Основы схемотехники

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ставропольский государственный аграрный университет

Кафедра Информационных систем

Лекция:

Тема: «Основы схемотехники»

Ставрополь, 2015 год

Вопрос 1 Изучение дисциплины, введение в тематику.

«Основы схемотехники»

очное обучение

Специальность: Информационные системы и технологии

Бакалавр (4 года обучения)

Изучается в 1-м семестре

Содержание дисциплины:

Лекции- 18 часов /по 2 часа/ итого - 9 лекций

Практические занятия-16 часов / по 2 часа и 4 часа/

Лабораторное занятие - 2 часа

Дисциплина заканчивается: Итоговым зачетом

Знать: Основы схемотехники. Основные виды и типы базовых элементов.

Уметь: Рассчитывать основные параметры простых электрических и магнитных цепей.

Согласно расписания занятий 2 часа в неделю (чередование лекции и практик).

Практическое занятие оканчивается отчетом / для допуска к зачету/

Занятия проводит доцент кафедры Информационных систем

К.т.н доцент ТРОШКОВ Александр Михайлович

Кафедра располагается на 5 этаже корпуса место моего нахождения 105А кабинет или в 182а преподавательская

Чем занимается кафедра:

Вопрос 2. Электрическая энергия и ее особенности

схемотехника электрический энергия магнитный

Определение 1 Способность тела при переходе из одного состояния в другое совершать определенную работу была названа энергией.

В соответствии с различными формами физического движения говорят о различных видах энергии: механической, тепловой, химической, электромагнитной, ядерной и т.д. Человеческое общество не может существовать без энергии. Она нужна для создания материальных благ - пищи, одежды, жилищ. Основная часть энергии используется в виде тепла, которое выделяется при сжигании топлива. Но прежде чем сжечь топливо, его надо добыть, передать от естественных источников к потребителю. Если каменный уголь можно перевезти по железной дороге, нефть и газ - транспортировать по трубопроводам, то энергия воды и ветра не транспортируется, а передача тепловой энергии (горячей воды, пара) сопровождается большими потерями.

Передача и распределение энергии стали возможными тогда, когда наука и техника разработали практические методы преобразования первичной энергии природы (топлива, водных потоков, ветра) в особую вторичную форму, получившую название электрической. Электрическая энергия, как никакая другая, оказалась универсальной. Она легко получается из энергии механической, тепловой, лучистой, химической и легко превращается в них обратно. Ее можно передавать на расстояния в сотни и тысячи километров при небольших потерях и затем распределять между потребителями.

Уже на месте каждый потребитель может преобразовать полученную-электрическую энергию в любой другой вид, удобный для данного технологического процесса.

Экономичность получения, передачи и распределения, способность превращаться в другие виды энергии - эти ценные свойства электрической энергии обусловили ее широкое применение.

Определение 2 Источники электрической энергии (источники питания). Источник электрической энергии - это устройство, в котором энергия химическая, тепловая, лучистая или механическая преобразуется в электрическую. В зависимости от вида превращаемой энергии различают типы источников: гальванические элементы и аккумуляторы; термоэлементы; фотоэлементы; генераторы.

Определение 3 Приемники электрической энергии (потребители). Приемник электрической энергии - это устройство, в котором электрическая энергия превращается в энергию другого вида: в световую, тепловую, механическую и т.д.

В этом разделе курса рассматриваются физические явления, в которых участвуют электрические заряды. Способы обнаружения и измерения электрических зарядов будут изложены в дальнейшем. Здесь же отметим, что существуют два рода электрических зарядов, которые условно названы «положительными» и «отрицательными» зарядами. Тела, имеющие электрические заряды одного знака, отталкиваются друг от друга; тела с зарядами противоположных знаков - притягиваются.

Установлено, что электричество «атомистично», т.е. как положительные, так и отрицательные заряды состоят из целого числа одинаковых по величине элементарных (наименьших, неделимых) электрических зарядов. Элементарный электрический заряд равен е = 1,602-10-19 к; такой величины отрицательный заряд имеет, например, электрон, а положительный заряд - протон. Если в атоме или молекуле вещества имеется N1 положительных и N2 отрицательных элементарных зарядов, то полный заряд такой частицы будет равен е(N1 - N2). Точно так же тело (или какая-нибудь его часть) «электрически заряжено», если в пределах его объема число элементарных положительных зарядов больше или меньше, чем число отрицательных зарядов; для электрически нейтральных тел эти числа равны.

Определение 4 Атомы или молекулы, имеющие избыток электрических зарядов одного знака, называются ионами (положительными или отрицательными); валентность иона есть избыточное число элементарных зарядов, входящих в его состав.

В явлениях, где участвуют электрические заряженные тела и частицы, соблюдается закон сохранения электрических зарядов:

в замкнутой системе, какие бы процессы ни протекали в ней, алгебраическая сумма положительных и отрицательных зарядов с течением времени не изменяется. Это означает, что внутри замкнутого объема изменение суммарного электрического заряда можно осуществить только путем внесения зарядов извне или извлечения их за пределы рассматриваемого объема.

Тела, в которых заряженные частицы (электроны, ионы) могут свободно перемещаться в пределах их объема, являются проводниками; к ним относятся металлы, электролиты, ионизированный газ. В диэлектриках заряженные частицы не имеют такой свободы перемещения и могут только несколько смещаться относительно определенных положений равновесия. В проводниках заряженные частицы участвуют в беспорядочном тепловом движении атомов и молекул, в диэлектриках - совершают беспорядочные колебания вокруг положений равновесия.

Определение 5 Тела называются электрически однородными, если их электрические свойства одинаковы в пределах всего объема; тела называются электрически изотропными, если их электрические свойства одинаковы по всем направлениям.

Измерения показывают, что, например, у кристаллических тел удельное сопротивление (у проводников) или диэлектрическая проницаемость (у диэлектриков) различны в различных направлениях. Такие тела называются анизотропными. В той или иной степени большинство тел неоднородны и анизотропны.

Большое применение получили полупроводники - кристаллические тела, электрические свойства которых, в зависимости от их состава, строения и состояния изменяются в очень широких пределах. В одних условиях (при низких температурах) они имеют большое удельное сопротивление, при других (высокие температуры) - малое. Некоторые полупроводники (селен) заметно уменьшают свое электрическое сопротивление под действием световых лучей

Удельные сопротивления с (в ом·м) различных веществ лежат в широких пределах:

у проводников - 10-8…10-6;

у полупроводников - 10-6…103;

у диэлектриков - 103…1016.

Единицы измерений

Энергия измеряется в джоулях (Дж), заряд - в кулонах (Кл). Единица эдс Дж/Кл получила название вольт (В). Используют также единицы микровольт (1мкВ=1х10-8 В), милливольт (1мВ=1х10-3 В), киловольт (1кВ=1х103 В).

Задание:

1. Энергия. Источники электрической энергии.

2. Потребители электрической энергии. Единицы измерения.

Литература

1. Теоретические основы электротехники. Т.1. Основы теории линейных цепей./Под ред. П.А.Ионкина. Учебник для электротехн. вузов. Изд.2-е , перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1976.-544с.

2. Матханов Х.Н. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи.: Учеб. для электротехн. и радиотехн. спец. 3-е изд. переработ. и доп. -М.: Высш. шк., 1990. -400с.

3. Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. -5-е изд., перераб. -М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с.

Размещено на Allbest.ru