Раздел № 1 Электрические цепи постоянного тока

Тема № 1 Электрическое поле и его изображение

План: 1)Определение электрического поля и его особенности

2)Напряженность электрического поля

3)Работа электрического поля

Электрическое поле – это пространство, воздействующее на заряженные частицы и обладающее электрической энергией.

Изображается электрическое поле в виде силовых линий, которые направлены от “+” к “-”

Если заряды в электрическом поле располагаются равномерно, то оно называется однородным.

Если заряды располагаются не равномерно, то оно называется неоднородным электрическим полем.

Параметры электрического поля

1)Напряженность электрического поля

Напряженность численно равна отношению силы, с которой поле действует на заряд к величине этого заряда.

Напряженность величина векторная. Направление вектора напряженности совпадает с направлением силовых линий электрического поля.

где ( E – напряженность, F- сила с которой поле действует на заряд, q- заряд )

2)Работа электрического поля

Поле совершает работу по перемещению заряда из одной точки поля в другую.

A=F· ;Дж

– расстояние на которое перемещается заряд

Численно равно отношению работы по перемещению заряда из одной точки в другую к величине этого заряда. U

Численно равен работе, которая может быть совершена силами электрического поля по перемещению заряда из одной точки поля в другую, которая является нулевой. Напряжение между двумя точками электрического поля равно разности потенциалов в этих точках.

– );В

где потенциал в точке М

потенциал в точки N

Потенциал, так же как и напряжение измеряется в вольтах. Напряжение измеряет вольтметр, который подключается параллельно.

Электрический ток – это направленное упорядоченное движение заряженных частиц по проводнику под действием электрического поля. Интенсивность электрического поля определяется силой тока. Ток величина векторная.

За направлением тока принимается направление движения положительных заряженных частиц или направление от “+” к “ – ”.

Сила тока численно равна количеству электричества проходящего через поперечное сечение проводника в ед. времени. ,

Постоянный ток – это такой ток, величина и направление которого не изменяется с течением времени.

Переменный ток – это такой ток, величина и направление которого изменяются с течением времени.

Ток измеряется амперметром, который подключается последовательно.

Тема № 4 Мощность электрической цепи.

Закон Джоуля-Ленца

План: 1)Определение мощности

Мощность – это скорость совершения работы или скорость преобразования одного вида энергии в другой.

Основная формула мощности: , Вт

Мощность источника – это скорость, с которой какой либо вид энергии преобразуется в источнике в электрическую энергию.

Она равна: , Вт

где Е – ЭДС источника и ток в цепи

Мощность потребителя – это скорость, с которой электрическая энергия в потребителе преобразуется в другой вид энергии.

Она равна: , Вт

где U – это напряжение на потребителя

Мощность потребителя можно выразить через напряжение и сопротивление или через ток сопротивления.

Мощность потерь – она характеризует непроизводительный расход энергии.

Она равна:

где – это напряжение потерь внутри источника

Баланс мощностей – мощность источника равна сумме мощности потребителя плюс мощность потерь.

Она равна:

КПД – коэффициент полезного действия

η =

КПД показывает какой процент полезной мощности (мощность потребителя) составляет от затраченной мощности(мощность источника).

КПД всегда n1, при этом К 1.

Трансформатор в режиме холостого хода.

Трансформатор в режиме короткого замыкания.

Закон сохранения энергии в трансформаторе – полная мощность в первичной обмотке трансформатора равна полной мощности во вторичной обмотке трансформатора.

S1=S2

Где S1- полная мощность первичной обмотки

S2- полная мощность вторичной обмотки

Из прямоугольного треугольника мощностей следует:

Внешняя характеристика – это зависимость напряжения во вторичной обмотке от тока во вторичной обмотке.

График зависимости КПД от тока во вторичной обмотке.

Раздел № 1 Электрические цепи постоянного тока

Последнее изменение этой страницы: 2017-04-12; Просмотров: 494; Нарушение авторского права страницы

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ОКТЯБРЬСКИЙ КОММУНАЛЬНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по изучению дисциплины

«Электротехника»

Программы подготовки специалистов среднего звена

по специальности 08.02.09

«Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий»

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ

Октябрьский 2015 г.

На заседании цикловой комиссии

от «» 2015г.

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ Боброва Л.В.

ЗАВ.ЗАОЧНЫМ ОТДЕЛЕНИЕМ Зинатуллина В.И.

Составитель: Боброва Л.В., преподаватель спец. дисциплин ГБПОУ ОКСК

Методические указания по изучению дисциплины «Электротехника» составлены в соответствии с характеристикой профессиональной деятельности выпускников и требований к минимуму результатов освоения дисциплины.

Методические указания по изучению дисциплины «Электротехника» адресованы студентам заочной формы обучения в помощь для организации самостоятельной работы по изучению материалов курса.

Содержат рекомендации по изучению теоретического блока, перечень тем, вопросы для самоконтроля, порядок выполнения и оформления контрольных работ, а также включает вопросы и задания по промежуточной аттестации.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

УВАЖАЕМЫЙ СТУДЕНТ!

Самостоятельная работа при заочной форме обучения является основным видом учебной деятельности. Ваша самостоятельная работа по дисциплине предполагает следующее:

– самостоятельное изучение теоретического материала;

– выполнение практических и/или лабораторных работ;

– выполнение контрольных работ;

В помощь Вам предлагается Методические указания по изучению дисциплины, подготовленные преподавателями колледжа.

Методические указания по изучению дисциплины «Электротехника» является частью Программы подготовки специалистов среднего звена ГБПОУ ОКСК по специальности «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий», разработанной в соответствии с ФГОС СПО третьего поколения.

Цель изучения дисциплины «Электротехника»

В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:

– выполнять расчеты электрических цепей;

– выбирать электротехнические материалы на основе анализа их свойств для конкретного применения;

– пользоваться приборами и снимать их показания;

– выполнять проверки амперметров, вольтметров и однофазных счетчиков;

– выполнять измерения параметров цепей постоянного и переменного тока.

–читать и составлять схемы электрических соединений;*

– выполнять расчеты магнитных цепей;*

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:

– основы теории электрических и магнитных полей;

– методы расчета цепей постоянного, переменного однофазного и трехфазного тока;

– методы измерения электрических, неэлектрических и магнитных величин;

– схемы включения приборов для измерения тока, напряжения, энергии, частоты, сопротивления изоляции, мощности;

– правила поверки приборов: амперметра, вольтметра, индукционного счетчика;

– классификацию электротехничеких материалов, их свойства, область применения;

– требования ГОСТов и ЕСКД к оформлению и составлению электрических схем;*

– методы расчета переходных процессов.*

– методы расчета магнитных цепей.*

Содержание дисциплины «Электротехника» разбито на смысловые блоки (разделы), которые изучаются по темам.

Практические работы выполняются аудиторно.

Контрольные работы выполняются самостоятельно.

Для того чтобы Вам успешно пройти итоговую форму контроля, необходимо, помимо освоения теоретического материала и отчета по практическим работам, выполненным аудиторно, выполнить контрольную работу, предусмотренную учебным планом. Для того чтобы получить свой вариант контрольной работы, Вам достаточно обратиться к методисту заочного отделения.

Получив свой вариант контрольной работы, вы должны:

– внимательно ознакомиться с вопросами (теоретическими и практическими) своего варианта;

– подобрать соответствующую учебно-методические пособия, изданные в колледже, учебную литературу, нормативные и нормативно-правовые документы;

– ознакомиться с подобранной информацией;

– выполнить задания по теоретическим вопросам, составив, в зависимости от задания, конспект, таблицу, схему, план ответа и др.

– провести расчеты, решить задачи, предварительно изучив типовые образцы по теме, используя учебно-методические пособия, изданные в колледже.

– оформить работу в соответствии с образцами.

Если Вами не освоен теоретический материал или у Вас возникают трудности при выполнении контрольной работы, необходимо обратиться за помощью к преподавателю или попытаться ещё раз самостоятельно с помощью данных указаний пройти весь образовательный маршрут по проблемному разделу. С графиком консультаций, проводимых преподавателем, можно ознакомиться у методиста заочного отделения.

Итоговый контроль по дисциплине

По итогам изучения дисциплины проводится экзамен. Перечень вопросов и варианты заданий представлены в Методических указаниях.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ МАРШРУТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Желаем Вам удачи!

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

В ГБПОУ ОКСК на дисциплину «Электротехника» по специальности «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий» отводится 520 часов, в том числе 390 часов аудиторной нагрузки и 120 часов самостоятельной работы студентов. Освоение дисциплины требует обязательного выполнения студентами двух контрольных работ и практических занятий. По итогам изучения дисциплины проводится экзамен.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Задачи и содержание дисциплины, ее связь с другими дисциплинами. Значение электротехнической подготовки техника в освоении новой техники.

Раздел 1

Электрическое поле. Электрические цепи постоянного тока

Раздел2

Раздел 4 Магнитное поле

Тема 4.1 Магнитное поле и его параметры.

Закон полного тока. Закон Ампера.

Магнитное поле прямолинейного проводника с током.

Магнитное поле кольцевой и цилиндрической катушек.

Тема 4.2 Магнитные цепи и их расчет.

Магнитная цепь. Закон Ома для магнитной цепи.

Намагничивание ферромагнитных материалов . Петля гистерезиса.

3 Расчет неразветвленных и разветвленных магнитных цепей.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

Перед выполнением контрольной работы ознакомьтесь с общими методически­ми указаниями. Ход решения задачи сопровождайте краткими пояснениями. Реше­ние задач этой группы требует знания закона Ома для всей цепи и ее участка, перво­го и второго законов Кирхгофа, методики определения эквивалентного сопротивле­ния цепи при смешанном соединении сопротивлений, а также умения вычислить мощность и работу электрического тока.

УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ №1

Дано.Для цепи постоянного тока заданы электрические величины.

Определить неизвестные токи, сопротивления, напряжения участ­ков и цепи в целом. Составить баланс мощностей.

Решение: Источник ЭДС работает в режиме генератора, направление тока

совпадает с направлением ЭДС. Задачу решаем методом «свертыва­ния»,

то есть последовательно заменяем часть сопротивления экви­валентным,

Сопротивления R₄ и R₅ соединены между собой параллельно и затем с R₃

Определяем сопротивление R₃ по закону Ома:

Сопротивления R₁ и R₂ соединены параллельно:

Сопротивления R_3,4,5 и R₆соединены параллельно:

Сопротивления R_1,2 и R_3,4,5,6 соединены последовательно

Токи I₄ и I₅ Определяем по закону Ома для участка цепи:

ЭДС источника находим по закону Ома для полной цепи:

Напряжение на зажимах источника ЭДС и его внутреннее паде­ние напряжения:

Мощность источника ЭДС P_Н = E · I = 50 · 10 = 500 Вт.

18·5 + 12·3 + 12·2 + 150 = 450 Вт.

Мощность потерь источника:

Баланс мощностей P_U = P = P 500 = 450 + 50

Задача 3

Дано: Определить ЭДС взаимоиндукции в катушках, если взаимная индуктивность равна 0,05 Гн, а токи в катушках соответственно применяются по законам:

Где ω – постоянная величина.

Решение:

Индуктивная ЭДС в первой катушке равна произведению взаимной индуктивности и скорости изменения тока во второй катушке и наоборот:

Задача 4

А. Тороидальная катушка имеет виды:

И размеры – наружный и внутренний диаметр d₁/d₂, например, 100/80 мм. Диаметр d для определения площади поперечного сечения тороидальной катушки площади круга диаметром d и магнитного потока ее можно определить по заданным размерам:

где магнитная индукция катушки определяется в точках средний линии (т.А) с диаметром окружности средней линии

Б. Кольцевая катушка имеет вид:

и размеры – наружный и внутренний диаметр и высоту, например, 100/80 – 20 мм.

Сечение катушки можно определить как площадь прямоугольника

В остальном магнитная индукция в точках средний линии (т.А) и магний поток определяются так же, как и у тороидальной катушки;

В. Цилиндрическая катушка имеет вид:

и размеры – длина катушки I и ее диаметр d. Например, I = 100 мм, d = 80 мм. Если I >> d, то магнитное поле цилиндрической катушки рассчитывается по формуле, выведенной опытным путем:

где β₁ и β₂ – углы, образованные средней линей катушки и прямыми, соединяющий первый и последний виток ее с точкой, в которой изменяется магнитное поле (т. А);

Г. Магнитное поле в точках вокрукг R > a и внутри R

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-08; Нарушение авторского права страницы

Электрическое поле и электрический ток

Первопричиной всех электрических явлений в природе является электрический заряд. Простейшими электрическими зарядами можно считать электроны, которые содержатся в каждом атоме любого вещества. Электрическим зарядом обладает и протон — ядро атома, причем электроны и протоны имеют заряды разного знака: протоны — положительные, а электроны — отрицательные. В соответствии с законом Кулона положительные и отрицательные заряды притягиваются друг к другу с определенной силой.

Помимо протонов и электронов, электрическими зарядами могут обладать ионы, соответственно положительные и отрицательные. Носителями зарядов в полупроводниковых приборах являются электроны и дырки, т.е. вакантные валентные уровни атомов полупроводника.

Носители зарядов, т.е. заряженные частицы, расположенные на некотором расстоянии друг от друга, создают электрическое поле. Так, два заряда разных знаков, размещенные па расстоянии / друг от друга, создают электрическое поле (рис. 1.1.1), основной характеристикой каждой точки которого является векторная величина — напряженность электрического поля Е, равная силе Т, действующей на единичный положительный заряд д, расположенный в точке наблюдения:

Рис. 1.1.1. Приближенная картина топографии напряженности электрического поля двух зарядов, полученная в программе МаЙюас!

Единицей электрического заряда является кулон (К), а напряженности электрического поля — вольт на метр (В/м). Другой характеристикой электрического поля является скалярная величина — потенциал данной точки. Он определяется значением заряда

где к = 1/(4ле) — постоянный коэффициент.

Поскольку такие поля однозначно определяются значениями потенциала в различных точках, они называются потенциальными. В электротехнике большое значение имеет разность потенциалов, например, между двумя точками и и Ь: