Prezentare de electrotehnică și electronică pe tema „curent electric”. Prezentare pe tema "Inginerie electrica generala si electronica" Prezentare pe tema inginerie electrica pe tema curent electric

Slide 2

Conținutul cursului TOE FIBS semestrul de primăvară 2013-14

7. Funcția de transfer a circuitului și principalele caracteristici ale circuitului 7.1. Normalizarea parametrilor circuitului 7.2. Lanțul PF și proprietățile sale 7.3. Tipuri de caracteristici de frecvență 7.4. Relația dintre lățimea de bandă a circuitului RLC și factorul său de calitate este de 7,5. Conceptul de filtre 8. Analiza UPR într-un circuit 8.1. Semnale periodice și spectrele lor 2

Slide 3

8.1.1. Formulare de înregistrare RF 8.1.2. Spectrele discrete ale semnalelor periodice 8.1.3. Utilizarea transformatei Laplace pentru a analiza circuitul de control dintr-un circuit 8.2. Puterea și valoarea efectivă a Federației Ruse 8.2.1. Putere 8.2.2. Valoarea efectivă 8.3. Metode de analiză a RCP 8.3.1. Analiza UPR într-un circuit folosind RF 8.3.2. RF în formă închisă 9. Analiza circuitelor prin metoda spectrală 3

Slide 4

9.1. Semnale aperiodice și spectrele acestora 9.1.1. Trecerea de la un semnal periodic la unul aperiodic 9.1.2. Caracteristicile spectrale ale semnalelor aperiodice 9.1.3. Exemple de spectre ale semnalelor principale 9.2. Criterii privind lățimea spectrului de semnal 9.2.1. Energia semnalului și criteriile lățimii spectrului de semnal 9.2.2. Relația dintre lățimea spectrului și durata semnalului 9.2.3. Relația dintre lățimea spectrului și panta semnalului 9.3. Calculul aproximativ al semnalului din spectru 9.3.1. Calculul unui semnal din spectrul său de amplitudine și fază 9.3.2. Relația dintre un semnal și spectrul său imaginar și real 4

Slide 5

9.4. Metoda spectrală de calcul a circuitelor 9.4.1. Caracteristici generale ale metodei spectrale de calcul a circuitelor 9.4.2. Proprietățile lanțurilor ideale 9.4.3. Caracteristicile circuitelor reale 9.5. Spectrele semnalelor modulate în amplitudine 10. Analiza cvadripolilor și a circuitelor active 10.1. Caracteristicile generale ale cvadripolilor pasivi 10.1.1. Ecuații de stare de urgență 10.1.2. Calculul PF și conectarea situațiilor de urgență 10.1.3. Cvadrupol simetric în modul potrivit 5

Slide 6

10.2. Calculul circuitelor cu surse dependente 10.2.1. Caracteristici generale ale elementelor și circuitelor active 10.2.2. Scheme de înlocuire pentru situații de urgență ireversibile 10.2.3. Caracteristici ale metodelor de calcul a circuitelor cu echipament de protecție 10.3. Calculul circuitelor cu op-amp 10.3.1. Op-amp și proprietățile sale 10.3.2. Utilizarea amplificatoarelor operaționale pentru implementarea operațiilor matematice de bază 10.3.3. Caracteristici ale circuitelor de calcul cu amplificatoare operaționale 11. Analiza circuitelor neliniare 6

Slide 7

11.1. Caracteristicile generale ale circuitelor neliniare 11.1.1. Concepte de bază 11.1.2. Clasificare NC 11.2. Metode de calcul NC 11.2.1. Metoda grafică de calcul a circuitelor R 11.2.2. Calculul analitic al circuitelor R 11.2.3. Calculul circuitelor R cu diode 11.2.4. Caracteristici generale ale calculului circuitelor dinamice neliniare 7

Slide 8

Lucrări de curs FIBS 2013-14

În manualul de instruire (Proiectarea cursului privind teoria circuitelor electrice / Manual educațional pentru lucrătorii independenți. Sankt Petersburg, 1996. („Nr. 9222” З 21/К 93)) subiectul nr. 4, în versiunea electronică a manualului de instruire tema nr. 2 (opțiunea de număr este comunicată de profesorul care desfășoară orele practice) cu posibile modificări ale circuitului și tipului semnalului de intrare la latitudinea profesorului. Cursurile sunt pregătite în conformitate cu regulile stabilite în introducerea manualului. Apărarea lucrărilor de curs este acceptată de către profesorul care susține orele practice înainte de începerea sesiunii de examen. Un student care nu și-a susținut lucrările de curs înainte de examen nu este admis. 8

Slide 9

FUNDAMENTE TEORETICE ALE ELECTROGINENIEI Curs nr. 9

Capitolul 7. Funcția de transfer a circuitului și principalele caracteristici ale circuitului 7.1. Normalizarea parametrilor circuitului Obiective de normalizare (scalare): Mergeți la parametrii adimensionali: aproape de 1, adică. reduce răspândirea parametrilor circuitului. Obține cele mai asemănătoare formule pentru aceleași clase de circuite. Tipuri de normalizare: Normalizare după timp (după frecvență). timp normalizat, fără dimensiuni, unde există un interval caracteristic, de exemplu, constanta de timp pentru un circuit de ordinul 1 sau timpul de impuls al semnalului de intrare. 9

Slide 10

Frecvența normalizată, adică , adică , adică normalizarea în timp este inversă normalizării în funcție de frecvență. 2) Normalizare prin nivel de rezistență, valoarea de bază este rezistența caracteristică a circuitului, de exemplu, într-un circuit de ordinul 1 sau rezistență de sarcină. 3) Normalizare după nivelul semnalului, valoarea de bază este valoarea maximă a semnalului de intrare. Acest tip de normalizare se bazează pe proprietatea de proporționalitate a circuitelor liniare. Fiecare normalizare reduce numărul parametrilor circuitului cu 1. Parametrii circuitului: , i.e. , la fel dual. 10

Slide 11

În cursuri, luați ca valori de bază, . Nu este nevoie să normalizați toate elementele; nu este nevoie să normalizați nivelul semnalului.

Vă rugăm să rețineți: (kiloOhmi) kOhm = Ohm; (miliHenry) mH = Hn; (picoFarads) pF = F. Vezi exemplul din versiunea electronică a cursului. 11

7.1. Funcția de transfer a circuitului și proprietățile sale Conform teoremei de convoluție a transformatei Laplace, avem: aici se introduce notația. Să găsim imaginea caracteristicii tranzitorii Definiție: Funcția de transfer al circuitului (TF) este raportul dintre imaginea de reacție și imaginea singurului efect din lanț la zero NNU. 12

Slide 13

Proprietăți: PF este imaginea circuitului IH. Proprietatea 1 se numește a doua definiție a PF PH se găsește ca integrală a IH. Folosind PF, se găsesc caracteristicile de frecvență ale circuitului Pentru a trece la MCA din metoda operatorului, este suficient să se facă substituții formale 4. PF determină complet DE-ul circuitului, numitorul PF este caracteristica. polinom. Concluzie: PF conectează toate caracteristicile principale ale circuitului. Notă: IN este conectat la DC pasiv, să găsim curentul de intrare. 13

Slide 14

7.3. Tipuri de caracteristici de frecvență Definiție: Răspunsul generalizat în frecvență sau simplu răspunsul în frecvență al unui lanț este raportul dintre amplitudinea complexă a reacției și amplitudinea complexă a singurei influențe din lanț în USR. Deoarece Răspunsul în frecvență este o funcție complexă, poate fi reprezentată în formă algebrică și exponențială: AFC FFC VFC MCH 14

Slide 15

Relațiile dintre ele sunt evidente =arg=phase =Re 5) AFC Notă: AFC conține informații complete despre toate tipurile de caracteristici, este construit fie de AFC și PFC, fie de VFC și MFC și sunt setate frecvențele necesare. Concluzii privind răspunsul în frecvență: Răspunsul în frecvență conține informații complete despre raportul dintre amplitudinile sinusoidelor la ieșire și intrare la USR. 15

Slide 16

2) Răspunsul de fază conține informații complete despre schimbarea de fază a sinusoidelor de răspuns și impact în USR. Notă: în practică, răspunsul în frecvență este măsurat folosind două dispozitive (intrare și ieșire), iar răspunsul de fază este măsurat folosind un osciloscop cu două fascicule. Exemplu: răspuns în fază de frecvență răspuns 16

Slide 17

Să construim grafice calitative ale caracteristicilor: Notă: graficele răspunsului în frecvență și răspunsul de fază sunt construite calitativ pe baza a 3 puncte. Graficul AFC este construit pe un plan complex bazat pe AFC și PFC. 17

Slide 18

Notă: este necesar să se poată controla răspunsul în frecvență al unui circuit folosind diagrame de circuit echivalente la frecvențe caracteristice. 18

Slide 19

7.4 Relația dintre banda de trecere a unui circuit RLC și factorul său de calitate Definiție: Banda de trecere (BP) este de obicei numită gama de frecvență în regiunea răspunsului în frecvență maximă. Notă: frecvențele de tăiere ale benzii de trecere sunt adesea numite frecvențe de tăiere 19

Slide 20

Să dăm o interpretare frecvențelor limită: la frecvența de rezonanță: , . La granița PP, . Scăderi la granița PP cu un factor. cade de 2 ori. Să găsim PP-ul, i.e. 1) () , adică , adică , adică „+” 20

Slide 21

2) () , adică , adică + = Q= Concluzii: cu cât factorul de calitate al circuitului rezonant este mai mare, cu atât lățimea de bandă a acestuia este mai mică. Notă: 1), adică nu depinde de C, prin urmare, la reglarea la rezonanță, lățimea de bandă nu se modifică atunci când se schimbă capacitatea. 21

Slide 22

2) Cunoscând graficul răspunsului în frecvență, puteți găsi toți parametrii circuitului. 7.5. Conceptul de filtre Să luăm în considerare o stare de urgență Definiție: O rețea cu patru porturi (rețea cu patru porturi) este o parte a unui circuit care are 2 perechi de terminale externe (poli). Definiție: Un filtru este un domeniu de frecvență în care într-o anumită bandă de frecvență, numită PP, răspunsul în frecvență variază de obicei de la 1 la 0,707 sau de la to, iar în banda de frecvență rămasă, numită stopband (SP), răspunsul în frecvență rapid. atenuează. Definiție: Un filtru se numește ideal dacă are răspuns în frecvență = 1 în PP și răspuns în frecvență = 0 în PZ. Notă: este imposibil să se implementeze un filtru ideal, fie și doar pentru că răspunsul său în frecvență nu este o funcție fracționară-rațională a frecvenței generalizate, așa cum ar trebui să fie pentru circuitele reale. 22

Slide 23

Clasificarea filtrelor: se consideră filtre simetrice clasice de tip „k” LPF – filtru trece-jos, transmite la frecvențe joase Interpretarea comportării circuitului la frecvențe caracteristice: , i.e. KZ; , adică XX 23

Slide 24

2), adică XX; , adică SC 2. Filtru trece-înalt – filtru trece-înalt, transmite la frecvențe înalte Interpretarea este duală 24

Slide 25

3. BPF – filtru bandpass, trece un semnal într-un anumit interval de frecvență 4. BPF – filtru bandstop, nu transmite un semnal într-un anumit interval de frecvență 25

Slide 26

Sunt luate în considerare și alte tipuri de filtre. De exemplu, polinom (filtre Butterworth și Chebyshev de diverse ordine), filtre de tip m și altele. 8. Analiza UPR în circuit 8.1. Semnale periodice și spectrele lor 8.1.1 Forme de înregistrare RF În mod convențional, presupunem că se aplică o influență periodică asupra circuitului la Atunci, în orice moment, componenta liberă a dezintegrat și s-a stabilit un mod periodic (forțat). circuit. 26

Slide 27

Semnalele periodice reale satisfac condițiile Dirichlet: 1) într-o perioadă sunt limitate ca nivel, 2) într-o perioadă sunt continue, au un număr finit de maxime și minime dacă au discontinuități, atunci acestea sunt discontinuități de primul fel; iar numărul lor este finit. Definiție: Un semnal periodic care satisface condițiile Dirichlet pentru tot t poate fi extins într-o serie Fourier armonică convergentă, frecvențele armonice fiind multipli ai frecvenței primei armonice (fundamentale), adică. , perioada semnalului () în acest caz suma seriei Fourier în punctele de continuitate este egală, iar în punctul de discontinuitate de primul fel este egală cu jumătate din suma limitelor din stânga și dreapta, adică. RF converge slab la punctele de discontinuitate. Forme de înregistrare RF: 1. 27

Slide 28

Zero armonic, adică componenta constantă 2. Este posibilă convertirea RF într-o altă formă Proprietăți ale RF a semnalelor simetrice: 1) Chiar și semnalele nu conțin sinusoide, adică. 28

Slide 29

2) Semnalele impare nu conțin unde cosinus, adică . 3) Semnalele RF care sunt simetrice față de axa t atunci când sunt deplasate cu jumătate de perioadă nu conțin armonici de numere pare 3. Forma complexă de înregistrare RF 8.1.2 Spectre discrete ale semnalelor periodice Definiție: Ansamblul amplitudinilor complexe ale Armonicele RF se numesc spectrul discret al unui semnal periodic, respectiv, setul de amplitudini se numește spectru de amplitudine discretă, iar setul de faze se numește spectru de fază discret. 29

Slide 30

Spectrul de amplitudine este o funcție uniformă; spectru de fază funcție impară. Nota 1: Spectrul se numește discret, deoarece există doar la valori discrete ale frecvenței, distanța dintre armonici de-a lungul axei frecvenței este 2: spectrul este adesea numit spectru de linie, deoarece se notează prin segmente de linie dreaptă. 3: Particularitatea spectrului este că. 4: Unda sinusoidală este, de asemenea, un semnal periodic. Spectrele sale sunt 30

Slide 31

Concluzii: spectrul de amplitudine caracterizează pe deplin amplitudinile armonice, i.e. sinusoide cu care RF înlocuiește semnalul periodic, iar spectrul de fază caracterizează complet fazele inițiale, fiecare armonică există într-un interval de timp și numărul de armonici este de asemenea infinit. Nota 1: Pe parcurs, am demonstrat că o armonică cu o frecvență negativă are același drept de a exista ca o armonică cu o frecvență pozitivă 2: Toate formele de înregistrare RF sunt echivalente. 8.1.3.Utilizarea transformării Laplace pentru a analiza funcția de control într-un circuit 31

Slide 32

Numim primul puls condiționat o descriere a unui semnal periodic în cadrul primei perioade condiționate, trecem la transformarea Laplace, extinzând limita superioară și substituind-o în integrală; Concluzie: coeficienții RF pot fi găsiți folosind imaginea Laplace a primului impuls condiționat al unui semnal periodic. 8.2.Puterea și valoarea efectivă a RF 8.2.1.Puterea Luați în considerare un DC pasiv în unitatea de control, al cărui curent și tensiune sunt descompuse în RF Puterea medie pentru perioada (puterea activă a DC) 32

Slide 33

FUNDAMENTE TEORETICE ALE ELECTROGINENIEI Curs nr. 9

Să înlocuim RF de curent și tensiune, ținând cont de faptul că (aria totală a sinusoidei pe o perioadă) și integrala produsului armonicilor cu numere diferite este, de asemenea, egală cu 0. 8.2.2 Valoarea efectivă a valorii pătrate medii RF, care are o interpretare energetică Înlocuirea cu în formula de putere 33.

Slide 34

În mod similar pentru tensiune Notă: Pentru un semnal cu valoare constantă, valoarea instantanee, amplitudinea, medie și efectivă sunt aceleași. 8.3. Metode de analiză a RCP 8.3.1. Analiza UPR într-un circuit folosind RF Idee de bază: Considerăm influențele RF ca fiind suma influențelor elementare și folosim metoda suprapunerii pentru a găsi reacții RF. Secvența acțiunilor: 1. Expunerea periodică este stabilită în Federația Rusă. În practică, ele sunt de obicei limitate la primele câteva armonice, deoarece RF converge rapid, utilizați „RF scurtat” (segment RF) 34

Slide 35

2. Găsim PF-ul circuitului, conform acestuia răspunsul în frecvență (AFC și răspunsul de fază) Semnificația răspunsului în frecvență în USR, și pentru fiecare armonică c a circuitului USR. 3. Folosind metoda suprapunerii găsim reacția RF Pe baza 1-3 = = 35

Slide 36

Fiind o metodă aproximativă, metoda este eficientă dacă circuitul este filtru trece-jos. Cu toate acestea, în unele circuite, scăderea amplitudinilor de impact este compensată de o creștere a răspunsului în frecvență al circuitului, trebuie luate în considerare sute de armonici și un calcul aproximativ folosind RF devine laborios. Nota 1: Compoziția spectrală a reacției corespunde pe deplin compoziției spectrale a efectului și nu pot apărea noi armonici la ieșire. 2: Circuitul trece diferite armonici cu coeficienți de transmisie diferiți, adică forma semnalului periodic la ieșire nu se potrivește cu forma semnalului periodic la intrare.

8.3.2. RF în formă închisă (calculul exact al funcției de control) Ideea principală a metodei este că componenta liberă este determinată de rădăcinile CP (adică polii PF), iar componenta forțată are un caracter matematic formă de influență (nu se împlinește la rezonanță). 36

Secvența de acțiuni: În mod convențional presupunem că o acțiune periodică este aplicată la t=0 Găsim imaginea acțiunii ținând cont de formula pentru suma unei progresii geometrice amortizate 2. Găsim PF-ul circuitului polii PF presupunem că polii nu sunt multipli. 3. Găsiți imaginea reacției (semnal de ieșire) și selectați componentele libere și forțate din ea. 37

Slide 38

Componenta liberă este determinată de polii PF, iar componenta forțată are o formă matematică de influență, adică. progresie geometrică, adică descrierea dorită a primului impuls al unei reacții la starea de echilibru în intervalul primei perioade, i.e. definiți ca de obicei 4. Aflați primul impuls la ieșire ]() Determinați-i originalul, adică. o descriere exactă a unei reacții periodice în intervalul de 1 perioadă și continuați-o periodic. Observația 1: Soluția exactă găsită se numește RF în formă închisă, deoarece are în vedere un număr infinit de armonici. 38

Slide 39

Nota 2: Dacă presupunem că semnalul de intrare începe de la 0, atunci această metodă poate fi utilizată pentru a calcula PP de fapt, se găsește componenta liberă în 3: Calculul poate fi efectuat și pentru o funcție rațională nefracțională; . Capitolul 9. Analiza circuitelor prin metoda spectrală 9.1. Semnale aperiodice și spectrele acestora 9.1.1. Tranziția de la un semnal periodic la un semnal aperiodic Un semnal aperiodic (impuls unic) poate fi considerat periodic atunci când Transformarea RF în formă complexă pentru un semnal periodic 39

Vizualizați toate diapozitivele

Cuprins Conceptul de curent electric Mărimi fizice Distribuția energiei electrice Legea lui Ohm Grad IP Grad IK

Conceptul de curent electric Curentul electric este mișcarea direcționată a particulelor încărcate electric. Este curent electric?

Conceptul de curent electric Cum se creează mișcarea direcționată a particulelor încărcate? Pentru a menține un curent electric într-un conductor, este necesară o sursă externă de energie, care ar menține întotdeauna o diferență de potențial la capetele acestui conductor. Astfel de surse de energie sunt așa-numitele surse de curent electric, care au o anumită forță electromotoare (EMF), care creează și menține o diferență de potențial la capetele conductorului pentru o perioadă lungă de timp.

Conceptul de curent electric Este posibilă mișcarea particulelor încărcate în toate substanțele? Conductor Semiconductor. Un dielectric este un corp care conține o cantitate suficientă de sarcini electrice libere în interior care se pot deplasa sub influența unui câmp electric este un corp care nu conține sarcini electrice libere în interior; În izolatoare, curentul electric nu este posibil: metale, soluții de săruri și acizi, sol umed, corpuri umane și animale, sticlă, plastic, cauciuc, carton, aer este un material care conduce curentul, doar în anumite condiții este pe bază de siliciu și aliaje. pe el

Conceptul de curent electric Curentul continuu (DC) Curentul continuu este un curent electric care nu își schimbă direcția în timp. Sursele de curent continuu sunt celulele galvanice, bateriile și generatoarele de curent continuu. Curentul alternativ (AC) Un curent alternativ este un curent electric a cărui magnitudine și direcție se modifică în timp. Domeniul de aplicare al curentului alternativ este mult mai larg decât cel al curentului continuu. Acest lucru se datorează faptului că tensiunea AC poate fi scăzută sau crescută cu ușurință folosind un transformator, în aproape orice domeniu. Curentul alternativ este mai ușor de transportat pe distanțe lungi.

Mărimi fizice Tensiune Curent Rezistență Frecvență Putere activă Putere reactivă Putere aparentă

Tensiunea (U) dintre două puncte este diferența de potențial în diferite puncte ale unui circuit electric, determinând prezența curentului electric în acesta. Unitate de măsură - Volt (V) 1 V = 1 J/C

Puterea curentului (I) este o valoare egală cu raportul dintre sarcina q care trece prin secțiunea transversală a conductorului și perioada de timp t în care a circulat curentul. Unitate de măsură: Amperi (A)

Rezistența (R) este o mărime fizică care caracterizează proprietățile unui conductor de a împiedica trecerea curentului electric și este egală cu raportul dintre tensiunea de la capetele conductorului și puterea curentului care circulă prin acesta. Unitate de măsură - Ohm (Ohm)

Frecvența (f) – determină numărul de oscilații curente pe secundă. Unitate de măsură - Hertz (Hz) 50 Hz

Puterea Puterea electrică este o mărime fizică care caracterizează viteza de transmitere sau conversie a energiei electrice. W VAR VA Q = U ∙ I ∙ sin φ P = U ∙ I ∙ cos φ S=U ∙ I

Distribuția energiei electrice Tensiunea de linie (U l) este tensiunea dintre două fire de fază (380 V) Tensiunea de fază (U f) este tensiunea dintre firul neutru și unul dintre firele de fază (220 V)

Legea lui Ohm: O lege fizică care definește relația dintre forța electromotoare a unei surse sau tensiune cu curentul și rezistența unui conductor. Înființat experimental în 1826 și numit după descoperitorul său Georg Ohm. Esența legii este simplă: curentul generat de tensiune este invers proporțional cu rezistența pe care trebuie să o depășească și este direct proporțional cu tensiunea generatoare. Formula legea lui Ohm pentru o secțiune a unui lanț: I= U R

O diagramă care să vă ajute să vă amintiți legea lui Ohm. Trebuie să închideți valoarea necesară și alte două simboluri vor da formula pentru calcularea acesteia. legea lui Ohm

Grad de protecție IP și IK IP, format din două litere urmate de două cifre. Codul IP indică gradul de protecție împotriva contactului cu părțile sub tensiune, a pătrunderii solidelor străine și a lichidelor. Nivelul de protecție IK este format din două litere urmate de două numere. Codul IK indică gradul de protecție împotriva șocurilor mecanice externe.

Clasament IP 1. Protecție împotriva pătrunderii corpurilor solide mai mari de 50 mm (exemplu: contact accidental cu mâna) 2. Protecție împotriva pătrunderii corpurilor solide mai mari de 12 mm (exemplu: contact cu degetele) 3. Protecție împotriva pătrunderii corpurilor solide mai mari mai mult de 2. 5 mm (exemplu: contact cu scule, fire) 4. Protecție împotriva pătrunderii corpurilor solide mai mari de 1 mm (exemplu: contact cu scule mici, fire subțiri) 5. Protecție împotriva pătrunderii prafului (acoperire inofensivă) 6. Complet rezistent la praf0. Fără protecție

Grad IP 1. Protecție împotriva picăturilor de apă care cad vertical (condens) 2. Protecție împotriva picăturilor de apă care cad la un unghi vertical de până la 15° 3. Protecție împotriva stropirii apei la un unghi vertical de până la 60° 4. Protecție împotriva pulverizarea cu apă din orice parte 5. Protecție împotriva jeturilor de apă la presiune joasă din toate direcțiile 6. Protecție împotriva jeturilor și valurilor puternice de apă 7. Protecție împotriva pătrunderii lichidului în timpul imersiei temporare 8. Protecție împotriva pătrunderii lichidului în timpul scufundării prelungite sub presiune 0. Fără protecție

Gradul IK 01 - Energie de impact 0,150 J 02 - Energia de impact 0,200 J 03 - Energia de impact 0,350 J 04 - Energia de impact 0,500 J 05 - Energia de impact 0,700 J 06 - Energia de impact 1,00 J 07 - Energia de impact 2,00 J 5,80 - J Energie de impact 09 - Energia de impact 10.00 J 10 - Energia de impact 20.00 J

Descrierea prezentării prin diapozitive individuale:

1 tobogan

Descriere slide:

2 tobogan

Descriere slide:

Energia electrică (electromagnetică) este unul dintre tipurile de energii aflate la dispoziția omului. Energia este o măsură a diferitelor forme de mișcare a materiei și a tranziției mișcării materiei de la un tip la altul. Avantajele energiei electrice includ: - relativă ușurință de producție, - posibilitatea de transmitere aproape instantanee pe distanțe mari, - metode simple de transformare în alte tipuri de energie (mecanică, chimică), - ușurință în controlul instalațiilor electrice, - ridicat eficienta dispozitivelor electrice.

3 slide

Descriere slide:

Preistoria ingineriei electrice ar trebui considerată perioada anterioară secolului al XVII-lea. În aceste vremuri, au fost descoperite unele fenomene electrice (atragerea particulelor de praf către chihlimbar) și magnetice (busola în navigație), dar natura acestor fenomene a rămas necunoscută. Prima etapă din istoria ingineriei electrice trebuie considerată secolul al XVII-lea, când au apărut primele studii în domeniul fenomenelor electrice și magnetice. Pe baza acestor studii, prima sursă de curent electric a fost creată în 1799 de Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta (italian) - „coloană voltaică.” Această sursă este acum numită o celulă galvanică în onoarea lui Luigi Galvani (italian), care un an nu a trăit pentru a vedea această descoperire, dar fiind medic, a făcut multe pentru a realiza această descoperire

4 slide

Descriere slide:

A doua etapă de dezvoltare a ingineriei electrice. 1820 – A fost descoperit efectul magnetic al curentului (Hans Christian Ørsted) (daneză) – fizician danez. 1821 – A fost descoperită legea interacțiunii curenților electrici (Andre-Marie Ampère) (franceză) – fizician francez. 1827 – A fost descoperită legea fundamentală a circuitului electric (Georg Simon Ohm) (german) – fizician german. 1831 – A fost descoperită legea inducției electromagnetice (Michael Faraday) (engleză) – fizician englez. 1832 – A fost descoperit fenomenul de autoinducere (Joseph Henry) (american) – fizician american. 1832 – Fabricarea unui generator electric de curent continuu (Hippolyte Pixie) (franceză) – producător francez de instrumente (comandat de Andre-Marie Ampère (francez) – fizician francez.

5 slide

Descriere slide:

A doua etapă de dezvoltare a ingineriei electrice. 1833 – A fost formulată o regulă care determină direcția curentului de inducție (Emily Christianovich (Heinrich Friedrich Emil) Lenz) (germană) – fizician rus. 1838 - Invenția primului motor electric adecvat pentru scopuri practice (Boris Semenovich (Moritz Hermann von) Jacobi) (german) - fizician rus. 1841 – 1842 – Determinarea efectului termic al curentului (James Prescott Joule) (engleză) – fizician englez, (Heinrich Friedrich Emil) Lenz) (german) – fizician rus. 1845 – S-au formulat reguli pentru calcularea circuitelor (Gustav Robert Kirchhoff) (german) – fizician german.

6 slide

Descriere slide:

A treia etapă de dezvoltare a ingineriei electrice. 1860-1865 – A fost creată teoria câmpului electromagnetic (James Clerk (Clark) Maxwell) (engleză) – fizician englez. 1870 - Crearea primului generator electric care a primit aplicație practică (Zenobe (Zinovy) Theophilus Gramm) (belgian) - fizician francez. 1873 – Invenția lămpii electrice cu incandescență (obținerea unui brevet) (Alexander Nikolaevich Lodygin) (rusă) – inginer electrician rus. 1876 ​​- Invenția telefonului (primirea unui brevet) (Alexander Graham Bell) (engleză) - fizician american.

7 slide

Descriere slide:

A treia etapă de dezvoltare a ingineriei electrice. 1876 ​​– Crearea unui transformator pentru alimentarea surselor de iluminat (obținerea unui brevet) (Pavel Nikolaevich Yablochkov) (rusă) – inginer electrician rus. 1881 – Construirea primei linii de transport electric (Marcel Depres) (franceză) – fizician francez. 1885 – Invenția receptorului radio (Alexander Stepanovici Popov) (rus) – inginer electrician rus. 1886 – Invenția radiotelegrafului (Guglielmo Marconi) (italian) inginer radio italian. 1897 – A fost descoperit electronul (Sir Joseph John Thomson) (engleză) – fizician englez.

8 slide

Descriere slide:

A patra etapă de dezvoltare a ingineriei electrice. 1904 – Invenția diodei cu tub (Sir John Ambrose Fleming) (engleză) – fizician englez. 1906 – Invenția triodei cu tuburi (Lee de Forest) (engleză) – fizician american. 1928 – Invenția tranzistorului cu efect de câmp (primirea unui brevet) (Julius Edgar Lilienfeld) fizician austro-ungar. 1947 – Invenția tranzistorului bipolar (William Shockley, John Bardeen și Walter Brattain la Bell Labs) de către fizicienii americani. 1958 – Invenția circuitului integrat. (Jack Kilby (Texas Instruments) bazat pe germaniu, Robert Noyce (fondatorul Fairchild Semiconductor) bazat pe siliciu) Inventori americani.

Slide 9

Descriere slide:

Ingineria electrică este știința aplicării practice a fenomenelor electrice și magnetice. Electron din greacă. electron – rășină, chihlimbar. Toate definițiile de bază legate de inginerie electrică sunt descrise în GOST R 52002-2003. Mărimile constante se notează cu litere mari: I, U, E sunt scrise cu litere mici: i, u, e; Sarcina electrică elementară este o proprietate a unui electron sau proton care caracterizează relația acestora cu propriul câmp electric și interacțiunea cu un câmp electric extern, determinată pentru electron și proton de valori numerice egale cu semne opuse. În mod convențional, un semn negativ este atribuit sarcinii electronului, iar un semn pozitiv sarcinii protonului. (-1,6*10-19 C)

10 diapozitive

Descriere slide:

Un câmp electromagnetic este un tip de materie definit în toate punctele de două mărimi vectoriale care îi caracterizează cele două laturi, numite „câmp electric” și „câmp magnetic”, care exercită o forță asupra particulelor încărcate electric, în funcție de viteza lor și de electricitatea. încărca. Un câmp electric este una dintre cele două laturi ale unui câmp electromagnetic, caracterizată printr-un efect asupra unei particule încărcate electric cu o forță proporțională cu sarcina acestei particule și independentă de viteza acesteia. Câmpul magnetic este una dintre cele două laturi ale câmpului electromagnetic, caracterizată prin efectul asupra unei particule încărcate electric în mișcare cu o forță proporțională cu sarcina acestei particule și cu viteza acesteia.

11 diapozitiv

Descriere slide:

Un purtător de sarcini electrice este o particulă care conține un număr inegal de sarcini electrice elementare de semne diferite. Curentul electric este fenomenul de mișcare direcțională a purtătorilor de sarcină electrică și (sau) fenomenul de modificări ale câmpului electric în timp, însoțite de un câmp magnetic. În metale, purtătorii de sarcină sunt electroni în electroliți și plasme, ei sunt ioni. Valoarea curentului electric printr-o anumită suprafață S la un moment dat este egală cu limita raportului dintre sarcina electrică ∆q transferată de particulele încărcate prin suprafață în intervalul de timp ∆t la durata acestui interval, când acesta din urmă tinde spre zero, adică. unde i este curent electric, (A); q – sarcina, (C); t – timp (s).

12 slide

Descriere slide:

Curentul continuu este un curent la care aceeași sarcină este transferată în fiecare perioadă egală de timp, adică: unde I este curentul electric, (A); q – sarcina, (C); t – timp (s). Intensitatea curentului electric este o mărime vectorială care caracterizează câmpul electric și determină forța care acționează asupra unei particule încărcate electric din câmpul electric. Este egal cu raportul dintre forța care acționează asupra unei particule încărcate și sarcina acesteia și are direcția forței care acționează asupra unei particule cu sarcină pozitivă. Măsurat în N/C sau V/m. O forță externă este o forță care acționează asupra unei particule încărcate electric, cauzată de procese care sunt neelectromagnetice atunci când sunt privite macroscopic. Exemple de astfel de procese sunt reacțiile chimice, procesele termice, influența forțelor mecanice și fenomenele de contact.

Slide 13

Descriere slide:

Forța electromotoare; EMF este o mărime scalară care caracterizează capacitatea unui câmp extern și a unui câmp electric indus de a provoca un curent electric. Numeric, EMF este egal cu munca A (J) efectuată de aceste câmpuri la transferul unei unități de sarcină q (C) egală cu 1 C. unde E - (EMF) forța electromotoare, V; A – lucrul forțelor exterioare la deplasarea unei sarcini (J); q – taxa, (C). Tensiunea electrică este o mărime scalară egală cu integrala de linie a intensității câmpului electric de-a lungul căii luate în considerare. Determinată pentru tensiunea electrică U12 de-a lungul traseului considerat de la punctul 1 până la punctul 2. Unde ε este intensitatea câmpului electric, dl este elementul infinitezimal al căii, r1 și r2 sunt vectorii cu rază ai punctelor 1 și 2, adică. tensiunea este munca forțelor de câmp cu intensitatea ε cheltuită pentru transferul unei unități de sarcină (1 C) de-a lungul căii l. Diferența de potențial este o tensiune electrică într-un câmp electric irrotațional, care caracterizează independența alegerii căii de integrare.

Slide 14

Descriere slide:

Un circuit electric este un set de dispozitive și obiecte care formează o cale pentru curentul electric, procesele electromagnetice în care pot fi descrise folosind conceptele de forță electromotoare, curent electric și tensiune electrică. Cel mai simplu circuit electric (schema electrică).

15 slide

Descriere slide:

Un element al unui circuit electric este un dispozitiv separat care face parte dintr-un circuit electric și îndeplinește o funcție specifică în acesta. Elementele principale ale celui mai simplu circuit electric sunt sursele și receptorii de energie electrică Cel mai simplu circuit electric (schema electrică).

16 diapozitiv

Descriere slide:

În sursele de energie electrică, diferite tipuri de energie, de exemplu chimică, mecanică, sunt transformate în electrice (electromagnetice). În receptoarele de energie electrică are loc o conversie inversă - energia electromagnetică este convertită în alte tipuri de energie, de exemplu chimică (băi galvanice pentru topirea aluminiului sau aplicarea unui strat de protecție), mecanică (motoare electrice), termică (elemente de încălzire), luminoasă ( lămpi fluorescente).

Slide 17

Descriere slide:

O diagramă de circuit electric este o reprezentare grafică a unui circuit electric, care conține simboluri ale elementelor sale și care arată conexiunea acestor elemente. Pentru colectarea circuitelor se folosesc diagrame schematice, unde fiecare element corespunde unei desemnări grafice și litere convenționale, iar pentru calculele circuitelor se folosesc circuite echivalente, în care elementele reale sunt înlocuite cu modele de calcul, iar toate elementele auxiliare sunt excluse. Diagramele schematice sunt întocmite în conformitate cu GOST, de exemplu: GOST 2.723-68 „Sistem unificat de documentație de proiectare. Simboluri grafice convenționale în diagrame. Inductori, bobine, transformatoare, autotransformatoare și amplificatoare magnetice” GOST 2.728-74 „Sistem unificat de documentație de proiectare. Simboluri grafice convenționale în diagrame. Rezistoare, condensatoare”

18 slide

Descriere slide:

Slide 19

Descriere slide:

Diagrama echivalentă este o diagramă a unui circuit electric care afișează proprietățile circuitului în anumite condiții. Un element ideal (al unui circuit electric) este o reprezentare abstractă a unui element dintr-un circuit electric, caracterizată printr-un parametru. Un terminal de circuit electric este un punct dintr-un circuit electric conceput pentru a realiza o conexiune la un alt circuit electric. O rețea cu două terminale este o parte a unui circuit electric cu două terminale dedicate. Circuitele pot fi simple sau complexe. În circuitele simple, toate elementele sunt conectate în serie. În circuitele complexe există ramuri pentru curent.

20 de diapozitive

Descriere slide:

21 de diapozitive

Descriere slide:

22 slide

Descriere slide:

Slide 23

Descriere slide:

24 slide

Descriere slide:

În funcție de tipul de curent, circuitele sunt împărțite în circuite de curent continuu, variabil și alternativ. Curentul continuu este un curent electric care nu se modifică în timp t (Fig. 1.3.a). Toți ceilalți curenți sunt variabili în timp (Fig. 1.3.b.) sau variabili (Fig. 1.3.c.). Un circuit de curent alternativ este un circuit cu un curent care variază sinusoid. a) b) c) Fig. 1.3. Tipuri de curenți în circuite.

25 slide

Descriere slide:

Circuitele liniare includ circuite în care rezistența electrică a fiecărei secțiuni nu depinde de valoarea și direcția curentului și tensiunii. Aceste. Caracteristica curent-tensiune (caracteristica volt-ampere) a secțiunilor circuitului este prezentată sub forma unei linii drepte (dependență liniară) (Fig. 1.3. a). a) b) Fig. 1.3. Caracteristicile volt - amper (VAC) ale circuitelor. unde U este tensiunea, (V); I – puterea curentului, (A). Circuitele rămase se numesc neliniare (Fig. 1.3.b).

26 slide

Descriere slide:

Rezistența electrică la curentul continuu este o mărime scalară egală cu raportul dintre tensiunea electrică directă dintre bornele unei rețele pasive cu două terminale și curentul electric continuu din aceasta. unde R este rezistența electrică la curent continuu, (Ohm); ρ - rezistivitate, (Ohm*m); ℓ - lungimea conductorului, (m); S – aria secțiunii transversale, (m2), unde R – rezistența electrică la curent continuu, (Ohm); U - tensiune, (V); I – puterea curentului, (A). Un rezistor este un element al unui circuit electric conceput pentru a-și folosi rezistența electrică. Pentru fire, rezistența se găsește prin formula:

Slide 27

Descriere slide:

Rezistența firelor, rezistențelor și altor conductori de curent electric depinde de temperatura T a mediului înconjurător. tensiune electrică între bornele acestei reţele cu două borne. Aceste. valoarea reciprocă a rezistenței unde R este rezistența electrică la curent continuu, (Ohm); R20 – rezistență electrică la curent continuu la o temperatură de 20ºС, (Ohm); α este coeficientul de rezistență la temperatură, în funcție de material; T – temperatura ambiantă, (ºС). unde G este conductivitatea electrică, (Sm) (Siemens) sau Ohm-1; U - tensiune, (V); I – puterea curentului, (A); R – rezistența electrică, (Ohm).

28 slide

Descriere slide:

Legătura fluxului este suma fluxurilor magnetice legate de elementele circuitului electric. Legătura de flux de auto-inducție este legătura de flux a unui element dintr-un circuit electric cauzată de curentul electric din acest element. Auto-inductanța este o mărime scalară egală cu raportul dintre legătura de flux a auto-inductanței unui element de circuit electric și curentul electric din acesta. unde Ψ – legătura de flux, (Wb); m - numărul de spire; Ф – flux magnetic (Wb). unde L este inductanța, (H); Ψ – legătura de flux, (Wb); I – puterea curentului, (A).

Slide 29

Informații istorice.

Conținutul prelegeriiFormalități
Prezentare generală a cursului
Introducere în inginerie electrică teoretică:
TOE nu este dificil!
Definiții de bază
Legile lui Ohm și Kirchhoff
Clasificarea circuitelor electrice
Concluzii scurte
2

Formalitati

Formalitati (continuare)

Evaluare

Referințe

Prezentare generală a cursului

Prezentare generală a cursului

Exemplu

Exemplu (continuare)

Exemplu (continuare)

Exemplu (continuare)