Теоретичні основи електротехніки
Аналіз електричного поля як особливого виду матерії. Залежність опору від температури та геометричних розмірів. Сутність втрати напруги у проводах ліній електропередач. Дослідження методу еквівалентного генератора. Класифікація феромагнітних матеріалів.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курс лекций |
Язык | украинский |
Дата добавления | 09.07.2017 |
Размер файла | 359,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Міністерство освіти і науки України
Запорізький електротехнічний коледж
Запорізького національного технічного університету
Конспект лекцій
ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Викладач
Т.М. Фащевська
2011
Конспект лекцій з предмету "Теоретичні основи електротехніки" для студентів денної та заочної форми навчання спеціальностей 5.05070104 «Монтаж і експлуатація електроустаткування підприємств і цивільних споруд», 5.05070201 «Виробництво електричних машин і апаратів», розглянуто на засіданні методичної ради коледжу та рекомендовано для використання у навчальному процесі.
Секретар методичної ради В.В. Кузьменкова
Конспект лекцій з предмету "Теоретичні основи електротехніки" для студентів денної та заочної форми навчання спеціальностей 5.05070104 «Монтаж і експлуатація електроустаткування підприємств і цивільних споруд», 5.05070201 «Виробництво електричних машин і апаратів » оформлено згідно з вимогами стандартів коледжу.
Фахівець зі стандартизації В.О.Білий
Передмова
Конспект лекцій з "Теоретичних основ електротехніки" призначено для студентів спеціальностей коледжу: «Монтаж і експлуатація електроустаткування підприємств і цивільних споруд», «Виробництво електричних машин і апаратів». В конспекті, який складається з двох частин висвітлюються основні закони електротехніки, поняття про електричні кола та електричні схеми, електричні процеси у колах, методи розрахунку кіл постійного струму, основні характеристики магнітного поля, закони й правила, електромагнітні взаємодії, намагнічування й перемагнічування феромагнітних матеріалів у магнітному полі, поняття про потокозчеплення, індуктивність, взаємоіндуктивність, явища взаємоіндукції та самоіндукції, основні поняття про синусоїдальний струм, та його електричні кола, методи розрахунку кіл з активним опором, індуктивністю та ємністю, явища резонансів напруг і струмів, енергетичні процеси у колах, основні поняття й методи розрахунку трифазних кіл.
Зміст
Вступ
1. Основні поняття про електричне поле
1.1 Електричне поле та його характеристики
1.2 Електричне поле як особливий вид матерії
1.3 Електричне поле декількох зарядів
1.4 Однорідне електричне поле. Еквіпотенціальні поверхні
1.5 Потік вектора напруженості
2. Електричний струм провідності як фізичне явище
2.1 Провідники, діелектрики, напівпровідники
2.2 Провідники в електричному полі
2.3 Поляризація діелектрика
2.4 Електричний пробій діелектрика
3. Електричний струм та опір
3.1 Електричний струм та його густина
3.2 Опір та закон Ома. Залежність опору від температури та геометричних розмірів
3.3 Елементи опорів та реостати
4. Ємність. Конденсатор
4.1 Сполучення конденсаторів
4.2 Плоский конденсатор
4.3 Циліндричний конденсатор
4.4 Енергія електричного поля конденсатора
5. Найпростіше електричне коло та його елементи
5.1 Електричні кола та його елементи. Схема електричного кола
5.2 Електроенергія. Потужність та ККД
5.3 Закон Джоуля - Ленца
6. Режими роботи джерела електричної енергії
6.1 Узагальнений закон Ома
6.2 Електричне коло з декількома джерелами ЕРС
6.3 Баланс потужностей
6.4 Потенціальна діаграма
7. Розрахунок лінійних електричних кіл постійного струму
7.1 Закони Кірхгофа
7.2 Застосування законів Кірхгофа
8. Еквівалентні перетворення в лінійних електричних схемах
9. Поняття про трикутник та зірку з пасивних елементів кола
9.1 Перетворення трикутників опорів в еквівалентну зірку та навпаки
9.2 Сполучення джерел живлення
9.3 Розрахунок електричних кіл методом перетворення схеми (метод «згортання»)
10. Поняття про втрату напруги у проводах ліній електропередач
10.1 Втрата напруги у проводах ліній електропередач
10.2 Вибір перерізу проводів за допустимою втратою напруг
10.3 Вибір раціональних напруг
11. Нерозгалужене коло із змінним опором
11.1 Коло зі змінним опором
11.2 Режими роботи кола
12. Розрахунок складних електричних кіл постійного струму
12.1 Розрахунок складних електричних кіл методом накладання( суперпозиції полів)
12.2 Розрахунок складних електричних кіл методом контурних струмів
12.3 Розрахунок складних електричних кіл методом вузлової напруги
12.4 Розрахунок складних електричних кіл методом еквівалентного генератора
13. Магнітне поле
13.1 Магнітне поле електричного струму. Правило свердлика
13.2 Індукція магнітного поля
13.3 Магнітна проникність
13.4 Правило лівої руки
14. Характеристики магнітного поля
14.1 Магнітний потік
14.2 Вектори намагніченості та напруженості
14.3 МРС та магнітна напруга. Закон повного струму
15. Магнітне поле провідника зі струмом та котушки
15.1 Магнітне поле провідника зі струмом
15.2 Магнітне поле котушки
16. Явище електромагнітної індукції
16.1 ЕРС електромагнітної індукції
16.2 Правило правої руки
17. Закон електромагнітної індукції
17.1 Закон електромагнітної індукції
17.2 Правило Ленца
17.3 Види магнітних полів
18. Феромагнетики
18.1 Намагнічування феромагнетиків
18.2 Циклічне перемагнічування
18.3 Гістерезис. Втрати від гістерезису
19. Феромагнітні матеріали
19.1 Класифікація феромагнітних матеріалів
19.2 Вихрові струми. Втрати в сталі
20. Магніти
20.1 Постійні магніти
20.2 Електромагніти
21. Магнітні кола
21.1 Класифікація магнітних кіл
21.2 Закон Ома для дільниці магнітного кола. Магнітний опір
21.3 Закони Кірхгофа для магнітного кола
21.4 Розрахунок нерозгалужених магнітних кіл
21.5 Розрахунок розгалужених магнітних кіл
22. Явище самоіндукції
22.1 Індуктивність
22.2 Індуктивність кільцевої та циліндричної котушок
22.3 Самоіндукція. ЕРС самоіндукції
22.4 Нелінійна котушка індуктивності
23. Явище взаємоіндукції
23.1 Енергія магнітного поля
23.2 Взаємоіндукція. ЕРС взаємоіндукції
23.3 Принцип дії трансформатора
24. Принцип дії електричних машин
24.1 Перетворення механічної енергії в електричну
24.2 Перетворення електричної енергії в механічну (принцип дії двигуна)
Список літератури
Вступ
Метою предмету є вивчення основних елементів кіл, фізичної сутності електричних та магнітних явищ, які спостерігаються в електротехнічних пристроях. Вивчення предмету ґрунтується на навчальному матеріалі, насамперед, математики та фізики, та стає теоретичною базою для вивчення предметів за фахом: електричні машини, основи електроприводу, електропостачання підприємств та цивільних споруд.
Задачі предмета: вивчити основні закони електротехніки, поняття про електричні схеми, електричні процеси у колах, методи розрахунку кіл постійного струму, основні характеристики магнітного поля, електромагнітні взаємодії, намагнічування й перемагнічування феромагнітних матеріалів у магнітному полі, поняття про потокозчеплення, індуктивність, взаємоіндуктивність, явища взаємоіндукції та самоіндукції, основні поняття про синусоїдальний струм, та його електричні кола, методи розрахунку кіл з активним опором, індуктивністю та ємністю, явища резонансів напруг і струмів, енергетичні процеси у колах, основні поняття й методи розрахунку трифазних кіл.
Електротехніка - це наука о застосуванні електричної енергії у практичних цілях. Електротехніка розглядає питання виробництва електроенергії, її розподілення та перетворення у інші види енергії. Електроенергія володіє цінними властивостями: вона дуже просто перетворюється з інших видів енергії, передається на великі відстані з малими втратами, у пункті споживання вона розподіляється та перетворюється у потрібний вид енергії.
Споживачами електроенергії є електродвигуни, електропечі, електролізні, термічні, зварювальні устаткування, освітлювальні та побутові прибори тощо.
1. Основні поняття про електричне поле
Ще давні греки знали, що янтар потертий об хутро отримує здатність притягувати до себе пух, волосся та інші легкі тіла, але зовсім не знали у чому суттєвість цього явища та чим воно може бути корисним для людства. Грецький філософ Фалес Мілетський у VI столітті до нашої ери описав це явище, яке більш ніж 2000 років залишалось не вивченим. У XVI столітті англійський вчений Гілберт повторив досліди, описані Фалесом Мілетським. На базі дослідів він встановив, що крім янтарю, властивість притягувати легкі тіла отримують при терті алмаз, гірський кришталь, сірка, смола… Тіла, які володіють подібними властивостями почали називати наелектризованими.
Слово «електрика» походе від слова «електрон», що грецькою мовою означає янтар. А явище виникнення цих властивостей у тіл було названо електризацією. Доказ електризації металів тертям уперше було дано руським фізіком В.В.Петровим. Виявилось, що наелектризувати тертям можна всяке тіло не залежно від того в якому воно стані: твердому, рідкому чи газоподібному.
Дюфе у 1733 році виявив, що тіла електризуються різнорідними електриками: перший рід з'являється на склі, дорогоцінних каменях, хутрі, другий - на янтарі, смолі, шовку. Пізніше електрику, яка з'являється на склі, назвали позитивною, а на янтарю - негативною.
Таким чином, всяке тіло вміщує у себе багату кількість елементарних часток речовини, які мають електричний заряд: позитивний ( протони ) чи негативний
( електрони ). Коли тіло має однакову кількість протонів й електронів, то кажуть, що воно електрично нейтральне. В електрично зарядженому тілі переважають ті чи інші заряди, й тоді кажуть, що тіло позитивно чи негативно заряджене.
Заряди ( чи електрично заряджені тіла ) взаємодіють між собою на відстані: різнойменні заряджені частки притягуються один до одного ( "+ та -" ), однойменні заряджені частки відштовхуються один від одного ( "- та -" чи "+ та +" ). Цю властивість зарядів назвали законом взаємодії зарядів.
Таким чином, заряд - це властивість та міра наелектризованості тіла. Електричний заряд позначають - q, Кл (кулон). Електричний заряд електрона: q = 1,6 Ч 10-19 Кл. Тобто, при числі електронів 6,3 Ч 1018 q = 1 Кл та його називають одиничним зарядом. Заряд розміщується тільки на поверхні.
Електричне поле - це матеріальне середовище, яке оточує заряди, в якому заряди взаємодіють між собою і яке неможливо відчути органами почуття.
Кожний заряд пов'язаний з оточуючим його електричним полем. Електричне поле чинить силову дію на внесене в нього електричне заряджене тіло. Тобто електричне поле виконує роботу по відношенню до внесеного тіла, та володіє енергією, яку називають електричною.
Електрична енергія - це властивість електричного поля виконувати роботу по відношенню до внесеного в нього електрично зарядженого тіла чи часток. Позначається - W, Дж.
1.1 Електричне поле та його характеристики
Кожна точка електричного поля характеризується напруженістю поля, яка позначається - E, В/м (вольт/метр). Напруженість поля числено дорівнює силі поля, яка діє на одиничний заряд:
Крім числового значення напруженість характеризується напрямом, який збігається з напрямом сили поля, діючи на позитивний заряд у цій точці. Таким чином, напруженість поля - векторна величина.
Електричне поле графічно зображується лініями напруженості, які починаються на позитивному заряді, а закінчуються на негативному, тобто є незамкненими. Лінії проводяться так, щоб у кожній її точці вектор напруженості був направлений уздовж дотичної до неї у цій точці.
При переміщенні заряду в однорідному полі силами поля виконується робота, яка числено дорівнює добутку сили електричного поля, яка діє на заряд, на відстань, на яку перемістився заряд під дією електричного поля. Позначається - А. Вимірюється у Дж.
Електрична напруга між двома точками електричного поля ( далі напруга ) - це величина, яка визначається відношенням роботи по переміщенню заряду між цими двома точками поля, до заряду.
або
Потенціал точки - це напруга між даною точкою та точкою нульового потенціалу. Потенціал нульової точки умовно приймається рівним нулю. Потенціал позначається - ц, В
Електрична напруга між двома точками електричного поля дорівнює різниці потенціалів цих точок:
1.2 Електричне поле як особливий вид матерії
Електрична взаємодія зарядів. Закон Кулона
У 1785 році французький вчений Кулон встановив кількісну залежність між силою взаємодії двох електричних зарядів, їх величиною та відстанню між ними. Для дослідження взаємодії зарядів Кулон використав крутильні ваги, які складаються з непровідного електричний заряд стрижня, підваженого на тонкій кварцовій нитці, у скляному циліндричному сосуді. На одному кінці стрижня був закріплений металевий шар, на іншому - противаг. На скляному сосуді була нанесена шкала, яка дозволяла вимірювати кут закручування нитки. Через отвір у кришці сосуду ввели другий аналогічний за розмірами нерухомий металевий шар. На шкалі відмічають місце розташування рухомого шару. Потім шари заряджають й спостерігають кут закручування нитки. Змінюючи відстань між шарами й вимірюючи кут закручування було знайдено залежність сили взаємодії зарядів на відстані.
Величину заряду при постійній відстані між шарами змінювали таким чином: незаряджений шар аналогічний шарам у сосуді присували до одного із заряджених шарів, при цьому половина заряду з останнього стікала до незарядженого шару. Таким чином була встановлена залежність між силою взаємодії та величиною зарядів, які знаходяться у повітрі.
На базі зроблених вимірювань Кулон вивів наступне:
Сила взаємодії двох точкових електричних зарядів прямо пропорційна добутку цих зарядів, та обернено пропорційна квадрату відстані між ними та направлена уздовж прямої, яка з'єднує ці заряди. Математично цей закон можна виразити такою формулою:
де - величини зарядів, Кл
К - відстань між зарядами, м
еа - абсолютна діелектрична проникність середовища,Ф/м
Досліди показали, що величина сили взаємодії наелектризованих тіл також залежить від ізолюючого середовища, в якому вони знаходяться. Наприклад, сила взаємодії у керосині при усіх рівних умовах менше, ніж у вакуумі, у два рази, а в воді - у 81 раз.
Величина, яка дозволяє врахувати вплив ізолюючого середовища на силу взаємодії наелектризованих тіл, називається абсолютною діелектричною проникністю середовища. Позначається еа. Чим більше ця проникність, тим менше сила взаємодії зарядів. Абсолютну діелектричну проникність середовища можна представити як добуток двох величин: ,
де - це діелектрична проникність ( чи відносна діелектрична проникність ), величина безмірна, залежить лише від властивостей середовища й не залежить від вибору одиниць вимірювання, вона показує у скільки раз сила взаємодії між електричними зарядами у даному середовище менше, ніж у вакуумі. Для вакууму =1, для керосину - 2, скла - 6ч8, води - 81, повітря - 1, папір - 4.
Размещено на http://www.allbest.ru/
- це електрична постійна, або стала величина, вона є розмірною, та залежить лише від вибору одиниць вимірювання та не залежить від властивостей середовища. У системі СІ має значення: Ф/мРазмещено на http://www.allbest.ru/
Сили взаємодії нерухомих електричних зарядів називають електростатичними. Електричне поле нерухомих зарядів називають електростатичним.
Коли в електричне поле заряду Размещено на http://www.allbest.ru/
внести заряд ,Размещено на http://www.allbest.ru/
то буде виникати Кулонівська сила. Тобто поле виконує роботу, та при цьому виділяється енергія. Відношення цієї електроенергії до величини заряду поля називається потенціалом:
При нескінченній відстані Размещено на http://www.allbest.ru/
потенціал дорівнює нулю, тобто потенціал нескінченно віддаленої точки дорівнює нулю.
1.3 Електричне поле декількох зарядів
Коли електричне поле створюється не одним, а декількома точковими зарядами, то має місце принцип накладання (метод суперпозиції полів). Тобто сила, з якою два заряду діють на третій заряд дорівнює геометричній сумі двох сил:
силі, з якою перший заряд діє на третій при відсутності другого заряду:
силі, з якою другий заряд діє на третій при відсутності першого заряду:
де Размещено на http://www.allbest.ru/
- відстань між першим та третім зарядами, м
- відстань між другим та третім зарядами, м
Вектори напруженості поля першого та другого зарядів:
Зарядженні тіла, розміри яких малі в порівнянні з відстанню між ними, називаються точковими зарядами. Два точкових електричних заряду, рівні за величиною й протилежні за напрямком, і які знаходяться один від одного на дуже малій відстані при зрівнянні з відстанню від них до точок спостереження ( чи іншого заряду ), утворюють електричний диполь. Електричний момент диполя - це векторна величина, яка дорівнює добутку абсолютного значення одного з даних зарядів і відстані між ними й направлена від негативного до позитивного заряду. Позначається - р,:
1.4 Однорідне електричне поле. Еквіпотенціальні поверхні
Якщо взяти дві рівні та паралельно розташовані металеві пластини з однаковими , але протилежними за знаком зарядами, то вони утворять простіший вигляд електричного поля, яке назвали однорідним. В однорідному полі силові лінії паралельні між собою та перпендикулярні до пластин, а щільність ліній всюди однакова. Лише на краях пластин лінії скривлені й мають іншу щільність. Ми будемо називати поле однорідним, якщо у всіх точках його вектори напруженості однакові за величиною та напрямком.
Чим густіше розміщенні силові лінії однорідного поля, тим більше напруженість у кожній його точці.
Площина, усі точки якої мають однаковий потенціал, називається рівнопотенціальною чи еквіпотенціальною. Вектор напруженості ( а також силові лінії ) завжди перпендикулярні до еквіпотенціальної площини. Еквіпотенціальні поверхні повторюють конфігурацію тіла.
Еквіпотенціальні поверхні проводяться так, щоб напруга між всякими суміжними поверхнями була однакова. При збільшенні відстані від центру шару та при зменшенні напруженості поля щільність електричних ліній зменшується обернено пропорційно квадрату відстані ( тобто Е зменшується обернено пропорційно квадрату відстані ). Разом з цим зростають відстані між сусідніми еквіпотенціальними поверхнями, так як у більш слабкому полі потребується більша відстань для зміни потенціалу на одну і ту ж величину.
1.5 Потік вектора напруженості
Загальну кількість силових ліній ( тобто щільність поля, або густину ), які пронизують площину S, визначає потік вектора напруженості електричного поля.
Добуток напруженості електричного поля й площі, яка перпендикулярна до напрямку електричних ліній ( силових ліній напруженості ), називається потоком вектора напруженості поля крізь цю площу. Позначається - N,
де Размещено на http://www.allbest.ru/
- напруженості електричного поля, В/м
- площа, яка перпендикулярна до напрямку електричних ліній, м2
Коли вектор напруженості не перпендикулярний площі, визначають нормаль ( тобто перпендикулярну ) складову вектора напруженості - ЕН, і тоді:
Теорема Остроградського і Гауса встановлює лінійну залежність між потоком вектора напруженості поля крізь замкнену поверхню та величиною заряду внутрі цій поверхні: потік вектора напруженості електричного поля крізь замкнену поверхню дорівнює відношенню алгебраїчної суми зарядів, замкнених внутрі цій поверхні, до абсолютної діелектричної проникності:
де n - кількість зарядів, замкнутих всередині поверхні.
2. Електричний струм провідності як фізичне явище
2.1 Провідники, діелектрики, напівпровідники
Всі речовини складаються з атомів й молекул, які мають позитивно заряджені ядра та негативно заряджені електрони. Атоми й молекули електрично нейтральні, так як заряд ядра дорівнює сумарному заряду електронів, які оточують ядро. При наявності зовнішніх факторів ( збільшення температури, електричне поле тощо ) атом чи молекула втрачає електрон. Цей атом перетворюється у позитивний іон, а електрон, який відірвався від атому, може приєднатися до іншого атому, перетворивши його на негативний іон, чи залишитися вільним. Процес утворення іонів називають іонізацією. Кількість вільних електронів чи іонів в одиниці об'єму речовини називається концентрацією заряджених часток. Таким чином, в речовині, яку помістили у електричне поле, під дією сил поля виникає процес руху вільних електронів чи іонів у напрямку сил поля, який назвали електричним струмом.
Властивість речовини проводити струм під дією електричного поля називається електропровідністю речовини, яка залежить від концентрації вільних електрично заряджених часток. Чим більше концентрація заряджених часток, тим більше електропровідність речовини. Всі речовини в залежності від електропровідності діляться на:
1 Провідники. Володіють дуже великою електропровідністю. Провідники діляться на дві групи. До провідників першої групи відносяться метали (мідь, алюміній, срібло тощо ) та їх сплави, в яких можливо переміщення тільки електронів. Тобто в металах електрони дуже слабо зв'язані з ядрами атомів й легко від них відділяються. В металах явище електричного струму пов'язано з рухом вільних електронів, які володіють дуже великою рухомістю та знаходяться в стані теплового руху. Цю електропровідність називають електронною. Провідники використовуються для виготовлення проводів, ЛЕП, обмоток електричних машин тощо. До провідників другої групи відносяться водні розчини солей, кислот тощо, які називають електролітами. Під дією розчину молекули речовини розпадаються на позитивні та негативні іони, які під дією електричного поля почнуть переміщатися. Іони електроліту при проходженні струму почнуть осаждатися на електродах, опущених в електроліт. Процес виділення речовини з електролітів електричним струмом називається електролізом. Його використовують для добичі кольорових металів з розчинів їх з'єднань ( мідь, алюміній ), а також для покриття металів захисним шаром іншого металу ( наприклад, хромування ).
2 Діелектрики ( чи електроізоляційні речовини ). Речовини з дуже малою електропровідністю ( гази, гумові речовини, мінеральні олії тощо ). В цих речовинах електрони дуже сильно пов'язані з ядрами атомів і під дією електричного поля рідко відділяються від ядер. Тобто діелектрики не проводять електричний струм. Цю їхню властивість використовують при виробництві електрозахисних засобів: діелектричні рукавички, взуття, коврики, ізолюючи підставки, накладки, ковпаки, ізолятори на електрообладнанні тощо.
Діелектрики можуть бути: тверді, газоподібні, рідині.
3 Напівпровідники (германій, селен, кремній). Це речовини, які окрім електронної провідності, мають «діркову» провідність, яка в великій ступені залежить від наявності зовнішніх факторів: світла, температури, електричного чи магнітного поля. Ці речовини мають ковалентний зв'язок ( - це хімічний зв'язок між двома електронами сусідних атомів на одній орбіті ). Ковалентний зв'язок дуже неміцний. При наявності зовнішнього фактора він руйнується і з'являються вільні електрони (електронна провідність). У момент утворення вільного електрону у ковалентному зв'язку з'являється вільне місто - «електрона дірка»(еквівалентна протону), яка притягує до себе електрон з сусіднього ковалентного зв'язку. Але тоді утворюється нова «дірка», яка знову притягує до себе електрон з сусіднього ковалентного зв'язку й так далі. Тобто під дією електричного поля переміщуються «дірки» у напрямку поля (назустріч електронам) - рух протонів. Таким чином, при електронній провідності - електрон проходе увесь шлях, а при «дірковій» - електрони почергово заміщуються у зв'язках, кожний електрон проходе частку шляху. При порушені зв'язків у напівпровідниках одночасно виникає однакова кількість електронів та «дірок». Тобто, провідність складається з електронної та «діркової» й називається власною провідністю напівпровідника. Властивості напівпровідників можливо змінити, якщо до них внести домішки інших речовин. Тим самим збільшити ту чи іншу провідність. Це використовується у промисловій електроніці: діоди, транзистори, тиристори. Використовують, як підсилювачі, випрямлячі, електронні генератори, стабілізатори тощо. Їх переваги: мала втрата енергії, вартість, розмір та маса, простота експлуатації, великий строк роботи. Недолік: залежність провідності від температури.
2.2 Провідники в електричному полі
Коли провідник помістити у електричне поле, то під дією поля вільні електрони провідника почнуть переміщатись у напрямку, протилежному напрямку силових ліній поля. При цьому на одній поверхні провідника виникає надмірний негативний заряд, а на іншій - надмірний позитивний. Тобто, всередині провідника виникає додаткове електричне поле, напруженість якого направлена назустріч напруженості зовнішнього поля. Тоді, напруженість й дія зовнішнього поля на вільні електрони буде слабнути. Це буде відбуватися доки напруженість результуючого поля всередині провідника не стане рівною нулю:
Тоді, розподілення зарядів закінчиться і електрони стануть нерухомими.
Таким чином, електричне поле всередині провідника відсутнє й всякий провідник, який знаходиться біля наелектризованого тіла, електризується. Це явище називається електростатичною індукцією чи електризацією. Слово індукція йде від латинського слова «індуко» - навожу. Явище електричної індукції було вивчено у 18 столітті руським вченим Ф.У. Епінусом.
Тобто, електростатична індукція - це явище розділення електричних зарядів провідника під дією зовнішнього електричного поля. При віддаленні цього поля електрони розподіляються по всьому провіднику й нейтральний стан провідника відновлюється. Електричні заряди розміщуються лише на зовнішній поверхні плоского чи випуклого провідника, але вони не розміщуються ні всередині тіла ні на вигнутих поверхнях. Тобто, електричне поле відсутнє всередині пустого зарядженого провідника. Це явище пояснюється тим, що по закону взаємодії однаково заряджених зарядів відбувається переміщення зарядів доки напруженості не зрівняються, але зовнішня поверхня завжди далі від внутрішньої, тому заряди розміщуються на зовнішній поверхні. При чому, чим більше кривизна поверхні, тим щільніше розміщуються заряди. Це явище використовують у вигляді металевих сіток для екранування ( захисту від зовнішніх електростатичних полей обладнання та людини при виконанні робіт у зоні впливу електричного поля ). При напруженості електричного поля до 5 кВ/м тривалість присутності людини у зоні його впливу не обмежується, при напруженості 20ч25 кВ/м - не більше 10 хвилин, при напруженості вище 25 кВ/м - треба використовувати екранування.
2.3 Поляризація діелектрика
Якщо діелектрик помістити у електричне поле, то під дією сил поля електрони на орбітах зміщуються назустріч поля ( тобто відносно один одного, так як вільних електронів діелектрик не має ).Тобто кожна раніше нейтральна молекула чи атом стають диполями з рівними зарядами ядра та електронів на орбітах. У деяких діелектриках та при відсутності електричного поля є диполі, але вони розташовані хаотично. А коли діелектрик знаходиться у електричному полі, то диполі розташовуються так що їх позитивні заряди знаходяться у напрямку силових ліній поля, а негативні - у протилежному напрямку. Такий діелектрик називається поляризованим, а явище - поляризацією діелектрика. Явище поляризації діелектриків було вивчено у 18 столітті руським вченим Ф.У. Епінусом. Виникає внутрішнє поле, напруженість якого направлена назустріч напруженості зовнішнього поля, та результуюча напруженість зменшується. Диполі з'являються на межі діелектрика та провідника, нейтралізують частку зарядів провіднику, тому сила взаємодії зарядів у провіднику зменшиться, та напруженість у кожній точці провіднику теж зменшиться, а діелектрична проникність за законом Кулона такого діелектрика збільшиться. При внесені діелектрика у електричне поле ЕРС цього поля зменшується на величину, яка дорівнює діелектричній проникності діелектрику, тобто у раз. Коли діелектрик знаходиться у змінному електричному полі, то зміщення електронів теж змінне. Це приводе до збільшення рухомості часток, а тобто до нагріву діелектрика згідно закону Джоуля - Ленца. Чим частіше змінюється поле, тим сильніше нагрівається діелектрик.
2.4 Електричний пробій діелектрика
В нормальних умовах діелектрик володіє малою провідністю. Ця його властивість зберігається доки напруженість зовнішнього електричного поля, в якому він знаходиться, не збільшиться до деякого значення, при якому починається іонізація молекул діелектрика (розчеплення молекул на іони). При цьому зв'язок між електронами й протонами розривається й з'являються вільні електрони. В такому стані діелектрик переходить в стан провідника, та утворюється утвір для проходження електричного струму, тобто діелектрик починає проводити струм. Це значення напруженості для кожного діелектрика різне.
Напруженість електричного поля, при якому у діелектрика починається іонізація молекул, називається пробивною напруженістю (чи електричною міцністю) діелектрика. Величина напруженості електричного поля, яка допускається в діелектрику при його використанні у електричних устаткуваннях, називається допустимою напруженістю діелектрика. Ця величина менше за електричну міцність діелектрика. Відношення пробивної напруженості до допустимої визначає запас міцності діелектрика.
У газів та рідких діелектриків ізолюючі властивості відновлюються при зниженні прикладеної напруженості поля до величини меншої за пробивну напруженість, а у твердих діелектриків не відновлюється.
Значення пробивної напруженості для деяких діелектриків: скло - 40 кВ/мм, фарфор - 7,5 кВ/мм, повітря - 3 кВ/мм.
З точки зору міцності діелектриків кращими діелектриками є вакуум й гази, особливо при високому тиску.
3. Електричний струм та опір
3.1 Електричний струм та його густина
Електричний струм - це спрямований рух заряджених часток під дією електричного поля в провіднику. Позначається - І, А(ампер).
Сила струму - це кількість зарядів, які пройшли скрізь поперечну площину провідника в одиницю часу:
Постійний струм - це струм, який не змінюється ні за значенням ні за напрямком з часом. За додатній напрямок струму приймають напрямок переміщення протонів, тобто назустріч електронам - від "+" до "-".
Густина струму - це величина, яка чисельно дорівнює відношенню сили струму до площини поперечного перерізу проводу, по якому проходить цей струм. Позначається - , .
,
де - площа поперечного перерізу проводу, мм2
Таким чином, густина струму визначається зарядом, який проходе через одиницю поперечного перерізу провода в одиницю часу. Заряд пропорціональний швидкості руху заряджених часток, а швидкість руху пропорціональна напруженості електричного поля: ,
де - коефіцієнт пропорціональності, який називають питомою електропровідністю провідника. При постійній температурі питома електропровідність провідника теж постійна. При збільшені температури у провідників першого класу електропровідність зменшується, а у провідників другого класу збільшується.
де l - довжина провідника, м
Тобто, електропровідність провідника залежить від довжини та поперечного перерізу проводу, та при постійній температурі електропровідність даного проводу постійна. Густина струму - векторна величина, яка направлена за нормаллю до площини поперечного перерізу провода. Густина струму при різних площинах поперечного перерізу провідника різна: чим більше переріз, тим менше густина струму, та навпаки.
3.2 Опір та закон Ома. Залежність опору від температури та геометричних розмірів
При переміщенні електронів (електричного струму) серед атомів та іонів матеріалу, які не мають поступального руху, а знаходяться у коливальному стані, виникає зіткнення цих часток між собою. Наразі взаємодії електронів з атомами та іншими електронами виникають сили, які діють на електрони в різних напрямках. Це приводе до часткової хаотичності у руху електронів і викликає зменшення сили струму. Тобто всі елементи електричного кола чинять протидію, або опираються проходженню через них струму, та зменшують цей струм. Це явище характеризує величина, яка обернена провідності, яку назвали опором. Таким чином, опір - це властивість провідника протидіяти проходженню через нього струму. Позначається - R. Вимірюється в Ом.
Позначення опору в електричних схемах вказане на рис. 3.2:
Рисунок 3.2 - Позначення опору в електричних схемах
Зв'язок між струмом у проводі та напругою на кінцях цього проводу встановлює закон Ома (названий в ім'я німецького фізика Ома, який відкрив дослідним шляхом у 1827 році цей закон): струм на ділянці електричного кола прямо пропорційний напрузі на затискачах цієї ділянки та обернено пропорційний його опору:
Величина опору визначається електропровідністю матеріалу із якого виготовлений провід та геометричними розмірами проводу:
Як видно з формули, чим більше довжина проводу, тим більше його опір, чим більше переріз проводу, тим менше його опір. Величина, зворотна питомій провідності, називається питомим опором. Позначається -
де Размещено на http://www.allbest.ru/
- питома електропровідність матеріалу провода,
Питомий опір - це постійна величина матеріалу із якого зроблено провод. Порівняно малим питомим опором володіють провідники, із яких виготовляються ЛЕП, кабелі, обмотки електричних машин, трансформаторів: , . Для виготовлення обмоток нагріваючих пристроїв та реостатів використовують сплави з великим питомим опором: , . Опір діелектриків дуже великий при порівнянні з опором провідників.
Питомий опір матеріалу залежить від температури навколишнього середовища: зі збільшенням температури рухомість вільних електронів зменшується, що приводе до збільшення питомого опору у провідниках 1-го класу:
де - питомий опір при температурі 0°С чи 273К - первісний опір,
t - температура навколишнього середовища, °С,
- температурний коефіцієнт опору, 1/К
Температурним коефіцієнтом опору називається величина, яка показує на яку частину змінюється опір провідника при нагріві на 1К чи на 1°С. Деякі сплави мають дуже мале змінення опору при змінені температури. Наприклад, нікелін, манганін. Проволока з таких металів використовується у приладах, які потребують постійного опору: у еталонах опору, реостатах. Коли провідник нагрівається не від 0°С, а від температури t1 до температури t2, то його опір змінюється від R1 до R2, а температурний коефіцієнт залишається майже незмінним у межах від 0 до 100°С. Тоді можна вважати: або
3.3 Елементи опорів та реостати
Існує два терміну «опір»: перший - це коли опір розуміють, як властивість провідника протистояти проходженню через нього струму, та другий - це коли опір розуміють, як пристрій, призначений для вмикання у електричне коло з метою регулювання, зменшення чи обмеження струму у цьому колі. До таких
Реостати - це пристрої, які дозволяють змінювати опір кола й тим самим змінювати силу струму. Реостат був винайдено у 1841 році руським вченим Б.С.Якобі. Існують різні типи реостатів. Дротові реостати виготовляють зі спеціальних сплавів: константану, манганіну, нікеліну, ніхрому, так як ці сплави мають великі питомі опори та мали температурні коефіцієнти, тому реостати з цих сплавів невеликі за розміром й витримують значний нагрів без помітної зміни опору. Також ці матеріали не піддаються корозії при нагріві, коли елементи призначені для роботи на повітрі. Найчастіше використовуються важільні, з ковзким контактом та штепсельні. Важільний реостат має важіль, який переміщується з одного елементу опору на інший при певних умовах, він дає стрибкоподібну зміну опору. Реостат з ковзким контактом складається з ізолятору, на який намотано дріт. По дроту переміщають повільно металевий повзунок, який вмикає виток за витком. Штепсельний реостат складається з ряду котушок, які вмонтовані у ящик. Зверху на кришці ящика є товсті мідні смуги, розділені проміжками, в які вставляються штепселі. У тім місці, де ввімкнено штепсель, струм піде по пластині через штепсель, мінуючи інші котушки опору. На кришці ящику наносять величини опорів котушок штепсельного реостату.
В залежності від призначення опори ділять на наступні групи: пускові, гальмові, регулювальні, добавочні, економічні, розрядні, баластні, навантажувальні, нагрівальні, заземлювальні, встановлювальні. Основним конструктивним вузлом таких опорів є елемент опору. Для можливості змінення величини опору, окремі елементи з'єднуються між собою за певними схемам. Величина опору змінюється за допомогою перемикаючого пристрою, наприклад контролера. В залежності від матеріалу провідника розрізняють металеві, рідинні, вугільні та керамічні опори. У електроприводі використовують металеві опори. Керамічні опори використовують у високовольтних апаратах, наприклад, розрядниках. Опори виготовляють з спеціальних сплавів: сталь, електротехнічний чавун, константан, ніхром, фехраль. Ці сплави мають великі питомі опори та мали температурні коефіцієнти. Робоча температура матеріалу повинна бути як можна більше, що дозволяє скоротити масу матеріалу та поверхню охолодження. Існують такі конструкції елементів опорів:
У вигляді вільної спіралі з дроту чи стрічки на циліндричній оправі «виток до витку». Для збільшення жорсткості спіралі дріт може намотуватися на фарфоровий чи керамічний каркас у вигляді трубки. В цьому випадку у процесі нагріву бере участь не лише дріт, а й сам каркас. Для захисту від механічних пошкоджень зверху проводу наносять склоемаль. Використовують при малих потужностях двигунів, у зв'язку з великими розмірами каркасу.
Рамочні елементи (дротові чи стрічкові поля) використовують на двигунах з великими потужностями. На сталеву пластину прикріплюють ізолятор з фарфору чи стеатиту. Дріт з константану намотують у канавки, розміщенні на поверхні ізоляторів. Елементи опору компонуються у ящик. Для великих струмів використовують стрічку. З точки зору охолодження цей елемент гірше за вільну спіраль. Але маса ізоляторів невелика.
Фехралеві елементи використовують на двигунах з великими потужностями та напругами. Так же як і у попередній конструкції є ізолятор з канавками, в які намотується стрічка. Лише стрічка фехралева. Елементи опору компонуються у ящик по п'ять штук. Потужність кожного елемента 450 Вт. При великих струмах елементи з'єднуються паралельно. Відпайки опорів приварюються до спіралі й при монтажі не можуть перевстановлюватись.
Чавунні елементи використовують як пускові на двигунах з великими потужностями та напругами, так як опір цих елементів сильно залежить від температури. Елементи мають форму зигзагу. Для з'єднання друг з другом на кінцях елементів є вушки з отворами для кріплення. Елементи опору з'єднуються послідовно у ящик за допомогою сталевих стрижнів. Загальна потужність ящика не повинна перевищувати 4,5 кВт. У зв'язку з малою механічною міцністю в установках, в яких можлива вібрація чи удари, ці елементи не використовують.
4. Ємність. Конденсатор
4.1 Сполучення конденсаторів
Конденсатор - це елемент, який складається з двох металевих пластин чи провідників всякої форми, розділених діелектриком. На обкладках ( різних пластинах ) конденсатора, приєднаних до затискачів джерела живлення, накопичуються рівні за величиною, але протилежні за знаком заряди. Величина цих зарядів пропорційна прикладеній напрузі. Властивість конденсаторів накопичувати й утримувати електричні заряди характеризуються ємністю конденсатора.
Рисунок 4.1-Конденсатори а), б) - паперові, в)електролітичні.
Назва конденсатора залежить від діелектрика , який використовується між пластинами, наприклад: діелектрик - повітря, конденсатор-повітряний; діелектрик -слюда, конденсатор - слюдяний.
Розміри конденсатора залежать, від напруги прикладеної до конденсатора. Чим більше робоча напруга, тим більше розміри конденсатора.
Ємність конденсатора - це постійна величина, яка дорівнює відношенню заряду однієї з обкладок до прикладеної напруги. Позначається - с, Ф.
Але фарада є дуже великою одиницею вимірювання, тому частіше використовують: мкФ ( 10-6 Ф )-мікрофарад;
пФ ( 10-12 Ф ) -пікофарад;
нФ(10-9Ф)-нанофарад.
Позначення ємності в електричних схемах вказане на рис. 4.2:
Рисунок 4.2 - Позначення ємності в електричних схемах
Окремі конденсатори з'єднуються один з одним декількома засобами:
Паралельне сполучення конденсаторів - це коли кілька конденсаторів ввімкнено між одними і теми же двома вузлами так, що напруга на них однакова:
Тоді заряди на обкладках окремих конденсаторів:
а заряд, отриманий від джерела:
У всякому випадку сполучення конденсаторів можна замінити ємністю рівнозначного (еквівалентного) конденсатора при умові, що напруга, яка подається на обкладки еквівалентного конденсатора, буде дорівнювати напрузі, яка подається до крайних зажимів групи цих конденсаторів. Тобто еквівалентний конденсатор накопичує той же заряд, що й група конденсаторів. Тоді, загальна ємність еквівалентного конденсатора для паралельного сполучення конденсаторів буде:
Таким чином, при паралельному сполученні конденсаторів загальна ємність еквівалентного конденсатора дорівнює сумі ємностей окремих конденсаторів цього сполучення.
Послідовне сполучення конденсаторів - це коли кілька конденсаторів ввімкнено так, що на обкладках окремих конденсаторів електричні заряді рівні за величиною:
Рисунок 4.3 - Приклад послідовного сполучення конденсаторів
Від джерела живлення заряди поступають лише на зовнішні обкладки кола конденсаторів, а на з'єднаних між собою внутрішніх обкладках суміжних конденсаторів виникає переніс заряду з тією ж величиною з однієї обкладки на іншу. Тому на них з'являються рівні й різнойменні заряди. При цьому напруга між обкладками окремих конденсаторів залежить від ємностей цих конденсаторів:
Загальна напруга буде:
Тоді, загальна ємність еквівалентного конденсатора для послідовного сполучення конденсаторів буде:
Таким чином, при послідовному сполученні конденсаторів величина, яка обернена загальній ємності еквівалентного конденсатора, дорівнює сумі обернених величин ємностей окремих конденсаторів цього сполучення.
Змішане сполучення конденсаторів - це коли у колі є як послідовне так і паралельне сполучення конденсаторів. Для цього сполучення притаманні властивості паралельного та послідовного з'єднання конденсаторів.
4.2 Плоский конденсатор
Коли провідники плоскі ( металеві пластинки ) та паралельно розташовані, то конденсатор називається плоским. Для отримання великої ємності конденсатора потрібно було би брати дві достатньо великі пластини, що незручно у практиці. Тому беруть маленькі пластини, але в потрібній кількості, й з'єднають їх як показано на рис. 4.4. У цьому випадку роль великої пластини, яка заряджена позитивно, виконують усі маленькі пластинки, зарядженні позитивно й з'єднанні між собою; роль великої пластини, яка заряджена негативно, виконують усі маленькі пластинки, зарядженні негативно та з'єднанні між собою.
Ємність плоского конденсатора, який складається з двох пластин, прямо пропорційна площині його пластин ( обкладок ), та обернено пропорційна товщині діелектрика ( відстань між пластинами ) та залежить від властивостей діелектрика, який заповнює простір між пластинами:
,
де - площина пластин, м2
- товщина діелектрика ( відстань між пластинами ), м
- відносна діелектрична проникність діелектрика,
- електрична постійна вакууму,
Сила взаємодії між обкладинками плоского конденсатора - , Н.
Для плоского конденсатора з пластинами ємність визначається за формулою:
Таким чином, ємність плоского конденсатора не залежить від величини прикладеної напруги та величини заряду, конденсатор має постійну ємність при незмінній діелектричній проникності діелектрика. Коли між пластинами плоского конденсатора розташовані два різних діелектрика, то конденсатор представляють, як два послідовно з'єднаних конденсатора з ємностями:
,
,
де та - діелектрична проникність та товщина першого діелектрика,
та - діелектрична проникність та товщина другого діелектрика.
Так як загальна ємність еквівалентного конденсатора для послідовного сполучення конденсаторів буде: , то
При послідовному сполученні заряди однакові, тоді загальна напруга буде:
Напруги на першому та другому конденсаторах:
та
Напруженості електричного поля у першому та другому шарах діелектрика:
Тобто напруженості поля обернено пропорційні діелектричним проникностям:
4.3 Циліндричний конденсатор
У циліндричному конденсаторі електричне поле утворюється між двома циліндричними поверхнями з загальною віссю й має радіальний напрямок.
Ємність циліндричного конденсатора буде дорівнювати:
де - довжина конденсатора, м
та - радіуси внутрішнього та зовнішнього циліндрів відповідно, м
Напруженість електричного поля у точці, яка удалена від вісі на відстань L:
Найбільша напруженість поля - на поверхні внутрішнього циліндра, найменша - на поверхні зовнішнього, а найменша напруженість на поверхні внутрішнього циліндра має місце, коли внутрішній діаметр менше зовнішнього в е=2,7 раз.
4.4 Енергія електричного поля конденсатора
Всякий заряджений конденсатор володіє енергією, яку він отримує у процесі зарядки ( W ). При розрядці конденсатор віддає цю енергію: половину на створення електричного поля (W0) й половину на виділення тепла ( Wт ). Енергія конденсатора дорівнює тій роботі, яка виконується при збільшенні потенціалу на обкладинках конденсатора від нуля до величини прикладеної напруги ( U ) - , Дж.
5. Найпростіше електричне коло та його елементи
5.1 Електричні кола та його елементи. Схема електричного кола
Електричне коло - це сукупність електротехнічних пристроїв , які утворюють шлях для проходження електричного струму. Електрична схема (чи схема електричного кола) - це графічне зображення електричного кола, яке відображає його властивості й послідовність з'єднання його ділянок.
Елементи електричного кола:
1 Джерела живлення або електроенергії. Це елементи, які дозволяють переміщувати електричний заряд від меншого потенціалу до більшого. Як джерела живлення використовуються генератори (електричні машини, які перетворюють механічну енергію в електричну), первісні елементи й акумулятори (перетворюють хімічну енергію в електричну), термогенератори (термопари). Таким чином, в джерелі живлення відбувається перетворення будь-якого виду енергії в електричну. В результаті роботи неелектричних сил кожний одиничний заряд при русі усередині джерела придбає енергію. Величина, яка чисельно дорівнює цій енергії, називається електрорушійною силою (ЕРС). Таким чином, ЕРС - це величина, яка чисельно дорівнює енергії, яку отримує усередині джерела одиничний електричний заряд в результаті роботи неелектричних сил. Позначається - Е,В. ЕРС - векторна величина, направлена від негативного затискача до позитивного.
Різниця ЕРС та напруги уявляє собою енергію, яка перетворюється у тепло при переміщенні заряду в джерелі живлення й називається внутрішнім падінням напруги. Позначається - , В.
Джерело з його внутрішнім опором (будемо позначати як r0) розглядають як внутрішнє електричне коло. Споживачів та провода - як зовнішнє електричне коло. При відключені зовнішнього кола ЕРС дорівнює напрузі на зажимах джерела. Устаткування, в якому виникає ЕРС, називають джерелом ЕРС. Ідеальне джерело ЕРС - це джерело електричної енергії, на зажимах якого напруга постійна й не залежить від струму, який проходе через джерело. Устаткування, в якому виникає струм, називають джерелом струму. Ідеальне джерело струму - це джерело електричної енергії, через яке проходить струм, який є постійним й незалежним від напруги на затискачах цього джерела. Умовні графічні зображення джерел живлення вказані на рисунках 5.25.4.
Рисунок 5.2 - Умовне графічне зображення ідеального джерела ЕРС
2 Споживачі електричної енергії (приймачі). В них електроенергія перетворюється у теплову, механічну, хімічну тощо енергії. Споживачами електроенергії є електродвигуни, електропечі, електролізні, термічні, зварювальні устаткування, освітлювальні та побутові прилади, холодильне устаткування, радіо й телеустаткування, медичне та інше устаткування спеціального призначення. Напруга на затискачах споживача - це величина, яка чисельно дорівнює електричній енергії, яка перетворена кожним одиничним електричним зарядом у споживачі. Споживачі електроенергії в електричних схемах характеризуються опором. Напруга на кінцях опору називається падінням напруги.
3 Проводу для передачі електроенергії. Передача електроенергії на відстані виконується за допомогою лінії електропередач ( ЛЕП ), які діляться на повітряні та кабельні. Проводу виготовляються алюмінієві чи мідні, бувають ізольовані та неізольовані.
4 Комутаційна апаратура - рубильники, контактори, вимикачі...
5 Прилади захисту й автоматики - реле, запобіжники…
6 Вимірювальні прилади - амперметри, вольтметри, ватметри…
7 Прилади обліку - лічильники електроенергії, потужності...
5.2 Електроенергія. Потужність та ККД
Для переносу зарядів у замкнутому колі джерело електроенергії витрачає енергію, яка дорівнює добутку ЕРС джерела на кількість заряду, який перенесений через це коло - .
Якщо напруга на зажимах джерела постійна, електроенергія, яка витрачається у зовнішньому колі - .
...Подобные документы
Температурна залежність опору плівкових матеріалів: методика і техніка проведення відповідного експерименту, аналіз результатів. Розрахунок та аналіз структурно-фазового стану гранульованої системи Ag/Co. Аналіз небезпечних та шкідливих факторів.
дипломная работа [5,7 M], добавлен 28.07.2014Розгляд пружньої деформації одностороннього розтягування стрижня. Поняття сили тертя. Сили тяжіння, закон всесвітнього тяжіння. Дослідження гравітаційного поля як особливого виду матерії, за допомогою якого здійснюється взаємне тяжіння тіл. Доцентрова сил
реферат [210,1 K], добавлен 04.06.2009Правила виконання лабораторних робіт з теоретичних основ електротехніки. Правила техніки безпеки виконання лабораторних робіт в лабораторіях теоритичних основ електротехніки. Закони Ома і Кірхгофа. Потенційна діаграма. Перетворення електричних ланцюгів.
методичка [167,6 K], добавлен 18.11.2010Експериментальні способи зняття характеристик трифазного синхронного генератора. Схема вмикання генератора. Зовнішня характеристика як залежність напруги від струму навантаження при сталому струмі збудження. Регулювальна характеристика, коротке замикання.
лабораторная работа [204,2 K], добавлен 28.08.2015Навчальна, розвиваюча та виховна мета уроку. Загальний опір електричного кола з послідовним з’єднанням елементів. Визначення струму та падіння напруги на ділянках кола. Знаходження загального опору кола. Визначення падіння напруги на ділянках кола.
конспект урока [8,5 K], добавлен 01.02.2011Розрахунок символічним методом напруги і струму електричного кола в режимі синусоїдального струму, а також повну потужність електричного кола та коефіцієнт потужності. Використання методу комплексних амплітуд для розрахунку електричного кола (ЕК).
контрольная работа [275,3 K], добавлен 23.06.2010Дослідження властивостей електричних розрядів в аерозольному середовищі. Експериментальні вимірювання радіусу краплин аерозолю, струму, напруги. Схема подачі напруги на розрядну камеру та вимірювання параметрів напруги та струму на розрядному проміжку.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 26.08.2014Розрахунок електричного кола синусоїдального струму методов комплексних амплітуд. Визначення вхідного опору кола на частоті 1 кГц. Розрахунок комплексної амплітуди напруги, використовуючи задані параметри індуктивності, ємності і комплексного опору.
контрольная работа [272,0 K], добавлен 03.07.2014Аналіз сучасного стану проблеми захисту повітряних ліній електропередавання від ожеледі. Математична модель прогнозування навантаження від ожеледі на базі нейронних мереж. Способи та технічні засоби захисту повітряних ліній від паморозевих відкладень.
магистерская работа [2,3 M], добавлен 27.05.2014Розрахунок напруги i струмів електричних кіл в режимi синусоїдального струму на частотах. Векторні діаграми струмів в гілках ЕК. Розрахунок вхідного опору кола. Обчислення падіння напруги на елементі. Комплексна та активна потужність електричного кола.
контрольная работа [341,3 K], добавлен 06.11.2016Визначення дослідним шляхом питомого опору провідника та температурного коефіцієнту опору міді. Вимірювання питомого опору дроту. Дослідження залежності потужності та ККД джерела струму від його навантаження. Спостереження дії магнітного поля на струм.
лабораторная работа [244,2 K], добавлен 21.02.2009Вибір силових трансформаторів на підстанціях електричної мережі. Техніко-економічне обґрунтування вибраних варіантів схем електричної мережі. Розрахунок втрати потужності в обмотках трансформатора. Розподіл напруг по ділянкам ліній електропередач.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 16.09.2013Характеристика матеріалів, які використовуються для одержання оптичних волокон: властивості кварцу, очищення силікатного скла, полімерні волокна. Дослідження методів та технології виробництва оптичних волокон. Особливості волоконно-оптичних ліній зв'язку.
курсовая работа [123,3 K], добавлен 09.05.2010Основні поняття з електропровідності діелектриків. Залежність струму через діелектрик від часу. Електропровідність газів, рідин. Основні поняття про діелектричні втрати. Загальна характеристика явища пробою. Практичне значення розглянутих понять.
реферат [165,0 K], добавлен 22.11.2010Визначення струмів на всіх ділянках кола за допомогою рівнянь Кірхгофа і методу контурних струмів. Знаходження напруги на джерелі електрорушійної сили. Перевірка вірності розрахунку розгалуженого електричного кола шляхом використання балансу потужностей.
контрольная работа [333,8 K], добавлен 10.12.2010Основні геометричні параметри монтажу проводу. Визначення зовнішнього діаметра проводу з ожеледдю. Розрахунок розподіленого навантаження від вітру та питомого навантаження від ваги проводу. Побудова графіку залежності натяжiння проводу від температури.
курсовая работа [132,4 K], добавлен 16.01.2014Номінальне діюче значення струму і напруги живлення кабельної лінії. Втрати напруги на активному опорі кабелю та на індуктивному опорі високовольтного одножильного кабелю. Визначення індуктивності кабельної лінії, повної потужності регулятора яскравості.
реферат [75,6 K], добавлен 15.10.2011Вивчення основних закономірностей тліючого розряду. Дослідження основних властивостей внутрішнього фотоефекту. Експериментальне вивчення ємнісних властивостей p–n переходів. Дослідження впливу електричного поля на електропровідність напівпровідників.
методичка [389,4 K], добавлен 20.03.2009Поняття хімічного елементу. Утворення напівпровідників та їх властивості. Електронно-дірковий перехід. Випрямлення перемінного струму, аналіз роботи тиристора. Підсилення електричного сигналу, включення біполярного транзистора в режимі підсилення напруги.
лекция [119,4 K], добавлен 25.02.2011Огляд існуючих видів водонагрівачів. Проектування електричного водонагрівача безперервної дії продуктивністю 135 кг гарячої води на годину. Розрахунок основних геометричних розмірів апарата. Правила безпечної експлуатації та технічні характеристики.
курсовая работа [43,0 K], добавлен 29.08.2013