Электротехника решение задач Расчет смешанной цепи Соединение фаз звездой Соединение фаз треугольником Активная мощность трехфазной системы Асинхронный электродвигатель Полупроводниковые диоды и стабилитроны

Основы расчета цепей постоянного и переменного тока. Курс лекций и примеры задач курсовой

ПОСТОЯННЫЙ ТОК

Электротехника как наука теоретическая и прикладная вначале развивалась на основе постоянного тока, поскольку первыми источниками электрического тока были гальванические элементы. В этот период (1800 — 1850 гг.) открыты основные закономерности электрических явлений: законы электрической цепи (Г. Ом Г. Кирхгоф), тепловое действие его практическое использование (Э. Ленц, Д. Джоуль, В. Петров), электромагнитной индукции электромагнитных сил (М. Фарадей, Максвелл, Э. А. Ампер, Б. С Якоби др,), электрохимическое т.д.

ПРОСТЕЙШАЯ ЦЕПЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Основные понятия. Электрические цепи в общем случае представляют собой сочетание следующих элементов:

1) источников электрической энергии — генераторов;

2) электроприемников, преобразующих электрическую энергию в другие виды энергии;

3) устройств, связывающих источники электрической энергии с электроприемниками.

Простейшая электрическая цепь постоянного тока, представлена на рис. 1.1, состоит из электрического генератора Г, электрической нагрузки (электроприемника) Н и двухпроводной линии Л соединяющей источник Г с нагрузкой Н.

Линия Л и присоединенная в ее конце нагрузка Н образуют вместе внешнюю цепь генератора.

Под действием электродвижущей силы (э.д.с.) Е генератора в замкнутой цепи возникает и поддерживается направленное движение электрических зарядов — электрический ток I.

Величина тока I, протекающего по проводнику, определяется количеством электрических зарядов, проходящих через поперечное сечение проводника в единицу времени (1 сек). Если режим электрической цепи таков, что величина во не меняется, то

 (1-1)

где q — количество электричества, прошедшего за t сек Единицей измерения электрического тока является ампер:

 

 

В металлических проводниках электрический ток представляет собой движение отрицательных зарядов (электронов). других случаях (например, в электролитах) осуществляется движением как положительных, так и противоположных направлениях. Движение положительных одном направлении равноценно перемещению противоположном направлении. Для определенности условились за направление тока считать движения зарядов.

Действием электродвижущей силы генератора обеспечивается определенная разность потенциалов на его зажимах. Зажим с более высоким потенциалом называется положительным и обозначается знаком «плюс». низким отрицательным «минус». Направление электрического тока внутри источника совпадает направлением э.д.с., т.е. от зажима (—) к зажиму (+).


Рис 1.1 Простейшая цепь постоянного тока

Рис. 1.2. Участок цепи, не содержащий э.д.с.

Во внешней цепи ток направлен от зажима (+) к зажиму (—), т.е. точки с более высоким потенциалом точке низким потенциалом.

Прохождение электрического тока в цепи связано с затратой энергии. Эта энергия доставляется цепь генератором и преобразуется здесь тепло или иные виды энергии (механическая работа, химическая др.).

Элемент цепи, в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической энергии тепловую, называется электрическим сопротивлением и на схемах обозначается в. виде прямоугольника с двумя зажимами (рис. 1.2).

Рассмотрим участок электрической цепи, не содержащий э.д.с. Прохождение электрического тока на рассматриваемом участке обусловлено наличием разности потенциалов ( >j1 - j2) на его концах, или напряжением U на этом участке. Направление напряжения принимается от точки 1 с более высоким потенциалом к точке 2, где потенциал ниже, т.е. оно совпадает с направлением тока на рассматриваемом участке цепи.


Мощность, выделяемая в цепи переменного тока электротехника решение задач