Электротехника и электроника Ч.1 презентация

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ЛЕКЦИЯ 1

Электротехника и электроника ч.1

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Структурная схема дисциплины

ψА, ψВ – потенциалы точек А и В; u – мгновенное напряжение (изменяется во времени).
Положительное направление а принимается таким же, как у тока на этом участке.
Напряжение u связано с работой А по переносу заряда q :

R – количественно определяется величиной сопротивления, [Ом]

g – проводимость,
[См] – сименс

uR

iR

1

2

1 – характеристика линейна
R = const

2 – характеристика нелинейна R ≠ const

L – величина индуктивности, характеризует способность конструкции создавать магнитное поле, [Гн] – генри.

L

iL

uL

Индуктивность – идеальный элемент, запасающий энергию в виде энергии магнитного поля.

[Вб]

[Гн]

2 – характеристика нелинейна.
Магнитное поле распространяется в ферромагнетике, L ≠ const

При попытке изменить магнитный поток согласно закону электромагнитной индукции, индуктивность развивает ЭДС, препятствующую этому изменению.

[Ф] – фарада

Связь мгновенного напряжения и тока:

i

u

Ф

Ф

Е

Е

Е

Е

Ф – магнитное поле;

Е – электрическое поле

Cхема замещения конденсатора

R – тепловые потери
в диэлектрике;

L – собственная индуктивность
(нежелательный параметр);

С – основной параметр

RВН

u

RН

a

b

Идеальный источник
ЭДС

RВН – внутреннее сопротивление источника;
RН – сопротивление нагрузки

i

RВН ≠ 0

Источником тока – называется источник, ток которого мало зависит от напряжения на его зажимах.

J

u

RН

a

b

i

– внутренняя
проводимость
источника

i

J

0

u

= 0

≠ 0

i1

При параллельном соединении двух элементов.

R1

U

R2

Найти: R12 – ?
Также:

1. Задачу решаем по закону Ома:

2. Для определения RЭ поэтапно упрощаем схему, рассчитывая те участки, где элементы соединены явно последовательно и явно параллельно:

I1

U1

I3

R34

I2

U

U2

U34

R2

б)

3. Определяем входной ток:

4. Остальные напряжения и токи определяем первоначально по самой простой схеме в):

в)

Тогда

Учитывая, что допустимая плотность тока:

33

33

ЛЕКЦИЯ 3

[Гц] герц – циклическая
частота синусоиды

[рад/с] – круговая или угловая частота

Действующее значение переменного тока численно равно величине постоянного тока, эквивалентно данному переменному по выделяемому теплу и производимой работе.

Математически действующее
значение:

Действующие значения переменных е, u, i обозначаются теми же буквами, что и постоянные – E, U, I .

В цепях переменного синусоидального тока законы Кирхгофа выполняются в векторной форме:

По теореме Пифагора:

Контрольные вопросы к лекции 3

0

Im

Re

ЛЕКЦИЯ 4

Переход наоборот осуществляется по формуле Эйлера:

комплексное изображение

– · – комплексная амплитуда

– комплексное действующее значение

L

i1

uC

I

R

C

uR

uL

u

Требуется определить параметры синусоидального тока i при синусоидальном входном напряжении:

Решение

Комплексная амплитуда тока –

Комплексное сопротивление и комплексная проводимость

где gц − активная проводимость цепи;
bц − реактивная проводимость цепи;

1. Задачу решаем по закону Ома

2. Определяем комплексное сопротивление Z :

ЛЕКЦИЯ 5

1

2

Р

Q

Активная мощность Р характеризует поток энергии от источ-ника к приемнику превращается в приемнике в тепло или работу. Q – реактивная мощность, характеризующая процесс обмена энергией между источником и приемником

[вар]

Полная мощность S – это мощность источника, необходимого для электропитания данного приемника.

[ВА]

Основным показателем качества потребителя электрической энергии является коэффициент мощности:

Для цепей переменного тока:

По результатам расчета комплексным методом можно определить энергетические характеристики цепи, используя комплексную мощность

*

*

*

I – комплексное число, сопряженное входному току данной цепи

Действительная часть комплексной мощности это активная мощность Р, а мнимая часть это реактивная мощность Q.

RН

LH

CК

1

2

3.1. Резонанс в цепи с последовательным соединением R, L, C (резонанс напряжений)

R

L

C

- резонансная частота

Запишем комплексное сопротивление цепи:

т. е. реактивное сопротивление индуктивность или емкость равны:

а также частотную характеристику полного сопротивления цепи:

4.1. Расчет сложных цепей на основании законов Кирхгофа

Лекция 6

U1 = R1 I1 ;
U2 = R2 I2;
U3 = R3 I3

3

Пример :

Определите токи I1, I2 ,I3 если R1 = 4 Ом , R2 = 4 Ом, R3 = 2 Ом, Е1 =12 В, Е2 = 2 В.

1. Записываем в общем виде систему уравнений для данного количества контурных токов:
R11 I 11+ R12 I 22 =E11
R21 I 11+ R22 I 22 =E11

2. Вычисляем коэффициенты в системе уравнений:
а) R11 ; R22 - собственные сопротивления контуров, вычисляются как сумма сопротивлений входящих в данный контур.

R11= R1 + R2 + R3 ; R22 = R3 + R4 + R5 ;

б) R12 = R21 - взаимное сопротивление контуров.
R12 = R21 = R3

1
R3

E1
R1

E2
R5

R1 = 4 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 2 Ом E1 = 12 В, E2 = 2 В.

1
R1

1
R2

1
4

1
R3

I11
g1 1

1
2

1
4

E1
R1

12
4

2
2

E2
R3

U10
R2

4
1

4
4

E1 – U10
R1

12 - 4
4

E2 – U10
R3

2 -2
2

Применим обобщенный закон Ома для расчета токов в ветвях

Контрольные вопросы к лекции 6

Лекция 7

R2R3
R2 + R3

4⋅2
4 + 2

4
3

16
3

4
3

=

=

E1
RЭ

12⋅3
16

9
4

4
3

9
4

V23
R2

3
4

V23
R3

3
2

R1 * R2
R1 + R2

4 * 4
4 + 4

E2
R12

2
4

V23
R1

1
4

V23
R2

1
4

1 2 1 2

u1

u2

i2

При протекании в первой катушке синусоидального тока

в ней возникает магнитное поле, характеризуемое потокосцеплением самоиндукции

, где

Это потокосцепление в соответствии с законом электромагнитной индукции индуцирует в первой катушке ЭДС самоиндукции: еL1

.

= −

называется потокосцеплением взаимной
индукции второй катушки, вызванное током

первой катушки.

ЭДС взаимной индукции

Взаимная индуктивность

u1

u2

i1

i2

еL1 ±еМ12

еL2 ±еМ21

L1

L2

соответствует согласному включению катушек,
а знак (−) – встречному включению.

а напряжение на разомкнутых зажимах катушки
Х2 составляет = 50 B

Требуется определить величину взаимной индуктивности М этих катушек.

= 0

ЛЕКЦИЯ 8

i0= iфA + iфB + iфC=0.

Uл= 3 * Uф

Например: Uф=220в Uл =?;
Uл = √3Uф = √3 * 220=380в.
Общепромышленная сеть 220 / 380в 50 Гц ;

В простейшем случае трансформатор представляет собой магнитопровод, с размещёнными на нём двумя обмотками

Раздел 7. Электрические машины

Коэффициент трансформации -

Коэффициент мощности -

Потери мощности холостого хода трансформатора

Потери мощности короткого замыкания трансформатора

где

-коэффициент загрузки

;

Коэффициент мощности трехфазной машины

где n2 – частота вращения ротора, об/мин

где