ЛЕКЦИЯ 1 Общая электротехника и электроника © СибАДИ, доц. к.т.н. Руппель Александр Александрович, доц. к.т.н. Сидоренко Александр Александрович

Цепи постоянного тока

Электротехника – это наука об электрических явлениях, о производстве, передаче, распределение, преобразовании и использовании электрической энергии. Быстрое развитие электротехники объясняется тем, что электрическая энергия по сравнению с другими видами энергии обладает рядом существенных преимуществ. 1. Электрическая энергия легко преобразуется в другие виды энергии – тепловую, механическую, химическую (и наоборот). 2. Электрическую энергию легко передавать по проводам на большие расстояния. 3. Электрическую энергию легко подвести к потребителю и расходовать в любых количествах. 4. КПД электрических установок значительно выше, чем КПД установок работающих за счет других источников энергии.

Цель изучения дисциплины - дать основополагающие знания для освоения специальных дисциплин и практической работы при эксплуатации электротехнических устройств в автомобильной техники. Задачами дисциплины являются: изучение основных законов электротехники, формирование у обучаемых понятий теории электрических цепей; изучение устройства электрических машин и приборов электроники; освоение методов теоретического анализа и экспериментального исследования электромагнитных процессов; формирование представлений об устройстве и принципах действия электрооборудования используемого в транспортно - технологических машинах.

В настоящее время основные понятия электротехники определяются: действующими терминологическими стандартами и рекомендациями Международной Электротехнической Комиссии (МЭК), Международного Электротехнического Словаря (МЭС, 2-ое издание, 1954 г., франц. и англ.); межгосударственным стандартом ГОСТ "Электротехника. Основные понятия. Термины и определения" ; Российским стандартом ГОСТ Р «Электротехника. Термины и определения основных понятий».

Сила токаI,iA Разность потенциалов - электрическое напряжениеU,uB Электродвижущая силаEB Электрический потенциалφB Электрическое сопротивлениеRB Электрическая проводимостьG,g См Частота электрического токаf Гц ИндуктивностьLГн Электрическая емкостьCФ Мощность электрической цепи: - активнаяPВт - реактивнаяQвар - полнаяSВА Магнитный поток ФВб Таблица 1 - Основные понятия и их обозначения

Таблица 2 - Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц Обозначения наименование русское международное множитель ГигаГG10 9 мегаМM10 6 килокk10 3 милимm10 -3 микромкμ10 -6 нанонn10 -9 пикопp10 -12

Таблица 3 - Некоторые единицы механических величин в системе СИ Наименование величины Наименование единицы Выражение через единицы СИ Обозначение единицы русское международное Длинаметрm Массакилограммкг kg Времясекундассs Площадькв. метр 2 м 2 м 2 m2m2 Объёмкуб. метр 3 м 3 м 3 m3m3 Сила, вес ньютон кг·м/с 2 HN Работа, энергияджоулькг·м 2 /с 2 ДжJ Мощностьватткг·м 2 /с 2 =Дж/с ВтW Давлениепаскалькг/(м·с=Н/м 2 )ПаPa Угловая скорость радиан в секунду с-1 рад/сrad/s Периодсекундассs Частота периодического процесса герц с -1 ГцHz

Таблица 4 - Некоторые единицы электрических величин в системе СИ Наименование электрической величины Наименование единицы Выражение через единицы СИ Обозначение единицы русское международное Сила токаАмпера Количество электричества, заряд кулонА·с = Кл КлС Потенциал, напряжение, ЭДС вольт кг·м 2 /(А·с 3) = ВВV Напряженность электрического поля вольт на метр кг·м/(А·с 3 )=В/мВ/мV/m Электрическая ёмкостьфарадA 2 ·с 4 /( кг·м 2 ) = с/ОмФF Плотность тока ампер на кв. метр A/м 2 A/m 2 Сопротивление Омкг·м 2 /(A 3 ·с 3 ) = В/АОмΩ ПроводимостьсименсA2·с 3 /(кг·м 2 )= 1/Ом СмS Удельное сопротивление Ом-метр кг·м 3 /(A2·с 3 )= Ом·м Ом · мΩ · m Удельная проводимость сименс на метро 2 ·с 3 /(кг·м 2 )= 1/Ом·м См/мS/m Полная мощность вольт-ампер кг·м 2 /с 3 = В·АВ · АV · А Активная мощность ватт ВтWt Реактивная мощностьваркг·м 2 /с 3 = В·АрВ · Арvar

Таблица 5 - Некоторые единицы магнитных величин в системе СИ Наименование величины Наименование единицы Выражение через единицы СИ Обозначение единицы русское международное Магнитный поток вебер кг·м 2 /(A·с 2 ) = В·с ВбWb Магнитная индукция тесла кг /(A·с 2 ) = В·с/ м 2ТлТ Абсолютная магнитная проницаемость генри на метр кг·м /(A2·с 2)= Гн/м Гн/мH/m Намагниченностьампер на метрА/м А/ m Напряжённость магнитного поля ампер на метрА/м А/ m Индуктивность, взаимная индуктивность генри кг·м 2 /(A2·с 2)=Вб/А = Ом·с ГнН Магнитодвижущая сила Ампера Магнитное сопротивление ампер на вебер A 2 ·с 2 /(кг·м 2 )=А/Вб = 1/Гн А/ВбА/Wb Магнитная проводимость вебер на ампер кг·м 2 /( A 2 ·с 2 )=Вб/АВб / АWb / А Векторный магнитный потенциал вебер на метр кг·м/( A·с 2 )=В·с/м Вб / мWb / m

Любая электрическая цепь содержит источники электрической энергии, приёмники (электрические нагрузки), коммутационную аппаратуру, соединительные линии и измерительные приборы.

Источниками электрической энергии являются электрические генераторы, в которых механическая энергия преобразуется в электрическую или первичные элементы и аккумуляторы, в которых происходит преобразование химической, тепловой, световой и других видов энергии в электрическую. К потребителям электрической энергии относятся электродвигатели, нагревательные и световые приборы и т. д. Электрическая схема - графическое изображение электрической цепи. Схема замещения электрической цепи состоит из совокупности различных идеализированных элементов, выбранных так, чтобы можно было с заданным или необходимым приближением описать процессы в цепи.

Условно - графические обозначения в соответствии с ЕСКД

Конфигурация схемы замещения цепи определяется следующими геометрическими (топологическими) понятиями: ветвь, узел, контур. Ветвь схемы состоит из одного или нескольких последовательно соединенных элементов, каждый из которых имеет два вывода (начало и конец), причём к концу каждого предыдущего элемента присоединяется начало следующего. В узле схемы соединяются три или большее число ветвей. Контур замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям так, что ни одна ветвь и ни один узел не встречается больше одного раза. Все потребители электрической энергии принято характеризовать некоторыми параметрами.

Фильм 2 - Величина тока Фильм 1 - Направление тока

Фильм 3 - Понятие сопротивления

Соединение резисторов по схеме «звезда» и «треугольник» Y Y

Спасибо за внимание