Site Loader

Содержание

Раздел 3. Основные законы электротехники

Электрический ток. Закон Ома

    Если изолированный проводник поместить в электрическое поле E, то на свободные заряды q в проводнике будет действовать сила F=qE. В результате в проводнике возникает кратковременное перемещение свободных зарядов. Этот процесс закончится тогда, когда собственное электрическое поле зарядов, возникших на поверхности проводника, скомпенсирует полностью внешнее поле. Результирующее электростатическое поле внутри проводника будет равно нулю. Однако, в проводниках при определенных условиях может возникнуть непрерывное упорядоченное движение свободных носителей электрического заряда.
    Направленное движение заряженных частиц называется электрическим током.
    За направление электрического тока принято направление движения положительных свободных зарядов. Для существования электрического тока в проводнике необходимо создать в нем электрическое поле.
    Количественной мерой электрического тока служит сила тока I – скалярная физическая величина, равная отношению заряда Δq, переносимого через поперечное сечение проводника (рис. 1) за интервал времени Δt, к этому интервалу времени: I=ΔqΔt.
    Если сила тока и его направление не изменяются со временем, то такой ток называется постоянным.
Рисунок 1.
    Упорядоченное движение электронов в металлическом проводнике и ток I. S – площадь поперечного сечения проводника, E – электрическое поле.

    В Международной системе единиц СИ сила тока измеряется в Амперах (А). Единица измерения тока 1А (ампер) устанавливается по магнитному взаимодействию двух параллельных проводников с током.
    Постоянный электрический ток может быть создан только в замкнутой цепи, в которой свободные носители заряда циркулируют по замкнутым траекториям. Электрическое поле в разных точках такой цепи неизменно во времени. Следовательно, электрическое поле в цепи постоянного тока имеет характер замороженного электростатического поля. Но при перемещении электрического заряда в электростатическом поле по замкнутой траектории, работа электрических сил равна нулю. Поэтому для существования постоянного тока необходимо наличие в электрической цепи устройства, способного создавать и поддерживать разности потенциалов на участках цепи за счет работы сил неэлектростатического происхождения. Такие устройства называются источниками постоянного тока. Силы неэлектростатического происхождения, действующие на свободные носители заряда со стороны источников тока, называются сторонними силами.
    Природа сторонних сил может быть различной. В гальванических элементах или аккумуляторах они возникают в результате электрохимических процессов, в генераторах постоянного тока сторонние силы возникают при движении проводников в магнитном поле. Источник тока в электрической цепи играет ту же роль, что и насос, который необходим для перекачивания жидкости в замкнутой гидравлической системе. Под действием сторонних сил электрические заряды движутся внутри источника тока против сил электростатического поля, благодаря чему в замкнутой цепи может поддерживаться постоянный электрический ток.
    При перемещении электрических зарядов по цепи постоянного тока сторонние силы, действующие внутри источников тока, совершают работу.
Физическая величина, равная отношению работы A сторонних сил при перемещении заряда q от отрицательного полюса источника тока к положительному к величине этого заряда, называется электродвижущей силой источника (ЭДС): ЭДС=ε=Aстq.
Таким образом, ЭДС определяется работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда. Электродвижущая сила, как и разность потенциалов, измеряется в Вольтах (В).
    При перемещении единичного положительного заряда по замкнутой цепи постоянного тока работа сторонних сил равна сумме ЭДС, действующих в этой цепи, а работа электростатического поля равна нулю.
    Цепь постоянного тока можно разбить на отдельные участки. Те участки, на которых не действуют сторонние силы (т. е. участки, не содержащие источников тока), называются однородными. Участки, включающие источники тока, называются неоднородными.
При перемещении единичного положительного заряда по некоторому участку цепи работу совершают как электростатические (кулоновские), так и сторонние силы. Работа электростатических сил равна разности потенциалов Δϕ12=ϕ1−ϕ2 между начальной (1) и конечной (2) точками неоднородного участка. Работа сторонних сил равна по определению электродвижущей силе E, действующей на данном участке. Поэтому полная работа равна U12=ϕ1−ϕ2+E.
    Величину U12 принято называть напряжением на участке цепи 1–2. В случае однородного участка напряжение равно разности потенциалов U12=ϕ1−ϕ2.
    Немецкий физик Георг Симон Ом в 1826 году экспериментально установил, что сила тока I, текущего по однородному металлическому проводнику (т. е. проводнику, в котором не действуют сторонние силы), пропорциональна напряжению U на концах проводника: I=1RU, U=IR, где R = const.
    Величину R принято называть электрическим сопротивлением. Проводник, обладающий электрическим сопротивлением, называется резистором.  Данное соотношение выражает закон Ома для однородного участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.
    В СИ единицей электрического сопротивления проводников служит Ом (Ом). Сопротивлением в 1 Ом обладает такой участок цепи, в котором при напряжении 1 Вольт возникает ток силой 1 Ампер.
    Проводники, подчиняющиеся закону Ома, называются линейными. Графическая зависимость силы тока I от напряжения U (такие графики называются вольт-амперными характеристиками, сокращенно ВАХ) изображается прямой линией, проходящей через начало координат. Следует отметить, что существует много материалов и устройств, не подчиняющихся закону Ома, например, полупроводниковый диод или газоразрядная лампа. Даже у металлических проводников при токах достаточно большой силы наблюдается отклонение от линейного закона Ома, так как электрическое сопротивление металлических проводников растет с ростом температуры.
    Для участка цепи, содержащего ЭДС, закон Ома записывается в следующей форме: IR=U12=ϕ1−ϕ2+E=Δϕ12+E, I=UR. Это соотношение принято называть обобщенным законом Ома или законом Ома для неоднородного участка цепи.
На рис. 1.8.2 изображена замкнутая цепь постоянного тока. Участок цепи (cd) является однородным.
Рисунок 2.
Цепь постоянного тока

По закону Ома IR=Δϕcd.
Участок (ab) содержит источник тока с ЭДС, равной E.
По закону Ома для неоднородного участка Ir=Δϕab+E.
Сложив оба равенства, получим: I(R+r)=Δϕcd+Δϕab+E, но Δϕcd=Δϕba=−Δϕab.
Поэтому: I=ER+r. Эта формула выражает закон Ома для полной цепи: сила тока в полной цепи равна электродвижущей силе источника, деленной на сумму сопротивлений однородного и неоднородного участков цепи (внутреннего сопротивления источника).
Сопротивление r неоднородного участка на рис. 2 можно рассматривать как внутреннее сопротивление источника тока. В этом случае участок (ab) на рис. 2 является внутренним участком источника. Если точки a и b замкнуть проводником, сопротивление которого мало по сравнению с внутренним сопротивлением источника (R ≪r), тогда в цепи потечет ток короткого замыкания Iкз=Er.
    Сила тока короткого замыкания – максимальная сила тока, которую можно получить от данного источника с электродвижущей силой E и внутренним сопротивлением r. У источников с малым внутренним сопротивлением ток короткого замыкания может быть очень велик и вызывать разрушение электрической цепи или источника. Например, у свинцовых аккумуляторов, используемых в автомобилях, сила тока короткого замыкания может составлять несколько сотен ампер. Особенно опасны короткие замыкания в осветительных сетях, питаемых от подстанций (тысячи ампер). Чтобы избежать разрушительного действия таких больших токов, в цепь включаются предохранители или специальные автоматы защиты сетей.
    В ряде случаев для предотвращения опасных значений силы тока короткого замыкания к источнику последовательно подсоединяется некоторое внешнее сопротивление. Тогда сопротивление r равно сумме внутреннего сопротивления источника и внешнего сопротивления, и при коротком замыкании сила тока не окажется чрезмерно большой.
    Если внешняя цепь разомкнута, то Δϕba=−Δϕab=E, т. е. разность потенциалов на полюсах разомкнутой батареи равна ее ЭДС. Если внешнее нагрузочное сопротивление R включено и через батарею протекает ток I, разность потенциалов на ее полюсах становится равной Δϕba=E−Ir.    На рис. 3 дано схематическое изображение источника постоянного тока с ЭДС равной E и внутренним сопротивлением r в трех режимах: «холостой ход», работа на нагрузку и режим короткого замыкания (к. з.). Указаны напряженность E электрического поля внутри батареи и силы, действующие на положительные заряды:F, э – электрическая сила и F−→ст – сторонняя сила. В режиме короткого замыкания электрическое поле внутри батареи исчезает.
Рисунок 3.
    Схематическое изображение источника постоянного тока: 1 – батарея разомкнута; 2 – батарея замкнута на внешнее сопротивление R; 3 – режим короткого замыкания.

    Для измерения напряжений и токов в электрических цепях постоянного тока используются специальные приборы – вольтметры и амперметры.
    Вольтметр предназначен для измерения разности потенциалов, приложенной к его клеммам. Он подключается параллельно участку цепи, на котором производится измерение разности потенциалов. Любой вольтметр обладает некоторым внутренним сопротивлением RВ. Для того, чтобы вольтметр не вносил заметного перераспределения токов при подключении к измеряемой цепи, его внутреннее сопротивление должно быть велико по сравнению с сопротивлением того участка цепи, к которому он подключен. Для цепи, изображенной на рис. 4, это условие записывается в виде: RВ≫R1. Это условие означает, что ток IВ=Δϕcd/RВ, протекающий через вольтметр, много меньше тока I=Δϕcd/R1, который протекает по тестируемому участку цепи.
    Поскольку внутри вольтметра не действуют сторонние силы, разность потенциалов на его клеммах совпадает по определению с напряжением. Поэтому можно говорить, что вольтметр измеряет напряжение.
    Амперметр предназначен для измерения силы тока в цепи. Амперметр включается последовательно в разрыв электрической цепи, чтобы через него проходил весь измеряемый ток. Амперметр также обладает некоторым внутренним сопротивлением RА. В отличие от вольтметра, внутреннее сопротивление амперметра должно быть достаточно малым по сравнению с полным сопротивлением всей цепи. Для цепи на рис. 4 сопротивление амперметра должно удовлетворять условию RА≪(r+R1+R2), чтобы при включении амперметра ток в цепи не изменялся.
    Измерительные приборы – вольтметры и амперметры – бывают двух видов: стрелочные (аналоговые) и цифровые. Цифровые электроизмерительные приборы представляют собой сложные электронные устройства. Обычно цифровые приборы обеспечивают более высокую точность измерений.
Рисунок 4.
Включение амперметра (А) и вольтметра (В) в электрическую цепь

Электрический заряд. Закон Кулона

    Подобно понятию гравитационной массы тела в механике Ньютона, понятие заряда в электродинамике является первичным, основным понятием.
    Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия. Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q. Совокупность всех известных экспериментальных фактов позволяет сделать следующие выводы:
  • Существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными.
  • Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.
  • Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются. В этом также проявляется принципиальное отличие электромагнитных сил от гравитационных. Гравитационные силы всегда являются силами притяжения.
Одним из фундаментальных законов природы является экспериментально установленный закон сохранения электрического заряда.  В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:q1 + q2 + q3 + … +qn = const.
Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака.
    С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы. Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицы – нейтроны. Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов. Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду e. В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке. Это число называется атомным номером. Атом данного вещества может потерять один или несколько электронов или приобрести лишний электрон. В этих случаях нейтральный атом превращается в положительно или отрицательно заряженный ион.  Заряд может передаваться от одного тела к другому только порциями, содержащими целое число элементарных зарядов. Таким образом, электрический заряд тела – дискретная величина:

    Физические величины, которые могут принимать только дискретный ряд значений, называются квантованными. Элементарный заряд e является квантом (наименьшей порцией) электрического заряда. Следует отметить, что в современной физике элементарных частиц предполагается существование так называемых кварков – частиц с дробным зарядом и Однако, в свободном состоянии кварки до сих пор наблюдать не удалось.
    В обычных лабораторных опытах для обнаружения и измерения электрических зарядов используется электрометр (или электроскоп) – прибор, состоящий из металлического стержня и стрелки, которая может вращаться вокруг горизонтальной оси (рис. 4). Стержень со стрелкой изолирован от металлического корпуса. При соприкосновении заряженного тела со стержнем электрометра, электрические заряды одного знака распределяются по стержню и стрелке. Силы электрического отталкивания вызывают поворот стрелки на некоторый угол, по которому можно судить о заряде, переданном стержню электрометра.
Рисунок 4.
Перенос заряда с заряженного тела на электрометр

    Электрометр является достаточно грубым прибором; он не позволяет исследовать силы взаимодействия зарядов. Впервые закон взаимодействия неподвижных зарядов был открыт французским физиком Шарлем Кулоном в 1785 г. В своих опытах Кулон измерял силы притяжения и отталкивания заряженных шариков с помощью сконструированного им прибора – крутильных весов (рис. 5), отличавшихся чрезвычайно высокой чувствительностью. Так, например, коромысло весов поворачивалось на 1° под действием силы порядка 10–9 Н.
Идея измерений основывалась на блестящей догадке Кулона о том, что если заряженный шарик привести в контакт с точно таким же незаряженным, то заряд первого разделится между ними поровну. Таким образом, был указан способ изменять заряд шарика в два, три и т. д. раз. В опытах Кулона измерялось взаимодействие между шариками, размеры которых много меньше расстояния между ними. Такие заряженные тела принято называть точечными зарядами.
    Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь.
Рисунок 5.
Прибор Кулона

На основании многочисленных опытов Кулон установил следующий закон: Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:

Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона:


. Они являются силами отталкивания при одинаковых знаках зарядов и силами притяжения при разных знаках (рис. 6). Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Раздел электродинамики, изучающий кулоновское взаимодействие, называют электростатикой.
    Закон Кулона справедлив для точечных заряженных тел. Практически закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел много меньше расстояния между ними.
    Коэффициент пропорциональности k в законе Кулона зависит от выбора системы единиц. В Международной системе СИ за единицу заряда принят кулон (Кл).
    Кулон – это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А. Единица силы тока (Ампер) в СИ является наряду с единицами длины, времени и массы основной единицей измерения.
Коэффициент k в системе СИ обычно записывают в виде:

Где – электрическая постоянная.

    В системе СИ элементарный заряд e равен: . 
Рисунок 6.
Силы взаимодействия одноименных и разноименных зарядовОпыт показывает, что силы кулоновского взаимодействия подчиняются принципу суперпозиции:
Если заряженное тело взаимодействует одновременно с несколькими заряженными телами, то результирующая сила, действующая на данное тело, равна векторной сумме сил, действующих на это тело со стороны всех других заряженных тел.

Рис. 7  поясняет принцип суперпозиции на примере электростатического взаимодействия трех заряженных тел.
.   Рисунок 7.Принцип суперпозиции электростатических сил    Принцип суперпозиции является фундаментальным законом природы. Однако, его применение требует определенной осторожности, в том случае, когда речь идет о взаимодействии заряженных тел конечных размеров (например, двух проводящих заряженных шаров 1 и 2). Если к системе из двух заряженных шаров поднести третий заряженный шар, то взаимодействие между 1 и 2 изменится из-за перераспределения зарядов.
    Принцип суперпозиции утверждает, что при заданном (фиксированном) распределении зарядов на всех телах силы электростатического взаимодействия между любыми двумя телами не зависят от наличия других заряженных тел.

Правила Кирхгофа для разветвленных цепей

    Для упрощения расчетов сложных электрических цепей, содержащих неоднородные участки, используются правила Кирхгофа, которые являются обобщением закона Ома на случай разветвленных цепей.
    В разветвленных цепях можно выделить узловые точки (узлы), в которых сходятся не менее трех проводников (рис. 8). Токи, втекающие в узел, принято считать положительными; вытекающие из узла – отрицательными.
Рисунок 8.
Узел электрической цепи. I1, I2 > 0; I3, I4 < 0.

В узлах цепи постоянного тока не может происходить накопление зарядов. Отсюда следует первое правило Кирхгофа: Алгебраическая сумма сил токов для каждого узла в разветвленной цепи равна нулю: I1 + I2 + I3 + … + In = 0.
Первое правило Кирхгофа является следствием закона сохранения электрического заряда.
В разветвленной цепи всегда можно выделить некоторое количество замкнутых путей, состоящих из однородных и неоднородных участков. Такие замкнутые пути называются контурами. На разных участках выделенного контура могут протекать различные токи. На рис. 9  представлен простой пример разветвленной цепи. Цепь содержит два узла a и d, в которых сходятся одинаковые токи; поэтому только один из узлов является независимым (a или d).
Рисунок 9.
Пример разветвленной электрической цепи. Цепь содержит один независимый узел (a или d) и два независимых контура (например,abcd и adef).

    В цепи можно выделить три контура abcd, adef и abcdef. Из них только два являются независимыми (например, abcd и adef), так как третий не содержит никаких новых участков.
Второе правило Кирхгофа является следствием обобщенного закона Ома.
Запишем обобщенный закон Ома для участков, составляющих один из контуров цепи, изображенной на рис. 9, например, abcd. Для этого на каждом участке нужно задатьположительное направление тока и положительное направление обхода контура. При записи обобщенного закона Ома для каждого из участков необходимо соблюдать определенные «правила знаков», которые поясняются на рис. 10.

Рисунок 10.

«Правила знаков»


Для участков контура abcd обобщенный закон Ома записывается в виде:
Для участка bc: I1R1 = Δφbc – 1.
Для участка da: I2R2 = Δφda – 2.

Складывая левые и правые части этих равенств и принимая во внимание, чторис. 10, система уравнений для определения трех неизвестных токов I1, I2 иI3 имеет вид: I1R1 + I2R2 = – 1 – 2, – I2R2 + I3R3 = 2 + 3, 

– I1 + I2 + I3 = 0.
    Таким образом, правила Кирхгофа сводят расчет разветвленной электрической цепи к решению системы линейных алгебраических уравнений. Это решение не вызывает принципиальных затруднений, однако, бывает весьма громоздким даже в случае достаточно простых цепей. Если в результате решения сила тока на каком-то участке оказывается отрицательной, то это означает, что ток на этом участке идет в направлении, противоположном выбранному положительному направлению.

    Ссылки на используемые ресурсы:

Основные законы электротехники | Онлайн журнал электрика

ОМ (по имени германского физика Г. Ома (1787-1854)) – единица электронного сопротивления. Обозначение Ом. Ом – сопротивление проводника, меж концами которого при силе тока 1 А появляется напряжение 1 В. Определяющее уравнение для электронного сопротивления R= U / I.

Закон Ома является главным законом электротехники, без которого нельзя обойтись при расчете электронных цепей. Связь меж падением напряжения на проводнике, его сопротивлением и силой тока просто запоминается в виде треугольника, в верхушках которого размещены знаки U, I, R.

К закону Ома

Самый главный закон электротехники — закон Ома

ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА (по имени британского физика Дж.П.Джоуля и российского физика Э.Х.Ленца) – закон, характеризующий термическое действие электронного тока.

Согласно закону, количество теплоты Q (в джоулях), выделяющейся в проводнике при прохождении по нему неизменного электронного тока, находится в зависимости от силы тока I (в амперах), сопротивления проводника R (в омах) и времени его прохождения t (в секундах): Q = I

2Rt.

Преобразование электронной энергии в термическую обширно употребляется в электронных печах и разных электронагревательных устройствах. Тот же эффект в электронных машинах и аппаратах приводит к непроизвольным энергозатратам (энергопотере и понижении КПД). Тепло, вызывая нагрев этих устройств, ограничивает их нагрузку. При перегрузке увеличение температуры может вызвать повреждение изоляции либо сокращение срока службы установки.

ЗАКОН КИРХГОФА (по имени германского физика Г.Р.Кирхгофа (1824-1887)) – два главных закона электронных цепей. 1-ый закон устанавливает связь меж суммой токов, направленных к узлу соединения (положительные), и суммой токов, направленных от узла (отрицательные).

Алгебраическая сумма сил токов In, сходящихся в любой точке разветвления проводников (узле), равна нулю, т.е. SUMM(In)= 0. К примеру, для узла A можно записать: I1 + I2 = I3 + I4 либо I1 + I2 – I3 – I4 = 0.

Узел тока

2-ой закон устанавливает связь меж суммой электродвижущих сил и суммой падений напряжений на сопротивлениях замкнутого контура электронной цепи. Токи, совпадающие с произвольно избранным направлением обхода контура, числятся положительными, а не совпадающие – отрицательными.

Контур тока

Алгебраическая сумма моментальных значений ЭДС всех источников напряжения в любом контуре электронной цепи равна алгебраической сумме моментальных значений падений напряжений на всех сопротивлениях такого же контура SUMM(En)=SUMM(InRn). Переставив SUMM(InRn) в левую часть уравнения, получим SUMM(En) – SUMM(InRn) = 0. Алгебраическая сумма моментальных значений напряжений на всех элементах замкнутого контура электронной цепи равна нулю.

ЗАКОН ПОЛНОГО ТОКА — один из главных законов электрического поля. Устанавливает связь меж магнитной силой и величиной тока, проходящего через поверхность. Под полным током понимается алгебраическая сумма токов, пронизывающих поверхность, ограниченную замкнутым контуром.

Намагничивающая сила вдоль контура равна полному току, проходящему через поверхность, ограниченную этим контуром. В общем случае напряженность поля на разных участках магнитной полосы может иметь различные значения, тогда и намагничивающая сила будет равна сумме намагничивающих сил каждой полосы.

ЗАКОН ЛЕНЦА — основное правило, обхватывающее все случаи электрической индукции и позволяющее установить направление возникающей э.д.с. индукции.

Согласно закону Ленца это направление во всех случаях такое, что ток, сделанный появившейся э. д.с., препятствует тем изменениям, которые вызвали возникновение э.д.с. индукции. Этот закон является высококачественной формулировкой закона сохранения энергии в применении к электрической индукции.

ЗАКОН Электрической ИНДУКЦИИ, закон Фарадея – закон, устанавливающий связь меж магнитными и электронными явлениями. ЭДС электрической индукции в контуре численно равна и обратна по знаку скорости конфигурации магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина ЭДС поля находится в зависимости от скорости конфигурации магнитного потока.

ЗАКОНЫ ФАРАДЕЯ (по имени британского физика М.Фарадея (1791-1867)) – главные законы электролиза. Устанавливают связь меж количеством электричества, проходящего через электропроводящий раствор (электролит), и количеством вещества, выделяющегося на электродах при пропускании через электролит неизменного тока I в течение секунды q = It, m = kIt.

2-ой закон ФАРАДЕЯ: химические эквиваленты частей прямо пропорциональны их хим эквивалентам.

ПРАВИЛО БУРАВЧИКА — правило, позволяющее найти направление магнитного поля, зависящее от направления электронного тока. При совпадении поступательного движения буравчика с протекающим током направление вращения его ручки показывает направление магнитных линий. Либо при совпадении направления вращения руки буравчика с направлением тока в контуре поступательное движение буравчика показывает направление магнитных линий, пронизывающих поверхность, ограниченную контуром.

Правило буравчика

ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ — правило, позволяющее найти направление электрической силы. Если ладонь левой руки размещена так, что вектор магнитной индукции заходит в нее (вытянутые четыре пальца совпадают с направлением тока), то отогнутый под прямым углом большой палец левой руки указывает направление электрической силы.

Правило левой руки

ПРАВИЛО ПРАВОЙ РУКИ — правило, позволяющее найти направление наведенной эдс электрической индукции. Ладонь правой руки располагают так, чтоб магнитные полосы входили в нее.

Отогнутый под прямым углом большой палец совмещают с направлением движения проводника. Вытянутые четыре пальца укажут направление индуктированной эдс.

Правило правой руки

Читайте также: льготы инвалидам 1, 2, 3 группы по зрению в 2019-2020 году

Основные законы электротехники — презентация онлайн

1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Если к источнику питания подключить внешнюю цепь
сопротивлением R, то в цепи пойдёт ток с учётом внутреннего
сопротивления источника:
Если ток в цепи равен нулю — цепь разомкнута, ЭДС источника
равна напряжению на его выводах.
В случаях, когда внутренним сопротивлением источника можно
пренебречь (r ≈ 0), напряжение на выводах источника будет равно ЭДС
( ≈ U ) независимо от сопротивления внешней цепи R.
Такой источник питания называют источником напряжения.
Теоретически на выводах у идеального источника
напряжение не зависит от величины тока нагрузки и
является постоянной величиной. Однако, это условная
абстракция, которая не может быть осуществлена на
практике. У реального источника при увеличении тока
нагрузки значение напряжения на зажимах всегда
уменьшается.
Источник тока – это источник питания, создающий ток,
который является строго постоянной величиной и никак не
зависит от значения сопротивления на подключенной
нагрузке, а внутреннее сопротивление его приближается к
бесконечности. Это тоже теоретическое допущение, которое
на практике не может быть достигнуто.

6. Первый закон Кирхгофа.

В ветвях, образующих узел электрической
алгебраическая сумма токов равна нулю.
цепи,
I1 + I2 + I3 +… + In = 0.
При этом направленный к узлу ток принято считать
положительным, а направленный от узла — отрицательным.
Сумма токов, направленных к узлу электрической цепи,
равна сумме токов, направленных от этого узла. Иными
словами, сколько тока втекает в узел, столько из него и
вытекает.
I1 = I2 + I3 +… + In.

7. Пример:

Найти I4, если то I1=140 мА, I2= 40мА, I3= 60мА.

8. Второй закон Кирхгофа

В замкнутом контуре электрической цепи сумма всех ЭДС
равна сумме падения напряжения в сопротивлениях того же
контура.
E1 + E2 + ..+ En = U1+U2+..+Un = I1R1 + I2R2 +…+ InRn.
∑ E=∑ U =∑ IR
Е1- Е2 — Е3= U1 + U2+ U3 = I(R1 + R2 + R3 + r01 + r02 + r03).
При составлении уравнений выбирают направление обхода цепи и
произвольно задаются направлениями токов.
Если в электрической цепи включены два источника энергии,
ЭДС которых совпадают по направлению, т. е. согласно , то ЭДС всей
цепи равна сумме ЭДС этих источников, т. е. E = E1+E2+Е3.
Если же в цепь включено два источника, ЭДС которых имеют
противоположные направления, т. е. включены встречно, то общая
ЭДС цепи равна разности ЭДС этих источников Е = Е1 — Е2.
Первый и второй законы Кирхгофа, записанные
для всех независимых узлов и контуров разветвленной
цепи, дают в совокупности необходимое и достаточное
число
алгебраических
уравнений
для
расчета
электрической цепи. Таким образом, законы Кирхгофа
сводят расчет разветвленной электрической цепи к
решению
системы
линейных
алгебраических
уравнений.

11. Закон сохранения энергии (баланс мощностей)

Электрическая энергия (мощность), вырабатываемая
источниками,
равна
энергии
(мощности),
потребляемой
нагрузкой
и
вспомогательными
элементами:
∑Pист=∑Pн+∑Pвсп
Законы Ома и Кирхгофа используют для расчета ЭЦ,
закон сохранения энергии — как правило, для проверки
правильности расчетов.

12. Закон Джоуля—Ленца (закон теплового действия тока)

Знаменитый русский физик Ленц и английский физик
Джоуль, проводя опыты по изучению тепловых действий
электрического тока, независимо друг от друга вывели закон
Джоуля-Ленца.
Данный
закон
отражает
взаимосвязь
количества теплоты,
выделяемого
в проводнике,
и
электрического тока, проходящего по этому проводнику в
течение определенного периода времени.
Согласно закону Джоуля — Ленца, электрический ток,
проходящий по проводнику, сопровождается количеством
теплоты, прямо пропорциональным квадрату тока и
сопротивлению, а также времени течения этого тока по
проводнику.
Джоуль — это единица измерения количества теплоты,
используемая в международной системе единиц (СИ). Она чаще
используется в физике, а в теплотехнике большее распространение
имеет внесистемная единица измерения с названием «калория».
Для пересчета джоулей в калории термохимические надо
использовать соотношение, в котором 1 джоуль примерно равен
0.239005736 калории.
Q = 0,24*I2Rt
Величина «к» представляет собой тепловой эквивалент
работы и применяется в тех случаях, когда количество теплоты
измеряется в калориях, сила тока – в амперах, сопротивление – в
Омах, а время – в секундах. Численное значение величины к
составляет 0,24, что соответствует току в 1 ампер, который при
сопротивлении проводника в 1 Ом, выделяет в течение 1 секунды
количество теплоты, равное 0,24 ккал.
В соответствии с законом Ома I = U/R. Если это значение силы
тока подставить в основную формулу, она приобретет следующий вид:
Q = (U2/R)t.
Основная формула Q = I2Rt очень удобна для использования
при расчетах количества теплоты, которое выделяется в случае
последовательного соединения. Сила тока во всех проводниках будет
одинаковая. При последовательном соединении сразу нескольких
проводников, каждый из них выделит столько теплоты, которое будет
пропорционально сопротивлению проводника.
Если последовательно соединить три одинаковые проволочки
из меди, железа и никелина, то максимальное количество теплоты
будет выделено последней. Это связано с наибольшим удельным
сопротивлением никелина и более сильным нагревом этой проволочки.
При параллельном соединении этих же проводников, значение
электрического тока в каждом из них будет различным, а напряжение на
концах – одинаковым. В этом случае для расчетов больше подойдет
формула Q = (U2/R)t. Количество теплоты, выделяемое проводником,
будет обратно пропорционально его проводимости.
Закон Джоуля — Ленца широко используется для расчетов
установок электрического освещения, различных отопительных и
нагревательных приборов, а также других устройств, связанных с
преобразованием электрической энергии в тепловую.
На нагревании проводников электрическим током
основано
устройство
электрического
освещения,
электронагревательных приборов, электрических печей,
многих типов измерительной и медицинской аппаратуры и
т. д.
Электрическое нагревание проводников не всегда
находит полезное применение. Так, в проводах линий
электропередач нагревание связано с бесполезной
затратой электрической энергии, при больших токах может
создавать
опасность
возникновения
пожаров.
Во
избежание чрезмерного нагрева линейных проводов, а
также различных обмоток электрических машин и
аппаратов из изолированной проволоки для электрической
аппаратуры установлены нормы максимальных значений
токов, пропускаемых по данному проводу или обмотке.
При
прохождении
тока
через
проводник
температура его быстро повышается, так как разность
температур проводника и окружающей среды мала.
Поэтому теплота, излучаемая в изолирующую среду,
мала и расходуется в основном на нагрев проводника. С
увеличением температуры провода растет как разность
температур провода и окружающей среды, так и теплота,
отдаваемая в окружающую среду, т. е. повышение
температуры провода замедляется. При некоторой
установившейся
температуре
провода
наступает
равновесие между теплотой, выделяемой током, и
теплотой, отдаваемой в окружающую среду. Ток, при
котором
устанавливается наибольшая допустимая
температура провода, называется допустимым током.
Наибольшая допустимая температура зависит от
изоляции провода и способа его прокладки.
Расчет проводов по формулам, основанные на законах
нагрева, очень сложны. На практике допустимое для данного
тока сечение провода определяется по таблицам допустимых
длительных токовых нагрузок на провода и кабели, приведенным
в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ).
Провод выбирается такого сечения, чтобы допустимый ток его
был равен или больше заданного или расчетного тока.

Законы электротехники. Закон Ома — Лаборатория радиолюбителя — Каталог статей

Основным законом электротехники, несомненно, является Закон Ома. Названый, как и большинство, законы в физики, в честь его открывателя немецкого физика Ома, он гласит:

Сила тока участка электрической сети прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку и обратно пропорциональна его сопротивлению.

  В символическом выражении Закон Ома выглядит так:

I= U÷ R, где I- Сила тока в цепи (Ампер), U- Напряжение сети (Вольт), R- Сопротивление сети (Ом).

В таком виде закон Ома не имеет практического применения в электрике жилых и промышленных зданий. Напомню, что для электропитания зданий применяется переменное напряжение и здесь работают немного другие законы электротехники. Но закон Ома является одной из баз лежащей в основе всех формул и всех электротехнический расчетов.

Практическое применения имеет закон взаимосвязи (соответствия) напряжения, силы тока и мощности  в электрической цепи. Он математически выводится из закона Ома и основан на двух алгебраических формулах, выражающих физические законы:

P= U× I, где P- мощность электрической сети (Ватт), U- напряжение, I- сила тока.

I= U÷ R, где I- сила тока, U- напряжение, R- сопротивление.

Если немного посидеть, вспомнить простую алгебру и по манипулировать с эти двумя формулами, можно получить диаграмму-подсказку, в которой все четыре величины:U; I; R; P математически связаны друг с другом.

Практическое применение этих математических формул законов электрики можно применить в расчете простой электросети напряжением 220 Вольт без электродвигателей.

Например: Освещение одной комнаты из 20 лампочек накаливания. Напряжение сети величина постоянная и равна 220 вольт. Мощность каждой лампочки 25 Ватт.

Простым умножением получаем следующие результаты:

Общая потребляемая мощность сети:25 Ватт×20 лампочек=500ватт.

Сила тока в сети:500ватт÷220 вольт=2,3 ампера.

Если таких комнат в квартире три, то суммарный рабочий ток в сети составит 3×2,3 ватта=6,9 Ампер.

В соответствии с этим расчетом можно выбрать номинал автомата защиты освещения всей квартиры. Округляем 6,9 ампер в большую сторону, до значения номиналов автоматов имеющихся в продаже. Это 10 ампер.

Вывод: Простой расчет по основному закону электропроводки позволил рассчитать номинал нужного автомата защиты.


Поделись с друзьями в социальных сетях

Реклама


Похожие материалы:

К сожалению, похожего ничего не нашлось!

Лаборатории

«Химия»

В лаборатории поставлен ряд работ по изучению свойств и процессов, протекающих в конструкционных материалах при воздействии различных факторов. Полученные знания необходимы разработчикам при выборе материалов для гироскопических систем, так как позволяют прогнозировать их поведение в реальных условиях.

«Физика»

На лабораторном практикуме по физике проводится экспериментальное подтверждение основных физических законов. Курс практических занятий направлен на приобретение студентами навыков работы с приборами и установками, знакомство с методами измерения и обработки результатов эксперимента. Кроме того, рассматриваются дополнительные вопросы по некоторым разделам физики, не изучаемые на лекциях.

«Основы электротехники»

На практических занятиях студенты экспериментальным путем изучают основные законы электротехники и приобретают навыки работы с современной измерительной аппаратурой. Универсальные лабораторные стенды позволяют проводить 24 лабораторные работы как по учебной, так и по научно-исследовательской деятельности в приборостроении.

«Основы конструирования элементов командно-измерительных приборов и систем»

В лаборатории проводятся практические занятия по курсам «Основы конструирования приборов», «Элементы систем автоматического управления подвижных объектов» и «Расчет и конструирование элементов инерциальных навигационных систем».

На практических занятиях изучается с конструкция и принцип работы гиромоторов, различных типов электродвигателей, датчиков угла и момента, прецизионных опор и других механических устройств.

Все лабораторные установки созданы на основе приборов, выпущенных базовыми предприятиями факультета.

«Основы гироскопической и навигационной техники»

В лаборатории проводятся практические занятия по курсам «Основы гироскопической и навигационной техники», «Теория и проектирование навигационных приборов», «Теория, проектирование и расчет чувствительных элементов».

Оборудование лаборатории позволяет проводить более 10 работ по изучению особенностей конструкции и определению основных характеристик различных типов чувствительных элементов инерциальных навигационных систем: гироскопов, акселерометров, датчиков угловой скорости, гироинтеграторов линейных ускорений, гиростабилизаторов, инерциальных систем навигации платформенного и бесплатформенного типов, а так же систем спутниковой навигации GPS и ГЛОНАСС.

«Основы автоматики»

Лаборатория предназначена для проведения практических занятий по курсам «Теория систем автоматического управления» и «Управление в технических системах», а так же для проведения студентами учебно-исследовательских работ.

Студенты изучают основные законы теории управления, знакомятся с некоторыми техническими средствами автоматических систем и применением вычислительной техники в теории управления, с помощью современных пакетов прикладных программ проводят математическое моделирование процессов и систем. Полученные знания и навыки необходимы при работе с любой гироскопической системой.

«Информационные технологии»

Лаборатория рассчитана на 22 рабочих места и оснащена современной вычислительной техникой. Имеется выход в Internet.

Студенты изучают основы программирования и современные пакеты прикладных программ, предназначенные для автоматизированного черчения и проектирования, математического и визуального моделирования процессов и систем, такие как: «Autodesk AutoCAD», «Autodesk Inventor», «АСКОН Компас-ЗД», «Mathworks MATLAB», «Mathsoft Apps MathCAD», «Mathematica», «Trace Mode», «Ultralogoc 32″, «Spectrum Soft Micro-CAP», «Computer Associated BPWin», «IBM Rational Rose Professional С++» и другие.

Электротехника и основы электроники

8

Однако развитие производства требовало комплексного решения

проблемы экономичной передачи электроэнергии на дальние расстояния и

создания экономичного и надёжного электродвигателя. Эта проблема бы-

ла решена на основе многофазных (трёхфазных) систем.

V этап: 1891-1920 гг

. –

становление и развитие электрификации

.

Предпосылкой развития трёхфазной системы явилось открытие в

1988 г. явления вращающегося магнитного поля. Трёхфазная система ока-

залась наиболее рациональной. В развитие этой системы внесли вклад

многие учёные разных стран, но наибольшая заслуга принадлежит рус-

скому учёному Михаилу Осиповичу Доливо-Добровольскому, создавше-

му трёхфазные синхронные генераторы, асинхронные двигатели и трёх-

фазные трансформаторы. Убедительным преимуществом трёхфазных це-

пей было строительство трёхфазной линии электропередачи между не-

мецкими городами Лауфеном и Франктфуртом при активном участии

М.О. Доливо-Добровольского.

Расширяются исследования явлений, протекающих в цепях синусои-

дального тока с помощью векторных и круговых диаграмм. Огромную

роль в анализе процессов в таких цепях сыграл комплексный метод расчё-

та, предложенный 1893-1897 гг. Чарльсом Протеусом Штейнмецом. Тео-

ретические основы электротехники становятся базовой дисциплиной в ву-

зах и фундаментом научных исследований в области электротехники.

VI этап: 1920-1940 гг

. – зарождение электроники: электровакуумные

приборы, триод, диод. В 1923 г. Лосев создал первый полупроводниковый

диод – кристадин, который мог работать в режиме генератора высокочас-

тотных колебаний. Выделилась радиотехника как самостоятельная наука.

VII этап: 1940-1970 гг

. – зарождение информатики: построение

электронно

вычислительных машин.

VIII этап: 1970 г. – по настоящее время

– информатика как само-

стоятельная наука.

Вопросы

1.

Определение науки «Электротехника».

2.

Сколько этапов можно выделить в истории развития электротехники?

3.

Время окончания первого этапа.

4.

Закон сохранения материи и количества движения по М.В. Ломоно-

сову (определение).

5.

Какие учёные работали на первом этапе развития электротехники?

6.

Начало и окончание второго этапа развития электротехники.

7.

Какие учёные работали во время второго этапа?

8.

Основные законы электротехники, открытые во втором этапе развития.

9.

Начало и окончание третьего этапа развития электротехники.

10.

Какие учёные работали во время третьего этапа?

Основные законы электротехники — Юридическая помощь

Ваш юрист

Основные законы электротехники

  • Закон Ома
  • Закон Джоуля — Ленца
  • Первый закон Кирхгофа
  • Второй закон Кирхгофа

Закон Ома — с этого закона начинается изучение ТОЭ и без него не может обойтись ни один электрик. Он гласит, что сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению Это значит, что чем выше напряжение, поданное на сопротивление, электродвигатель, конденсатор или катушку (при соблюдении других условий неизменными), тем выше ток, протекающий по цепи. И наоборот, чем выше сопротивление, тем ниже ток.

Закон Джоуля — Ленца. С помощью этого закона можно определить количество тепла, выделившегося на нагревателе, кабеле, мощность электродвигателя или другие виды работ, выполненных электрическим током. Этот закон гласит, что количество тепла, выделяемого при протекании электрического тока по проводнику, прямо пропорциональна квадрату силы тока, сопротивлению этого проводника и времени протекания тока. С помощью этого закона определяется фактическая мощность электродвигателей, а также на основе этого закона работает электросчётчик, по которому мы платим за потреблённую электроэнергию.

Первый закон Кирхгофа. С его помощью рассчитываются кабеля и автоматы защиты при расчёте схем электроснабжения. Он гласит, что сумма токов, приходящих в любой узел равна сумме токов, уходящих из этого узла. На практике приходит один кабель из источника питания, а уходит один или несколько.

Второй закон Кирхгофа. Применяется при подключении нескольких нагрузок последовательно или нагрузки и длинного кобеля. Он также применим при подключении не от стационарного источника питания, а от аккумулятора. Он гласит, что в замкнутой цепи сумма всех падений напряжений и всех ЭДС равна 0.

Понятия: электричество, ток, напряжение

Первый материальный носитель электричества – электрон, открыл Джозеф Томсон в 1897 году. Электрон – это элементарная частица, которая имеет отрицательный заряд, благодаря электронам возможны электрические процессы в веществах. Чтобы заставить перемещаться заряженные частицы от одного полюса к другому необходимо создать между полюсами разность потенциалов или – напряжение.

Одна и та же электрическая схема, изображена в двух вариациях — рисованная и принципиальная

Электрический ток – это  направленное движение заряженных частиц под действием электромагнитного поля от одного полюса замкнутой электрической цепи к другому. При отсутствии замкнутой цепи ток невозможен. Частицы, переносящие электрические заряды, есть не во всех веществах, те в которых они есть, называются проводниками и полупроводниками. А вещества, в которых таких частиц нет – диэлектриками.

Электрическое сопротивление – физическая величина, определяющая свойство проводника препятствовать (сопротивляться) прохождению тока. Единица измерения сопротивления – Ом (обозначается также греческой буквой омега Ω), в формулах сопротивление обозначается буквой R. Сопротивление зависит от материала, сечения и длины проводника. Сопротивление – это обратное понятие проводимости.

Список всех основных электрических законов и теорем

В этом посте я делюсь списком основных электрических законов и теорем. Перечисление этих законов и теорем будет полезно для студентов-электриков.

Все эти различные законы и теоремы относятся к исследованиям в области электротехники и электроники.

Перед этой статьей я объяснил концепцию электрической цепи. Они используются для решения электрической сети.

Чтобы решить эти электрические цепи, вам также необходимо применить несколько электрических законов и теорем, чтобы вы могли вычислить требуемые значения для различных параметров.

Некоторые законы применимы к системам переменного и постоянного тока.

Давайте рассмотрим самые важные электрические законы, теоремы и правила, один за другим.

Каковы основные законы электротехники?

Здесь перечислены 13 наиболее важных законов в области электротехники и электроники.

1. Закон Ома

Узнайте здесь подробно, закон электрического Ома

Вот простой калькулятор для расчета тока по сопротивлению и напряжению с использованием закона Ома.

2. Электрические и магнитные цепи Закон Кирхгофа

Существует два типа закона Кирхгофа.

  • Закон Кирхгофа о токах
  • Закон Кирхгофа о напряжении

Узнайте больше о законе Кирхгофа. Я объяснил с приложениями.

3. Закон Джоуля о электрическом нагреве

  • Первый закон Джоуля
  • Второй закон Джоуля

4. Закон движения Ньютона (законы физики)

  • Первый закон Ньютона
  • Второй закон Ньютона
  • Третий закон Ньютона

Примечание: Это законы физики, которые также полезны в электрике.

5. Закон электростатики (Колумба)

  • Первый закон электростатики
  • Второй закон или закон Колумба электростатики

6. Закон электромагнитной индукции Фарадея

  • Первый закон Фарадея
  • Второй закон Фарадея
  • Третий закон или закон Ленца Фарадея

7. Закон Био Савара для электрического и магнитного поля

8. Циркулярный закон Ампера

9.Закон Гаусса

10. Закон Ленца

11. Закон Кюри

12. Закон Хопкинсона

13. Закон Видемана–Франца

Этот список электрических законов применим как к электрической, так и к магнитной цепи.

Теоремы об электрических и электронных сетях

В электрических и электронных схемах теоремы помогают упростить и проанализировать сеть.

В основном эти теоремы полезны для источников постоянного тока.

Вот список из 9 теорем.

  1. Совмещение Теорема
  2. Thevenin Теорема
  3. Нортон Теорема
  4. Миллман по теореме
  5. Взаимность Теорема
  6. Компенсация Теорема
  7. Максимальная передача мощности Теорема
  8. звезда-треугольник Теорема преобразования
  9. Теорема преобразования звезда-дельта
Правило электрических машин

Наиболее важным правилом при изучении электрических машин является правило Флеминга.В основном это правило используется для двигателей и генераторов.

Ниже приведены два правила Флеминга для машины:

  • Правило правой руки Флеминга
  • Правило левой руки Флеминга

Первое правило правой руки применимо к образующим. И второе правило левой руки применимо к двигателям.

Эта статья посвящена перечислению различных основных электрических законов и теорем. Я объясню каждый закон и теорему в своих следующих статьях.

Готов к онлайн-тестированию:

Если вы готовы пройти онлайн-викторину, вы можете напрямую присоединиться к викторине по законам об электричестве.

Спасибо за внимание!

Я получил степень магистра в области электроэнергетики. Я работаю и пишу технические руководства по ПЛК, программированию MATLAB и электротехнике на портале DipsLab.com.

Мне очень приятно делиться своими знаниями в этом блоге. И иногда я углубляюсь в программирование на Python.

Полное руководство по электрическим законам и формулам

От закона Ома, описывающего взаимосвязь между сопротивлением, током, напряжением и мощностью, до законов Кирхгофа, касающихся сохранения энергии, законов, управляющих и описывающих, как электронные устройства работают и используют электричество, которое мы им подаем. довольно многочисленны и очень трудны для понимания непосвященным.Добавьте такие переменные, как теория «Q» (теория работы транзистора), импеданс, емкость и индуктивность, и эти идеи и теории станут еще более нечеткими и трудными для понимания. Если вы хотите открыть и понять эту информацию по своим собственным причинам, или вы хотите получить лучшее понимание, чтобы составить план урока, вы прочитаете об этих законах электричества и многом другом, и вы будете учитывая все формулы, необходимые для выполнения любого типа электрических расчетов, которые могут вам понадобиться.Вам также будет предоставлено множество информации об интегральных схемах (IC) и других типах цифровых схем, таких как вентили AND и NAND.

Основные и дополнительные законы электротехники – Ом, Кирхгоф и Тевенин

Теория электричества управляется двумя основными законами. Закон Ома, названный в честь Георга Ома, человека, открывшего взаимосвязь электрических компонентов в электронных схемах, является основным строительным блоком большинства электрических теорий и любого анализа цепей.Закон Ома имеет дело с параметрами цепи: напряжением (Вольты; E или V), током (Ампер/Ампер; I или A), сопротивлением (Ом) и мощностью (Мощность или Вт; Вт или P). Если вы знаете два из этих значений, вы можете вычислить два других.

Закон Кирхгофа, названный в честь Густава Кирхгофа, который впервые постулировал его, также известен как Закон сохранения энергии/мощности. Ниже вы найдете информацию, которая поможет вам понять основы теории электроники и способы проведения анализа цепей, а также все необходимые для этого формулы.Закон Кирхгофа будет подробно объяснен. Теорема Тевенина для линейных электрических сетей также упоминается ниже. Эта теорема названа в честь Леона Тевенина, который заново открыл ее после того, как она была первоначально описана Германом Гельмгоцем.

Понимание базовой электронной теории

Введение в базовый инженерный анализ цепи

Математика сопротивления Математика сопротивления

Расчет тока, напряжения и сопротивления в электрической цепи

Принцип сохранения энергии в электричестве Инженерия – Законы Кирхгофа

Теоремы о сетях – Теорема Тевенина

Теория электрических цепей и теоремы о сетях

Понимание электрических и электронных компонентов

Электрические устройства и схемы состоят из электронных компонентов.Резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы, диоды и многие типы диодов являются примерами типичных электронных компонентов. Когда вы закончите изучение этого раздела, у вас будет полное представление о различных электронных компонентах, из которых состоят обычные электрические устройства повседневного использования.

Различные типы резисторов, такие как термисторы и потенциометры, и способы определения их сопротивления описаны ниже. Вы также найдете информацию о емкости и различных типах конденсаторов, а также о катушках индуктивности и индуктивности.Различные типы диодов, такие как стабилитроны и светоизлучающие диоды (СИД), будут подробно описаны. Вам также будет предоставлена ​​информация, которая поможет вам понять конструкцию, использование и функции реле, включая явление электронного реле, известное как гистерезис.

Что такое сопротивление и значение цветовых кодов резисторов

О термисторах

Что такое потенциометр? Потенциометр, используемый в качестве преобразователя или датчика

Потенциометры Исследованы — Строительство и рабочие Принципы

Понимание конденсаторов Make Preed

Электрический сосуд для хранения заряда — конденсатор

индуктивных преобразователей

Как Определите ZENER DIODE

Понимание диодов выпрямителя

Уникальные свойства и использование ESAKI Diode

Руководство по светодиоду (LED)

Как функция электрических реле

Как настроить Реле электронной схемы

Что такое гистерезис в электронных схемах?

Изображения обычных электронных компонентов

Понимание транзисторов и их работы

До изобретения транзистора в 1950-х годах коммутация и усиление тока и напряжения осуществлялись с помощью электронных ламп.Но эти компоненты были очень хрупкими и легко ломались. Транзисторы являются примерами полупроводниковых устройств, которые используют несколько силиконовых переходов для управления потоком энергии в цепи. Существует ряд различных типов транзисторов, предназначенных для разных целей, таких как усилители мощности и схемы переключения мощности. Некоторые из этих различных типов транзисторов подробно обсуждаются ниже.

Понимание простых транзисторных цепей, которые используют излучатель в качестве общего терминации

Базовые транзисторные цепи для начинающих Исследованы

Простые транзисторные расчеты для инверторов

Revource Accape Caving в BJTS Объяснение

Транзисторы

Интегральные схемы — устройства, благодаря которым мир вращается

Интегральные схемы (ИС) — это полупроводниковые устройства, представляющие собой совокупность сложных схем на основе миниатюрных транзисторов.Эти компоненты можно найти почти в каждом типе электрического или электронного устройства, производимого сегодня. Центральный процессор вашего компьютера или планшета (или смартфона в наши дни) является примером очень усовершенствованной и продвинутой интегральной схемы. В приведенном ниже списке вы найдете ряд тем об интегральных схемах. Основы ИС, в том числе способ их изготовления, описаны ниже. Вы также найдете информацию об основных типах или семействах ИС, работе и использовании ИС в электронных и электрических конструкциях, а также о том, где и как они используются.Ниже также приведена информация об особом типе ИС, используемой в вашем автомобиле в качестве датчика, ИС на эффекте Холла.

Ниже приведены все, что вы когда-либо хотели знать о сложных микросхемах, таких как вентили и триггеры.

Интегральные схемы (ИС)

Как изготавливаются интегральные схемы?

Какие основные семейства микросхем цифровой логики существуют?

Эксплуатация и использование интегральных схем

Где используются интегральные схемы

Типы, принцип работы ИС на эффекте Холла Объяснение логических вентилей /И, НЕ-И и НЕ)

Объяснение вентилей ИЛИ, XOR и NOR

Простые схемы вентилей НЕ-И — небольшие электронные проекты

Введение в триггеры 9 Обзор цепи флопа

RS & D Flip-Plops

Master-Plip-Flops

JK и T Flip-Plops

4 Список литературы

Электрические законы и теоремы — DIY Electronics Projects

Электрические законы и теоремы:

Закон Ома:
Закон Ома гласит, что ток I, протекающий в цепи, прямо пропорционален приложенному напряжению V и обратно пропорционален сопротивлению R при условии, что температура остается постоянной.


Законы электромагнитной индукции
Законы электромагнитной индукции Фарадея:
(i) ЭДС индукции. устанавливается всякий раз, когда магнитное поле, связывающее эту цепь, изменяется.
(ii) Величина ЭДС индукции. в любой цепи пропорциональна скорости изменения магнитного потока, связывающего цепь.

Закон Ленца: (Направление ЭДС индукции)
Направление ЭДС индукции всегда таков, что он имеет тенденцию создавать ток, противодействующий движению или изменению потока, ответственному за создание этого e.м.ф.

Метод, альтернативный закону Ленца для определения относительных направлений, дается правилом правой руки Флеминга (правило Генератора).
Правило правой руки Флеминга:
Пусть большой, указательный и указательный пальцы правой руки вытянуты так, чтобы все они находились под прямым углом друг к другу. Если первый палец будет указывать в направлении магнитного поля, большой палец будет указывать в направлении движения проводника относительно магнитного поля, то второй палец будет указывать в направлении индуцируемого эл.м.ф.

Направление силы, действующей на проводник, можно заранее определить с помощью правила левой руки Флеминга (часто называемого моторным правилом).
Правило левой руки Флеминга:
Пусть большой, указательный и указательный пальцы левой руки вытянуты так, чтобы все они находились под прямым углом друг к другу. Если первый палец указывает в направлении магнитного поля, второй палец указывает в направлении тока, то большой палец будет указывать в направлении движения проводника.

Теоремы теории цепей постоянного тока:

Законы Кирхгофа:
(a) Текущий закон:
В любом узле электрической цепи общий ток, текущий к этому узлу, равен общему току, оттекающему от узла.
(b) Закон о напряжении:
В любом замкнутом контуре сети алгебраическая сумма падений напряжения (т. е. произведений тока и сопротивления), взятых по контуру, равна результирующему e.м.ф. действует в этом цикле.

Теорема о суперпозиции:
В любой сети, состоящей из линейных сопротивлений и содержащей более одного источника ЭДС, результирующий ток, протекающий в любой ветви, представляет собой алгебраическую сумму токов, которые протекали бы в этой ветви, если бы каждый источник рассматривался отдельно , все остальные источники в это время заменяются соответствующими внутренними сопротивлениями.

Теорема Тевенина:
Ток в любой ветви сети равен тому, который был бы получен, если бы э.м.ф. равно p.d. через разрыв, сделанный в ответвлении, были введены в ответвление, а все остальные ЭДС были удалены и представлены внутренними сопротивлениями источников.

Теорема Нортона:
Ток, который течет в любой ветви сети, такой же, как и ток, который протекал бы в ветви, если бы она была подключена к источнику электроэнергии, ток короткого замыкания которого равен ток, который протекал бы при коротком замыкании через ответвление, и внутреннее сопротивление которого равно сопротивлению, возникающему на разомкнутых клеммах ответвления.

Теорема передачи максимальной мощности:
Мощность, передаваемая от источника питания к нагрузке, максимальна, когда сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника.

Магнитные цепи:
Направление магнитных линий потока задается правилом винта.
Винтовая линейка:
Если обычный винт с правой резьбой вкручивается вдоль проводника в направлении тока, направление вращения винта совпадает с направлением магнитного поля.

Ответы на объективные вопросы, опубликованные на https://electricalobjectivequestion.blogspot.in

Часть 17 Викторина решения

Основные законы электрических цепей | Видео обзоров электротехники

по обзору электротехники | Основные законы электрических цепей

https://www.youtube.com/watch?v=d_5CWIYUoqk Узнайте больше: Законы об электрических цепях Уроки курса УРОК 1. Что такое закон Ома (первая попытка…) УРОК 2. Что такое закон Ома (вторая попытка) …) УРОК 3: Что такое Текущий закон Кирхгофа (KCL)? УРОК 4: Что такое закон Кирхгофа о напряжении (KVL)?..

по обзору электротехники | Основные законы электрических цепей

https://www.youtube.com/watch?v=_-jX3dezzMg Узнайте больше: Законы об электрических цепях Уроки курса УРОК 1. Что такое закон Ома (первая попытка…) УРОК 2. Что такое закон Ома ( 2-я попытка…) УРОК 3: Что такое Текущий закон Кирхгофа (KCL)? УРОК 4: Что такое закон Кирхгофа о напряжении (KVL)?…

по обзору электротехники | Основные законы электрических цепей

https://www.youtube.com/watch?v=T68dOmtyar4 Узнайте больше: Законы об электрических цепях Уроки курса УРОК 1. Что такое закон Ома (первая попытка…) УРОК 2. Что такое закон Ома (вторая попытка…) УРОК 3. Что такое закон Кирхгофа для тока ( ККЛ)? УРОК 4: Что такое закон Кирхгофа о напряжении (KVL)?…

по обзору электротехники | Основные законы электрических цепей

https://www.youtube.com/watch?v=R2EXFAvmO0k Узнайте больше: Законы об электрических цепях Уроки курса УРОК 1. Что такое закон Ома (первая попытка…) УРОК 2. Что такое закон Ома (вторая попытка) …) УРОК 3: Что такое Текущий закон Кирхгофа (KCL)? УРОК 4: Что такое закон Кирхгофа о напряжении (KVL)?..

по обзору электротехники | Основные законы электрических цепей

https://www.youtube.com/watch?v=2ZOzBNp1lMQ Узнайте больше: Законы об электрических цепях Уроки курса УРОК 1. Что такое закон Ома (первая попытка…) УРОК 2. Что такое закон Ома (вторая попытка) …) УРОК 3: Что такое Текущий закон Кирхгофа (KCL)? УРОК 4: Что такое закон Кирхгофа о напряжении (KVL)?…

по обзору электротехники | Основные законы электрических цепей

https://www.youtube.com/watch?v=FnG0vOYMu3Q Узнайте больше: Законы об электрических цепях Уроки курса УРОК 1. Что такое закон Ома (первая попытка…) УРОК 2. Что такое закон Ома (вторая попытка…) УРОК 3. Что такое закон Кирхгофа для тока ( ККЛ)? УРОК 4: Что такое закон Кирхгофа о напряжении (KVL)?…

по обзору электротехники | Основные законы электрических цепей

https://www.youtube.com/watch?v=nqS-gHq2Ylo Узнайте больше: Законы об электрических цепях Уроки курса УРОК 1. Что такое закон Ома (первая попытка…) УРОК 2. Что такое закон Ома ( 2-я попытка…) УРОК 3: Что такое Текущий закон Кирхгофа (KCL)? УРОК 4: Что такое закон Кирхгофа о напряжении (KVL)?..

по обзору электротехники | Основные законы электрических цепей, Обзор основ пассивных компонентов

http://www.eereviewvideos.com/Equivalent_Resistor_Practice_Problem.mp4 Узнайте больше: Законы электрических цепей Уроки курса УРОК 1. Что такое закон Ома (первая попытка…) УРОК 2. Что такое закон Ома (2-я попытка…) УРОК 3: Что такое Текущий закон Кирхгофа (KCL)? УРОК 4: Что такое…

по обзору электротехники | Основные законы электрических цепей

http://www.eereviewvideos.com/KVL_KCL_Ohms_Law_Circuit_Practice_Problem.mp4 Узнайте больше: Законы об электрических цепях Уроки курса УРОК 1. Что такое закон Ома (первая попытка…) УРОК 2. Что такое закон Ома (вторая попытка…) УРОК 3. Что такое закон Кирхгофа (KCL) ? УРОК 4: Что…

по обзору электротехники | Основные законы электрических цепей

http://www.eereviewvideos.com/KVL_Circuit_Analysis_Practice_Problems.mp4 Узнайте больше: Законы об электрических цепях Уроки курса УРОК 1: Что такое закон Ома (1-я попытка…) УРОК 2: Что такое закон Ома (2-я попытка…) УРОК 3: Что такое Текущий закон Кирхгофа (KCL)? УРОК 4: Что есть…

по обзору электротехники | Основные законы электрических цепей

http://www.eereviewvideos.com/KCL_Practice_Problem_Circuit_Analysis.mp4 Узнайте больше: Законы об электрических цепях Уроки курса УРОК 1. Что такое закон Ома (первая попытка…) УРОК 2. Что такое закон Ома (вторая попытка…) УРОК 3: Что такое Текущий закон Кирхгофа (KCL)? УРОК 4: Что такое…

по обзору электротехники | Основные законы электрических цепей

http://www.eereviewvideos.com/Ohms_Law_Practice_Problems.mp4 Узнайте больше: Законы об электрических цепях Уроки курса УРОК 1. Что такое закон Ома (первая попытка…) УРОК 2. Что такое закон Ома (вторая попытка…) УРОК 3. Что такое закон Кирхгофа (KCL) ? УРОК 4: Что такое Кирхгоф…

Право и электротехника — совместные программы на получение степени и совместные программы

ДД/МС

Будучи связующим звеном лучших школ и программ в области права, инженерии и бизнеса, расположенный в самом сердце Силиконовой долины, Стэнфорд находится в центре революции как в технологическом, так и в информационном веке.Правовая политика, инженерные прорывы и изменяющее мир предпринимательство действуют здесь в режиме реального времени, создавая уникальные возможности и особые обязанности.

Часто в результате того, что происходит в Силиконовой долине и Стэнфорде, юристы во всем мире сталкиваются с новыми юридическими вопросами о применении закона к новым технологиям и влиянию новых технологий на закон. Решение этих вопросов требует умелого синтеза юридических и инженерных знаний. Независимо от того, сосредоточен ли кто-то на сетевом нейтралитете, патентной политике или любом из множества таких смешанных запросов, степень доктора права и магистра права и электротехники в Стэнфорде обеспечивает уникально строгую подготовку.

Вместе с новаторами мирового уровня и для них студенты Стэнфордского университета, получившие совместную степень, применяют право в реальных ситуациях, связанных с передовыми исследовательскими разработками. Будь то «изобретение Интернета заново» или разработка автомобилей-роботов, Инженерная школа Стэнфорда и Департамент электротехники изучают совершенно новые вопросы юридической транскрипции и политики — вопросы, которые не могут быть решены с чисто юридической или технической точки зрения.

Благодаря междисциплинарной курсовой работе студенты учатся превращать сложную теорию в мгновенную практику — консультировать предпринимателей, объяснять абстрактные юридические решения инженерам и сами разрабатывать новые правовые технологии или основы.И наоборот, студентов могут попросить объяснить очень сложные технические вопросы судьям, законодателям и другим политикам.

По мере накопления опыта студенты, получающие совместную степень, руководят уникальной группой выпускников — людей, настолько хорошо знакомых с вопросами права и технологий, насколько они вовлечены. Выпускники Stanford Law уже давно преуспели в качестве лидеров мнений в области права и технологий. Они не только помогли создать ведущие юридические фирмы Силиконовой долины, многие из них выступали в качестве генеральных юрисконсультов передовых технологических компаний, включая Microsoft, Apple, Cisco, Ebay, Yahoo, Oracle и Google, и это лишь некоторые из них.Совместная степень Стэнфорда в области права и электротехники перекликается с этим коллективным опытом.

Требования к курсу

Студенты, претендующие на эту совместную степень, должны иметь хотя бы базовую подготовку или опыт работы в области электротехники.

До 45 четвертей утвержденных курсов могут быть засчитаны для получения обеих степеней. Не более 31 четверти единиц утвержденных курсов, созданных за пределами юридической школы, могут засчитываться для получения юридической степени.

Максимальное количество кредитов юридического факультета, которое может быть засчитано для получения степени магистра электротехники, равно большему из: (i) 12 четвертных единиц; или (ii) максимальное количество единиц из курсов за пределами факультета, которые кандидатам в магистратуру в области электротехники разрешено засчитывать для получения степени магистра в соответствии с общими директивами факультета или как указано в случае индивидуальной программы конкретного студента.


Примечание для соискателей: Программа стипендий Knight-Hennessy предоставляет полное финансирование аспирантам Стэнфорда по всем дисциплинам с дополнительными возможностями для обучения лидерству и сотрудничества в разных областях. Соискателям совместной степени рекомендуется подать заявку на участие в программе стипендий Knight-Hennessy. Имейте в виду, что заявки на участие в программе Knight-Hennessy Scholars должны быть поданы в начале осени, за год до зачисления. Посмотреть даты и сроки: https://knight-hennessy.stanford.edu/admission/application-requirements

Дробные производные и законы электротехники

Аннотация

Назначение

Эта статья направлена ​​на оценку возможностей применения дробного исчисления в электрических цепях и теории магнитного поля.

Дизайн/методология/подход

Анализ математических обозначений используется для описания физических явлений.Анализ направлен на то, чтобы оспорить или доказать правильность применяемых обозначений.

Находки

Дробное исчисление иногда применяется правильно, а иногда ошибочно в электротехнике.

Оригинальность/ценность

В этом документе представлены рекомендации по правильному применению дробного исчисления при описании явлений электрических цепей.Это также может вдохновить исследователей на поиск новых приложений для дробного исчисления в будущем.

Ключевые слова

Цитата

Сикора, Р. и Павловский, С. (2018), «Дробные производные и законы электротехники», COMPEL — Международный журнал вычислений и математики в электротехнике и электронной технике , Vol. 37 № 4, стр. 1384-1391. https://doi.org/10.1108/COMPEL-08-2017-0347

Издатель

:

Изумруд Паблишинг Лимитед

Авторские права © 2018, Изумруд Паблишинг Лимитед

Основные законы электротехники MCQ [Вопросы с ответами] • Электротехника MCQ

Электротехника основана на определенных фундаментальных законах, принципах и теоремах.Весь список включает в себя закон Ома, закон Кирхгофа для тока и напряжения, делитель тока, делитель напряжения, теорему Нортона, теорему Тевенина, принцип суперпозиции.

Ниже приведены вопросы MCQ по основным законам, теоремам и принципам электротехники.

Начнем

Электротехника MCQ

Правильная формулировка закона Ома

Правильная формулировка закона Ома:

  1. V = IR
  2. V = R/I
  3. V = I 2 R
  4. V = IR 2

Правильный ответ: 1.В = ИК

Источник тока 20 Ампер подключен к двум параллельным резисторам, имеющим сопротивление (соответственно 5 и 15 Ом), ток через сопротивление 15 Ом равен

Источник тока 20 А подключен к двум параллельным резисторам, имеющим сопротивления (5 и 15 Ом соответственно), ток через сопротивление 15 Ом составляет:

  1. 5 ампер
  2. 10 ампер
  3. 15 ампер
  4. 20 ампер

Текущий ответ: 1. 5 ампер


Батарея постоянного тока 12 В питает два последовательных резистора: 1 кОм и 3 кОм.Падение напряжения на резисторе 3 кОм

Батарея постоянного тока 12 В питает два последовательных резистора: 1 кОм и 3 кОм. Падение напряжения на резисторе 3 кОм:

  1. 3 В
  2. 6 В
  3. 9 В
  4. 12 В

Правильный ответ: 3. 9 В


Любая линейная двусторонняя сеть может быть сведена к источнику напряжения и последовательному резистору с использованием:

Любая линейная двусторонняя сеть может быть сведена к источнику напряжения и последовательному резистору с помощью

  1. Теорема Нортона
  2. Теорема Тевенина
  3. Теорема суперпозиции
  4. Теорема о максимальной передаче мощности

Правильный ответ: 2.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.