.
Электротехника и электроника Классификация электрических цепей Законы Ома и Кирхгофа Энергетический баланс Активная, реактивная и полная мощности Электрические фильтры Трехфазный ток асинхронный двигатель Усилители постоянного тока

Физика решение задач

Важнейшие физические величины в электрических цепей

 Различные физические и физикотехнические величины связаны между собой уравнениями, выражающими зависимость между этими величинами. Поэтому в следующем таблице приведены определения основных физических понятий и величин изучаемых в курсе теории электрических цепей и их единицы измерения.

 Следует отметить, что связь электрических цепей с физиками и математиками взаймна: развиваясь с помощью электротехники и электроники, эти науки обогащает автоматику, вычислительную технику и электронных автоматических систем коммутации каналов своими достижениями и ставят перед нею новые задачи, разрешая которые электротехника и электроника развивается и совершенствуется сама.

Величины и их обазначения

Закономерность

Единица

измерения

Определение

Сила тока: мгновенное, действующие, комплексное значение

амплитудное значение тока

ампер

Электрический токупорядоченное (происходящее в одном направлении) движение электрических зарядов.

Электрическая постоянная

Фарад

Элементарный заряд

кулон

Электрический заряд (количество электричества)

кулон

Кулон равен количеству электричества, проходящему через поперечное сечение при токе силой 1А за 1с.

Поверхностная плотность заряда

Кулон на квадратный метр

Кулон на квадратный метр равен поверхностной плотности заряда, при которой заряд 1 Кл равномерно распредлен по поверхности площодью .

Напряженность электрического поля

вольт на метр  

Вольт на метр равен напряженности однородного электрического поля, создаваемой разностью потенциалов 1В между точками, находящимся на растоянии 1м на линии напряженности поля

Электрический момент диполя

кулонметр

Кулон – метр равен электрическому моменту диполя с зарядом 1Кл и плечом длиной 1м.

Электродижущая сила: e,   постоянное, мгновенное, действующие, комплексное значение

вольт

Равен работу, совершаемая сторонней электроразделительной силой внутри источника при перемещении между его полюсами единичного заряда.

Напряжение:  мгновенное, действующие, комплексное значение

;

амплитудное значение

вольт

Разность потенциалов на полюсах источника, замкнутого внешней электрической цепью, называется напряжением источника тока.

Электроемкость

фарад

Фарад равен емкости конденсатора, напряжениемежду обкладками которого 1В при заряде 1Кл.

Плотность тока

Ампер на квадратный метр

Ампер на квадратный равен плотности постоянного тока, при которой через сечение площадью проходит ток силой 1А.

Электрическое активное сопротивление

ом

Ом равен сопротивлению проводника, между концами которого возникает напряжение 1В при силе постоянного тока.

Удельное электрическое сопротивление

омметр

Омметр равен сопротивлению проводника площадью поперечного сечения  и длиной 1м.

Электропроводимость

сименс

Сименс равен электрической проводимости проводника, имеющего сопротивление 1Ом.

Магнитная постоянная

генри на метр

Индукция магнитного поля ,

Напряженность магнитного поля

;

тесла

ампер на метр

Тесла равна магнитной индукции, при которой через поперечное сечение площадью  проходит магнитный поток 1Вб.

Магнитный момент

амперквадратный метр

Амперквадратный метр равен магнитному моменту контура, огранивающего плоскую поверхность площадью , при силе тока в нем 1А.

Магнитный поток

вебер

Вебер равен магнитному потоку, при убывании которого до нуля в сцепленной с ним электрической цепи сопротивлением 1Ом через поперечное сечение проводника проходит количество электричества 1Кл.

Индуктивность

генри

Генри равен индуктивности электрической цепи, с которой при силе постоянного тока в ней 1А сцепляется магнитный поток 1Вб.

 Мощность переменного тока:

активная

реактивная

полная

ватт

Мощность тока равна работе, которая совершается током за единицу времении.

вольтампер реактивный

вольтампер

Комплексное сопротивление

ом

действителная часть (активное сопротивление);

  мнимая часть (реактивное сопротивление).

Комплексное проводимость

сименс

()

действителная, мнимая часть; ; ; .

Круговая (угловая) частота

радиан на секунд

время, за которое совершается одно полное колевание.

Частота колебании

герц

Частота равна числу колебании в 1с.

мнимая единица

текущее время

секунда

период функции

секунда

Плоский угол

градус  радиан

1 градус ;

1минут;

1секунда;

1 оборот .

Телесный угол

стерадиа

Закон Кулона для электрических зарядов

кулон

Напряжение электрического поля точечного заряда

вольт на метр

Закон БиоСавараЛапласа

ампер на метр 

ЗАДАНИЕ 1.1

На рисунке 1.1 показана структура схемы электрической цепи. Для выполнения задания необходимо заменить условные элементы схемы 1¼8 резистивными элементами и источниками ЭДС согласно таблицам 1.1.1¼1.1.4 в соответствии с заданным преподавателем вариантом. Обычным шрифтом в таблицах указаны значения сопротивлений в омах, а жирным курсивом – значения ЭДС источников в вольтах. Направление действия ЭДС источников выбирается произвольно.

Рисунок 1.1

Рассчитать значения всех неизвестных токов, используя: а) законы Кирхгофа, б) метод эквивалентных преобразований, в) метод эквивалентного генератора, г) метод контурных токов. Показать, что баланс мощностей имеет место.


2. Расчет переходных процессов в электрических цепях с источниками постоянного напряжения и тока

Методические рекомендации по выполнению задания

Основные законы и методы анализа

Законы коммутации

Ток в индуктивности и напряжение на емкости сразу после коммутации (в момент времени t=0+) остаются такими же, какими они были непосредственно до коммутации (в момент времени t=0–).

В краткой записи: iL (0- ) = iL (0+) и uC (0- ) = uC (0+).

Формула разложения

Если изображение искомой величины имеет вид рациональной дроби

,

причём, все коэффициенты многочленов вещественные числа и , то оригинал функции  находят как

, если корни уравнения  вещественные различные;

, если уравнение , где , имеет один нулевой корень ;

, если уравнение  имеет пару комплексных сопряжённых корня. Причём, .


На главную