ ������ � ��������� ��������. � �������� � � ���������������, ��������, ��������, ��� ����������� ����� ��� ����, �� �����������, ��������� � ���� ������ ���������� ���� �������� ��������� � �����, � � ������������ � �����������.

��� ���������� ������, ��� � ������������ ���������� ��������� ������� ��������� ������������ � ������������ ���������� ���� ��������, � ����� �� ��������� ��� �����.

��������������� ���������� �������� ������ ��������������, � ����� ��������� ������� �������� � ��������� � ������������ …

������������� ��� � ���������������

����� ������������ � �������������, �� �������� ��������� �������������, ������������� ��������������. �������, ��������, ������ � �. �. – ������ �������� ������������� ������� � �� ���������� ��������� � ���������������.

����� �������������� �������������� �������� �������� ����������������. ���� ������ � ������� ������������� �������, ������ ���� ������� �� ���� �� 30%.

�������� ����� ������� ��������������� �� �������� ����������� � ������������� ������������� ������������ �������������: ��� ���� ����������� �������������� …

�������� ������������ ������, ���������� ������������� �������

����� ������ ���� ����������� ���, � ����� � ������� ��������� (�������������) ����� ����� ���� �������� ������ �������� � �������������.

��������� ����������������� ��� ��������, ��� ������������� �������� �� ����������� ���, ��� �������, �� ������� ������� ��� ��������, �������� ������ ���������� ���������, ���������� ������������� �������.

�������������� ����� ������������� ����������� ������ � ����������� ���������������� ����� � �� �������������� � ������� ���������������� �����. ����� �������� ����� �� ������������� ������� ������ ������������ ������ …

���������������� ��������� – ��������� ���������� � ����������� ���������

���������������� ��������� � �������, ��������� �� ������� ������������� � ������������, ���������� ��������� �������������� ����������� ������������� ������� � ��������� � �������.

��� ���� ������������ ���������� ������������� ����� �� ��������� ������������ � �������� ���� ����� �������.����������������� ��������� ������ ���������� � ������������.

��������� ���������, ��� �������, �������� ����������� ��-�� ���������� ������������� �������, � ����������� ��������� � ���, ������, �������������.������ �������� � ������������� ������� ��������� ��������� …

������ ��� �������� � ����� ����������� ���� ������������ ����������� �����

��� ��������, ��� ������� ��������� �������� ����� �������������� ��������� ����������� �����. �� ��� ���� �� ���������� � ������ ��� ������ ������ ���? � ���� �� � ����������� ����������� �� ���� ������ ������.

���� � ���, ��� ����������� �����, ��� ����� ����������� ��������, ������ ��� �������� ������� ����� ����������� ����. ����������� ����� �������� � ���� ������ � �������������� �����, ������� ����� ����� ����������� � ������������ � ������ �� �������.

���� �� ����������� ����� ����� ���� �������� � ��������������, ������������������ ��� ������������� ������…

��� ���� ����� ������ ��������� ���� ��� ��������� ����������� �����, ������ ���� �� ��� �� ����� ����������, ��������� ������������ ��������� ��������� �����. � ������� ������������ � ���� �������� ������ ����� ������� ����. �� ������ ���: �������� �������� ������� ������������� ���������� ���� �� ���������� ������� ����� �������������� ����� �����, ���� �������� ������������. ��� ������� ���������� ��������� ����, ������������ �� �������. ����� �������������� ��������� ����� �� ���� ����� ����� ���� � �� �� ������� ����������� �������.������ ������������ ����� ������� ������� ���� … ← �����  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 14   ������ →

Источник: http://ElectricalSchool.info/spravochnik/electroteh/

Основы теоретической электротехники для начинающих

Основы электротехники

Сейчас без электричества невозможно представить жизнь. Это не только свет и обогреватели, но и вся электронная аппаратура начиная с самых первых электронных ламп и заканчивая мобильными телефонами и компьютерами.

Их работа описывается самыми разными, иногда очень сложными формулами.

Но даже самые сложные законы электротехники и электроники в основе своей имеют законы электротехники, которые в институтах, техникумах и училищах изучает предмет «Теоретические основы электротехники» (ТОЭ).

  • Основные законы электротехники
  • С чего начать изучение электротехники
  • уроки
  • Книги
  • Онлайн-учебники
  • Техника безопасности

Основные законы электротехники

  • Закон Ома
  • Закон Джоуля — Ленца
  • Первый закон Кирхгофа
  • Второй закон Кирхгофа

Закон Ома — с этого закона начинается изучение ТОЭ и без него не может обойтись ни один электрик.

Он гласит, что сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению Это значит, что чем выше напряжение, поданное на сопротивление, электродвигатель, конденсатор или катушку (при соблюдении других условий неизменными), тем выше ток, протекающий по цепи.

И наоборот, чем выше сопротивление, тем ниже ток.

Закон Джоуля — Ленца. С помощью этого закона можно определить количество тепла, выделившегося на нагревателе, кабеле, мощность электродвигателя или другие виды работ, выполненных электрическим током.

Этот закон гласит, что количество тепла, выделяемого при протекании электрического тока по проводнику, прямо пропорциональна квадрату силы тока, сопротивлению этого проводника и времени протекания тока.

С помощью этого закона определяется фактическая мощность электродвигателей, а также на основе этого закона работает электросчётчик, по которому мы платим за потреблённую электроэнергию.

Первый закон Кирхгофа. С его помощью рассчитываются кабеля и автоматы защиты при расчёте схем электроснабжения. Он гласит, что сумма токов, приходящих в любой узел равна сумме токов, уходящих из этого узла. На практике приходит один кабель из источника питания, а уходит один или несколько.

Второй закон Кирхгофа. Применяется при подключении нескольких нагрузок последовательно или нагрузки и длинного кобеля. Он также применим при подключении не от стационарного источника питания, а от аккумулятора. Он гласит, что в замкнутой цепи сумма всех падений напряжений и всех ЭДС равна 0.

Специалисты рекомендуют знать характеристики и распиновки vga-разъемов.

С чего начать изучение электротехники

Лучше всего изучать электротехнику на специальных курсах или в учебных заведениях. Кроме возможности общаться с преподавателями, вы можете воспользоваться материальной базой учебного заведения для практических занятий. Учебное заведение также выдаёт документ, который будет необходим при устройстве на работу.

Если вы решили изучать электротехнику самостоятельно или вам необходим дополнительный материал для занятий, то есть много сайтов, на которых можно изучить и скачать на компьютер или телефон необходимые материалы.

уроки

В интернете есть много видеоматериалов, помогающих овладеть основами электротехники. Все видеоролики можно как смотреть онлайн, так и скачать с помощью специальных программ.

уроки электрика — очень много материалов, рассказывающих о разных практических вопросах, с которыми может столкнуться начинающий электрик, о программах, с которыми приходится работать и об аппаратуре, устанавливаемой в жилых помещениях.

Основы теории электротехники — здесь находятся видеоуроки, наглядно объясняющие основные законы электротехники Общая длительность всех уроков около 3 часов.

  1. Основы электротехники, ноль и фаза, схемы подключения лампочек, выключателей, розеток. Виды инструмента для электромонтажа;
  2. Виды материалов для электромонтажа, сборка электрической цепи;
  3. Подключение выключателя и параллельное соединение;
  4. Монтаж электрической цепи с двухклавишным выключателем. Модель электроснабжения помещения;
  5. Модель электроснабжения помещения с выключателем. Основы техники безопасности.

Книги

Самым лучшим советчиком всегда являлась книга. Раньше необходимо было брать книгу в библиотеке, у знакомых или покупать. Сейчас в интернете можно найти и скачать самые разные книги, необходимые начинающему или опытному электромонтёру.

В отличие от видеоуроков, где можно посмотреть, как выполняется то или иное действие, в книге можно держать рядом во время выполнения работы.

В книге могут быть справочные материалы, которые не поместятся в видеоурок (как в школе — учитель рассказывает урок, описанный в учебнике, и эти формы обучения дополняют друг друга).

Есть сайты с большим количеством электротехнической литературы по самым разным вопросам — от теории до справочных материалов. На всех этих сайтах нужную книгу можно скачать на компьютер, а позже читать с любого устройства.

Например,

mexalib — разного рода литература, в том числе и по электротехнике

книги для электрика — на этом сайте много советов для начинающего электротехника

электроспец — сайт для начинающих электриков и профессионалов

Библиотека электрика — много разных книг в основном для профессионалов

Онлайн-учебники

Кроме этого, в интернете ест онлайн-учебники по электротехнике и электронике с интерактивным оглавлением.

Это такие, как:

Начальный курс электрика — учебное пособие по электротехнике

Основы электротехники — базовые понятия

Электроника для начинающих — начальный курс и основы электроники

Техника безопасности

Главное при выполнении электротехнических работ, это соблюдение техники безопасности. Если неправильная работа может привести к выходу из строя оборудования, то несоблюдение техники безопасности — к травмам, инвалидности или летальному исходу.

Главные правила — это не прикасаться к проводам, находящимся под напряжением, голыми руками, работать инструментом с изолированными ручками и при отключении питания вывешивать плакат «не включать, работают люди». Для более подробного изучения этого вопроса нужно взять книгу «Правила техники безопасности при электромонтажных и наладочных работах».

Источник: https://instrument.guru/elektronika/osnovy-teoreticheskoj-elektrotehniki-dlya-nachinayushhih.html

Основы электротехники для начинающих

Основы электротехники

Существует множество понятий, которые нельзя увидеть собственными глазами и потрогать руками. Наиболее ярким примером служит электротехника, состоящая из сложных схем и малопонятной терминологии. Поэтому очень многие просто отступают перед трудностями предстоящего изучения этой научно-технической дисциплины.

Получить знания в этой области помогут основы электротехники для начинающих, изложенные доступным языком.

Подкрепленные историческими фактами и наглядными примерами, они становятся увлекательными и понятными даже для тех, кто впервые столкнулся с незнакомыми понятиями.

Постепенно продвигаясь от простого к сложному, вполне возможно изучить представленные материалы и использовать их в практической деятельности.

Основные токовые величины

При возникновении в цепи электрического тока, происходит постоянный перенос заряда через поперечное сечение проводника. Величина заряда, перенесенная за определенную единицу времени, называется силой тока, измеряемой в амперах.

Для того чтобы создать и поддерживать движение заряженных частиц, необходимо воздействие силы, приложенной к ним в определенном направлении. В случае прекращения такого действия, прекращается и течение электрического тока. Такая сила получила название электрического поля, еще она известна как напряженность электрического поля.

Именно она вызывает разность потенциалов или напряжение на концах проводника и дает толчок движению заряженных частиц. Для измерения этой величины применяется специальная единица – вольт.

Существует определенная зависимость между основными величинами, отраженная в законе Ома, который будет рассмотрен подробно.

Важнейшей характеристикой проводника, непосредственно связанной с электрическим током, является сопротивление, измеряемое в омах. Данная величина является своеобразным противодействием проводника течению в нем электрического тока.

В результате воздействия сопротивления происходит нагрев проводника. С увеличением длины проводника и уменьшением его сечения, значение сопротивления увеличивается. Величина в 1 Ом возникает, когда разность потенциалов в проводнике составляет 1 В, а сила тока – 1 А.

 

Электрика для чайников: основы электроники

Источник: https://electric-220.ru/news/osnovy_ehlektrotekhniki_dlja_nachinajushhikh/2016-12-03-1133

Vse-referaty
Добавить комментарий