AUTONOMINĖ NE PELNO ORGANIZACIJOS
AUKŠTESIS PROFESINIS IŠSILAVINIMAS
RUSIJOS FEDERACIJOS CENTROSOYUZ
"RUSIJOS BENDRADARBIAVIMO UNIVERSITETAS"
KAZANĖS KOOPERATYVINIS INSTITUTAS (FILIALAS)
ELEKTROS IR ELEKTRONIKA
PASKAITŲ KONTAKTAI
pasirengimo kryptimi besimokantiems studentams
222000.62 Inovacijos,
260800.62 Gaminių technologija ir maitinimas
Kazanė 2013 m
Kirsanovas V.A. Elektros inžinerija ir elektronika: paskaitų konspektai – Kazanė: Kazanės kooperatyvo institutas (filialas) Rusijos universitetas bendradarbiavimas, 2013. - 9 p.
Paskaitų konspektas studentams, studijuojantiems mokymo kryptimi 222000.62 Inovacijos, 260800.62 Produktų technologija ir maitinimo organizavimas buvo kuriamas vadovaujantis 2008 m. mokymo planas, patvirtintas Rusijos bendradarbiavimo universiteto akademinės tarybos 2013 m. vasario 15 d. protokolu Nr. darbo programa 2013-09-11 protokolas Nr.1.
© Rusijos bendradarbiavimo universiteto Kazanės kooperatyvo institutas (filialas), 2013 m
© Kirsanov V.A., 2013 m
1 paskaita Bendrosios sąvokos ir elektros grandinių apibrėžimai
elektros ir elektronikos - disciplina, jungianti žinias apie dvi tarpusavyje susijusias mokslo ir technologijų šakas: elektrotechniką ir elektroniką. Dviejų disciplinų derinimas leidžia giliau suprasti jų ryšį ir kompetentingiau panaudoti elektromagnetinių reiškinių fizinius pagrindus, tyrinėjamus elektrotechnikoje bei elektros grandinių skaičiavimo metodus, analizuojant ir sintezuojant elektronines grandines, kuriose naudojami tiek tiesiniai, tiek netiesiniai elektroniniai prietaisai ir komponentai. .
elektros inžinerija - mokslo ir technologijų šaka, susijusi su gavimu,
elektros energijos transformacija ir naudojimas praktinėje žmogaus veikloje, apimantis elektromagnetinių reiškinių taikymą įvairiose pramonės šakose ir kasdieniame gyvenime.
Elektronika - mokslo ir technologijų šaka, susijusi su naujų elektroninių prietaisų ir prietaisų fizinių veikimo principų kūrimu ir aprašymu, arba elektroninės grandinės remiantis jais.
Disciplinos tikslas:
Pagrindinių tiesinių elektros ir magnetinių grandinių skaičiavimo dėsnių ir metodų studijavimas;
Tiesinių ir netiesinių elektros grandinių analizės ir sintezės metodų studijavimas;
Studijuoja transformatorių veikimo principus, elektros mašinos nuolatinis ir kintamoji srovė;
Tinklo maitinimo organizavimo studijos;
Elektrinių signalų matavimo ir stebėjimo metodų studijavimas;
Pagrindinių puslaidininkinių įtaisų veikimo principų studijavimas ir pagrindinės schemos jų pagrindu sukurta elektronika;
Šiuolaikinių kompiuterių ir kitų elektroninių prietaisų elementų bazės tyrimas;
Išstudijuoti tiesinių elektros signalų stiprintuvų, įskaitant operacinius stiprintuvus, organizavimo principus ir tirti galimo jų panaudojimo sritis;
Šiuolaikinių elektroninių prietaisų maitinimo šaltinių konstravimo principų studijavimas.
Bendra informacija
Elektros grandinė tai tarpusavyje sujungtų elementų, komponentų ar prietaisų, skirtų elektros srovei praeiti juose, rinkinys, kurio procesus galima apibūdinti naudojant elektrovaros jėgos (emf), elektros srovės ir elektros įtampos sąvokas.
Elektros srovė (i arba I) - nukreiptas elektros krūvininkų (kurie dažnai yra elektronai) judėjimas. Yra trys srovės tipai: laidumo srovė, poslinkio srovė, perdavimo srovė. Laidumo srovė atsiranda dėl kryptingo tvarkingo laisvųjų krūvininkų (pavyzdžiui, elektronų) judėjimo, veikiant elektrinis laukas laidininko viduje. Poslinkio srovė arba poliarizacijos srovė stebima dielektrike ir atsiranda dėl poslinkio vienas kito atžvilgiu, veikiant surištų, priešingų ženklų krūvių elektriniam laukui. Veikiant pastoviam išoriniam elektriniam laukui, stebima trumpalaikė poslinkio srovė. Tačiau naudojant kintamąjį lauką, reikia atsižvelgti į poslinkio srovę. Perduoti srovę arba konvekcinę srovę dėl perdavimo elektros krūviai laisvoje erdvėje įkrautomis dalelėmis ar kūnais veikiant elektriniam laukui.
Kiekybinė elektros srovės charakteristika yra srovės stipris - elektros kiekis q, kuris praeina per laidininko skerspjūvį per laiko vienetą:
aš= q / t.
Jei krūviai laidininke juda netolygiai, besikeičiančią srovės stiprumą galima rasti pagal formulę:
i = dq / dt.
Elektros kiekis SI sistemoje matuojamas kulonais (C), o srovė – amperais (A).
Amperas – tai nekintančios srovės jėga, kuri, eidama per du lygiagrečius begalinio ilgio ir nereikšmingo apskritimo skerspjūvio laidus, esančius 1 m atstumu vienas nuo kito vakuume, sukeltų jėgą, lygią 1 N / m tarp šių laidininkų.
Pakabukas apibrėžiamas kaip elektros kiekis, pratekantis laidininko skerspjūviu per 1 s, esant pastoviai 1 A srovei.
Elektros judėjimui tam tikrame paviršiaus taške apibūdinti naudojamas srovės tankis δ, kuris nustatomas pagal formulę:
δ = I/S,
kur S yra laidininko skerspjūvio plotas.
elektros įtampa (u arba U) - skirtumas elektriniai potencialai tarp pasirinktų taškų arba darbo, kurį atliks elektrinis laukas, perkeldamas vienetinį teigiamą krūvį iš vieno taško į kitą, kiekį.
Elektrinis potencialas skaitmeniniu būdu prilygsta darbui lauką perkeliant vienetinį teigiamą krūvį iš tam tikro erdvės taško į be galo tolimą, kurio potencialas laikomas nuliu. Kadangi manoma, kad vieno iš taškų potencialas elektros grandinėje yra lygus nuliui, dažniausiai domina elektros įtampa, o ne potencialai.
1V = 1J/1 Kulonas
EMF šaltinis - įtampos šaltinis elektros grandinėje, kurio vertė mažai priklauso nuo pagrįstų ribų pasirinktos apkrovos; elektros energijos šaltinis, kuris naudoja trečiosios šalies, o ne elektros jėgos. Pavyzdys: galvaninis elementas, kuris cheminę energiją paverčia elektros energija, ir generatorius, kuris mechaninę energiją paverčia elektros energija.
Elektros schema - būdas pavaizduoti elektros grandinę plokštumoje, naudojant įprastinius grafinius elektros grandinės komponentų ar elementų simbolius. Grandinė dažnai suprantama kaip fizinis elektros grandinės įgyvendinimas.
Komponentas, elementas - minimalus, funkcionaliai ir struktūriškai užbaigtas grandinės arba grandinės komponentas. Komponentai yra maitinimo šaltiniai, elektros varikliai, rezistoriai, kondensatoriai, induktoriai.
Analizuojant elektros grandines, kaip taisyklė, įvertinama srovių, įtampų ir galių vertė. Šiuo atveju nebūtina atsižvelgti į specifinį įvairių apkrovų išdėstymą. Svarbu žinoti tik jų varžą – R, induktyvumą – L arba talpą – C. Tokie grandinės elementai vadinami elektros energijos imtuvai.
Paprastai vadinama elektros energijos imtuvu tekančios srovės priklausomybė nuo įtampos šiame imtuve srovės įtampos charakteristika (VAC).
Vadinami elektros energijos imtuvai, kurių srovės-įtampos charakteristikos yra tiesios linijinis.
Vadinamos elektros grandinės, kuriose yra tik linijiniai elementai linijinės elektros grandinės.
Vadinamos elektros grandinės, kuriose yra bent vienas nelinijinis elementas netiesinės elektros grandinės.
Signalas yra fizinis procesas, kuris neša informaciją arba yra įdomus.
elektrinis signalas - signalas formoje elektros įtampa arba srovė. Išskirti analoginis ir skaitmeninis (diskretieji) signalai.
analoginis signalas gali paimti bet kokią savavališką įtampos ar srovės vertę tam tikrame leistiname diapazone nuo mažiausios vertės iki didžiausios.
Jutiklis – Įdomaus ir informacijos turinčio fizinio proceso keitimas į elektrinį signalą. Jutiklio pavyzdys yra termopora (dviejų skirtingų medžiagų lydinys), kuri sukuria temperatūrai proporcingą išėjimo įtampą. Pavyzdys: Salės jutiklis, kuris konvertuoja išorinės magnetinės indukcijos dydį magnetinis laukas emf, tai yra, analoginiame signale; termistorius, kurios aplinkos temperatūrą paverčia varža; deformacijos matuoklis, mechaninį slėgį paverčiant atsparumu.
skaitmeninis signalas – skaitmeninės informacijos atvaizdavimas aiškiai išskiriamų įtampos lygių pavidalu. Norint pavaizduoti dvejetainę informaciją, kurioje galimos tik dvi reikšmės: 0 arba 1, pakanka naudoti du aiškiai išsiskiriančius įtampos lygius. Yra keli dvejetainio signalo atvaizdavimo būdai: potencialas, impulsas ir impulsas-potencialas.
At potencialus loginių būsenų 0 ir 1 vaizdavimo būdas yra vaizduojamas dviem skirtingi lygiaiĮtampa. Pavyzdžiui, tranzistoriaus-tranzistoriaus logikos (TTL) elementams:
Loginis vienetas pavaizduotas įtampa U 1 ≥ 2,4V;
Loginis nulis pavaizduotas įtampa U 0 ≤ 0,4 V.
At impulsyvus Dvejetainės informacijos vaizdavimas, loginis vienetas atitinka impulso elemento ar impulsų serijos buvimą išėjime, o nuliui - impulsų nebuvimą.
Pulsas – elektrinis signalas, kuriam būdingas greitas įtampos arba srovės lygio pokytis ir kuris paprastai yra linkęs nustatyti vieną iš dviejų galimų įtampos arba srovės ribų.
At impulso potencialas Pateikiant informaciją, abu aukščiau pasiūlyti metodai naudojami vienu metu.
Loginis elementas - mažiausia funkciškai ir struktūriškai užbaigta kompiuterio dalis, atliekanti bet kokią loginę funkciją. Tarp pagrindinių loginių funkcijų paprastai išskiriamos disjunkcija, konjunkcija ir neigimas.
Disjunkcija yra dvejetainių kintamųjų (X1, X2, ..) funkcija (y), kuri yra lygi vienetui, kai bent vienas įvesties kintamasis yra lygus vienetui. Funkcija su dviem kintamaisiais parašyta taip:
y = X1vX2.
Disjunkcija realizuojamas naudojant disjunktorių arba NOR tipo elementą, kur N yra disjunktoriaus įėjimų skaičius. Su dviem įvestimis susiduriame su elementu 2OR, kurio simbolis siūlomas paveikslėlyje:
Jungtis yra dvejetainių kintamųjų (X1, X2, ..) funkcija (y), kuri yra lygi vienetui, kai visi įvesties kintamieji yra lygūs vienetui. Funkcija su dviem kintamaisiais parašyta taip:
y=X1&X2 arba y=X1*X2.
Jungtis realizuojamas naudojant jungiklį arba NI tipo elementą, kur N yra konjunktoriaus įėjimų skaičius. Su dviem įvestimis mes susiduriame su elementu 2I, kurio simbolis siūlomas paveikslėlyje:
Neigimas- tokia dvejetainio kintamojo X funkcija (y), kuri lygi vienetui, jei įvesties kintamasis lygus nuliui ir atvirkščiai.
Neigimas realizuojamas naudojant keitiklį arba NOT elementą, kurio simbolis siūlomas paveikslėlyje:
Neigimo simbolis legendoje yra apskritimas signalo linijoje.
magnetinė grandinė vadinamas prietaisų, turinčių feromagnetinius kūnus ir sudarančių uždarą grandinę, rinkiniu, kuriame, veikiant magnetovaros jėgai, susidaro magnetinis srautas ir išilgai užsidaro magnetinės indukcijos linijos.
Magnetovaros jėga (mfs) - magnetinio lauko šaltinių (elektros srovių) gebėjimo sukurti magnetinius srautus charakteristika.
2 paskaita. Nuolatinės srovės elektros grandinės
Pagrindiniai nuolatinės srovės grandinių dėsniai
Pagrindinės elektrinių grandinių teorijos topologinės sąvokos yra šaka, mazgas, kontūras, dviejų polių, keturių polių, elektros grandinės diagramos grafikas, grandinės grafiko medis. Panagrinėkime kai kuriuos iš jų.
šaka vadinama tokios pat srovės elektros grandinės atkarpa. Jį gali sudaryti vienas ar daugiau nuosekliai sujungtų elementų.
mazgas Vieta, kur susitinka du elementai, vadinama. Trijų ar daugiau šakų sandūra vadinama kompleksiniu mazgu. Sudėtingas mazgas diagramoje pažymėtas tašku. Sudėtingi mazgai su vienodi potencialai, yra sujungti į vieną potencialų mazgą.
kontūras vadinamas uždaru keliu, einantis per kelias elektros grandinės šakas ir mazgus.
Kontūras vadinamas nepriklausomu, jei jame yra bent viena šaka, kuri nepriklauso kaimyniniams kontūrams.
dvipolis jie vadina elektros grandinės dalį su dviem tam skirtais spaustukais – poliais. Dviejų terminalų tinklas žymimas stačiakampiu su indeksais "A" arba "P". Rodyklė „A“ naudojama aktyviam dviejų terminalų tinklui, apimančiam E.D.S. šaltinius, žymėti. Indeksas "P" naudojamas pasyviam dviejų terminalų tinklui apibūdinti.
Elektros grandinių skaičiavimas ir analizė atliekami naudojant Ohmo dėsnį, pirmąjį ir antrąjį Kirchhoff dėsnius. Remiantis šiais dėsniais, nustatomas ryšys tarp viso srovių, įtampų, EML verčių. elektros grandinė ir atskiros jos dalys bei šią grandinę sudarančių elementų parametrai.
Omo dėsnis grandinės atkarpai
Ryšys tarp srovės I, įtampos UR ir elektros grandinės ab sekcijos varžos R (1 pav.) išreiškiamas Omo dėsniu.
Šiuo atveju U R \u003d RI vadinamas įtampa arba įtampos kritimu rezistoriuje R, o I yra srovė rezistoriuje R.
Skaičiuojant elektros grandines kartais patogiau naudoti ne varžą R, o varžos grįžtamąją vertę, t.y. elektrinis laidumas:
Šiuo atveju Omo dėsnis grandinės atkarpai bus parašytas taip:
Omo dėsnis visai grandinei
Šis dėsnis nustato ryšį tarp energijos šaltinio, kurio vidinė varža r 0 (1 pav.), elektros grandinės srovės I ir visos grandinės visos ekvivalentinės varžos R e \u003d r 0 + R:
I \u003d E / R e \u003d E / (r 0 + R)
Sudėtingoje elektros grandinėje, kaip taisyklė, yra keletas šakų, į kurias gali būti įtraukti jų maitinimo šaltiniai, o jos veikimo režimo negalima apibūdinti tik Ohmo dėsniu. Tokiu atveju naudokite Kirchhoffo dėsniai , kurios yra energijos tvermės dėsnio pasekmė.
Pirmasis Kirchhoffo dėsnis
Srovių, susiliejančių bet kuriame mazge, algebrinė suma lygi nuliui.
Rašant lygtis pagal pirmąjį Kirchhoffo dėsnį, į mazgą nukreiptos srovės imamos su pliuso ženklu, o iš mazgo nukreiptos srovės – su minuso ženklu.
I1-I2+I3-I4+I5=0
Lygčių, kuriomis remiantis galima parašyti, skaičius pirmasis įstatymas, lygus grandinės mazgų skaičiui ir tik (U - 1) lygtys yra nepriklausomos vienas nuo kito. At yra grandinės mazgų skaičius.
Antrasis Kirchhoffo dėsnis
Algebrinė įtampos kritimų suma atskirose uždaros grandinės atkarpose, savavališkai parinktų komplekse šakota grandinė, yra lygus EML algebrinei sumai šioje grandinėje.
Rašant lygtis pagal antrąjį Kirchhoffo dėsnį, būtina:
1) nustatyti sąlygines teigiamas EML, srovių ir įtampų kryptis;
2) pasirinkti kontūro, kuriam rašoma lygtis, apėjimo kryptį;
3) užrašykite lygtį, o į lygtį įtraukti terminai imami pliuso ženklu, jei jų sąlyginės teigiamos kryptys sutampa su kontūro apvažiavimu, ir minuso ženklu, jei yra priešingos.
E1 –
E2 +
E3 = I1R1 - I2R2 + I3R3 - I4R4
Nepriklausomų lygčių skaičius pagal antrąjį Kirchhoffo dėsnį yra:
Linijinių nuolatinės srovės elektros grandinių analizės metodai
Tikri elektros prietaisai ir sistemos turi sudėtingos schemos. Specialistai susiduria su užduotimi apskaičiuoti jų parametrus. Parametrų skaičiavimo procesas elektrotechnikos teorijoje paprastai vadinamas „schemų analize“. Bet kokio sudėtingumo elektros grandinės paklūsta Ohmo ir Kirchhoffo dėsniams. Tačiau vien šių įstatymų taikymas dažnai lemia nepagrįstą sunkių sprendimų. Todėl sukurta nemažai analizės metodų, kurie yra pritaikyti elektros grandinių topologijai ir supaprastina jų parametrų skaičiavimo procesą.
Elektrinių grandinių analizė naudojant Kirchhoffo dėsnius
Analizuojant elektros grandines, pagal duotą EML vertę nustatomos srovių reikšmės jų šakose, elementų įtampos kritimas arba energijos suvartojimas, taip pat varžų, laidumo ar kitų parametrų vertės pagal pateiktą. srovės ar įtampos vertės.
Elektrinių grandinių analizės naudojant Kirchhoffo dėsnius esmė – sudaryti nepriklausomų tiesinių lygčių sistemą.
Pagal pirmąjį Kirchhoff dėsnį sudaroma (U - 1) lygtis, pagal antrąjį - B - (U-1) lygtys.
Elektros grandinių analizė lygiaverčių transformacijų metodu
Kai į elektros grandinę įtrauktas tik vienas EML šaltinis, jo srovę lemia bendra pasyviųjų elektros energijos imtuvų varža. Toks pasipriešinimas vadinamas lygiaverčiu – Rekv. Akivaizdu, kad jei Req yra žinomas, tada grandinė gali būti pavaizduota kaip du nuosekliai sujungti elementai - E.D.S šaltinis. ir Req, o šaltinio srovės nustatymas sumažinamas iki Ohmo dėsnio taikymo. Perėjimo iš elektros grandinės su savavališka topologija į grandinę su Req procesas vadinamas ekvivalentine transformacija. Tokia transformacija yra nagrinėjamo analizės metodo pagrindas.
Elektros grandinės konvertavimo būdai nustatomi pasyviųjų elementų sujungimo būdais. Yra prisijungimo būdai: serija, lygiagreti, mišri grandinė, trikampis ir žvaigždė. Apsvarstykite kiekvieno iš šių metodų lygiaverčių transformacijų esmę.
Elektros grandinė su nuosekliu elementų prijungimu
|
|
|
Nuoseklus yra toks grandinės elementų jungimas, kuriame visuose į grandinę įtrauktuose elementuose teka ta pati srovė I (2 pav.).
Remiantis antruoju Kirchhoffo dėsniu, visos grandinės bendra įtampa U yra lygi atskirų sekcijų įtampų sumai:
U \u003d U 1 + U 2 + U 3 arba IR ekv \u003d IR 1 + IR 2 + IR 3,
iš kur seka
R ekvivalentas \u003d R 1 + R 2 + R 3.
Taigi, grandinės elementus sujungus nuosekliai, grandinės bendra ekvivalentinė varža yra lygi atskirų sekcijų varžų aritmetinei sumai. Todėl grandinė su bet kokiu skaičiumi nuosekliai sujungtų rezistorių gali būti pakeista paprasta grandine su viena ekvivalentine varža R ekv (3 pav.). Po to grandinės apskaičiavimas sumažinamas iki visos grandinės srovės I nustatymo pagal Ohmo dėsnį
ir pagal aukščiau pateiktas formules atitinkamose elektros grandinės atkarpose apskaičiuojamas įtampos kritimas U 1, U 2, U 3 (2 pav.).
Elementų jungimo nuosekliai trūkumas yra tas, kad sugedus bent vienam elementui, sustoja visų kitų grandinės elementų veikimas.
Elektros grandinė su lygiagrečiu elementų prijungimu
Lygiagretusis ryšys yra toks ryšys, kuriame visi vartotojai įtraukiami į grandinę elektros energija, yra tos pačios įtampos (4 pav.).
Šiuo atveju jie yra sujungti su dviem grandinės a ir b mazgais ir remiantis pirmuoju Kirchhoffo dėsniu galima parašyti, kad visos grandinės bendra srovė I yra lygi individo srovių algebrinei sumai. filialai:
I \u003d I 1 + I 2 + I 3, t.y.
iš kur seka tai
.
Iš šio ryšio išplaukia, kad grandinės ekvivalentinis laidumas yra lygus atskirų šakų laidumo aritmetinei sumai:
g ekvivalentas \u003d g 1 + g 2 + g 3.
Didėjant lygiagrečiai prijungtų vartotojų skaičiui, didėja grandinės laidumas g eq, o atvirkščiai – mažėja bendra varža R eq.
Įtampos elektros grandinėje su lygiagrečiai sujungtomis varžomis (4 pav.)
U \u003d IR lygtis \u003d I 1 R 1 \u003d I 2 R 2 = I 3 R 3.
Iš to išplaukia
tie. srovė grandinėje paskirstoma tarp lygiagrečių šakų atvirkščiai proporcingai jų varžoms.
Pagal lygiagrečią grandinę bet kokios galios vartotojai, skirti tai pačiai įtampai, veikia vardiniu režimu. Be to, vieno ar kelių vartotojų įjungimas arba išjungimas neturi įtakos kitų veikimui. Todėl ši schema yra pagrindinė vartotojų prijungimo prie elektros energijos šaltinio schema.
Elektros grandinė su mišriu elementų sujungimu
Mišri jungtis yra tokia jungtis, kurioje grandinė turi lygiagrečių ir nuosekliai sujungtų varžų grupes.
Dėl grandinės, parodytos fig. 5, lygiavertės varžos skaičiavimas prasideda nuo grandinės pabaigos. Norėdami supaprastinti skaičiavimus, darome prielaidą, kad visos varžos šioje grandinėje yra vienodos: R 1 \u003d R 2 \u003d R 3 \u003d R 4 \u003d R 5 \u003d R. Varžos R 4 ir R 5 yra sujungtos lygiagrečiai, tada grandinės sekcijos cd varža yra:
.
Tokiu atveju pradinė grandinė (5 pav.) gali būti pavaizduota taip (6 pav.):
Diagramoje (6 pav.) varža R 3 ir R cd sujungti nuosekliai, o tada grandinės sekcijos ad varža lygi:
.
Tada grandinė (6 pav.) gali būti pavaizduota sutrumpintai (7 pav.):
Diagramoje (7 pav.) varža R 2 ir R ad sujungtos lygiagrečiai, tada grandinės sekcijos ab varža lygi
.
Grandinę (7 pav.) galima pavaizduoti supaprastintu variantu (8 pav.), kur varžos R 1 ir R a sujungtos nuosekliai.
Tada pradinės grandinės ekvivalentinė varža (5 pav.) bus lygi:
.
|
|
|
Dėl transformacijų originali grandinė (5 pav.) pateikiama grandinės pavidalu (9 pav.) su viena varža R ekv. Visų grandinės elementų srovių ir įtampų apskaičiavimas gali būti atliekamas pagal Ohmo ir Kirchhoffo įstatymus.
Lygiaverčių transformacijų metodo esmė:
1. Elektros grandinės sekcijos su nuosekliai ir lygiagrečiai sujungtais elementais pakeičiamos vienu lygiaverčiu elementu. Paeiliui atliekant transformacijas, schema supaprastinama iki elementarios formos.
2. Pagal Omo dėsnį randama supaprastintos grandinės srovė. Jo reikšmė nustato arčiausiai E.D.S šaltinio esančios šakos srovę. (pirmosios šakos srovė). Tai leidžia lengvai apskaičiuoti likusių šakų sroves.
Momentinė vertė;
Didžiausia vertė;
Pradinė fazė;
Tikroji vertė;
Vidutinis;
Efektyviosios arba amplitudinės vertės kompleksas ir kt.
Momentinė vertė
Momentinė vertė a parašyta taip:
a \u003d Am sin (ωt + ψ),
čia Am yra kiekio amplitudė (didžiausia vertė);
ω – kampinis dažnis, rad/s;
t yra dabartinė laiko reikšmė s;
ψ yra pradinė fazė.
Momentines srovės i, įtampos u arba EMF vertes rašome tokia forma:
i=Im sin(ωt+ψi),
u = Um sin(ωt+ψu),
e=Em sin(ωt+ψe).
Iškviečiamas sinuso argumentas (ωt + ψ). fazė. Kampas ψ yra lygus fazei pradiniu laiku t = 0 ir todėl vadinamas pradinė fazė.
Kampinis dažnis ω yra susietas su periodu T ir dažniu f =1/T pagal formules:
.Sinusinės srovės kvadratinė vertė dažnai vadinama RMS arba RMS vertė.
Efektyvias srovių ir įtampų vertes rodo dauguma elektrinių matavimo prietaisų (ampermetrai, voltmetrai).
Dabartinės vertės rodo vardinės srovės ir įtampa įvairių elektros prietaisų ir prietaisų pasuose.
Pagal vidutinis sinusoidinė srovė supranta jos vidutinę vertę pusei laikotarpio:
Panašiai:
Ir 
Sinusinės srovės elektros grandinių elementai
Pagrindiniai sinusinės srovės elektros grandinių elementai:
Elektros energijos šaltiniai ( EML šaltiniai ir dabartiniai šaltiniai);
Varžiniai elementai (rezistoriai, reostatai, kaitinimo elementai ir kt.);
Talpiniai elementai (kondensatoriai);
Indukciniai elementai (induktoriai).
varžinis elementas
Pagal Omo dėsnį varžinio elemento įtampa yra: u=i⋅R=R⋅Im sinωt=Um sinωt, kur Um =R⋅Im ir srovė i=Im sinωt.
Tai reiškia:
1. Srovė ir įtampa varžiniame elemente yra fazėje (fazės pokytis).
2. Omo dėsnis galioja abiem srovės ir įtampos amplitudės vertės: Um =R⋅Im, o efektyviosioms srovės ir įtampos vertėms: U=R⋅I.
Momentinę galią p išreiškiame srovės i ir įtampos u momentinėmis vertėmis:
p=u i =Um Im sinωt sinωt =U I (1−cos2ω).
indukcinis elementas
Klasikinis indukcinio elemento pavyzdys yra induktorius – viela, apvyniota aplink izoliacinį rėmą.
uL = ω⋅L⋅Im cosωt = Um sin(ωt+900),
kur Um = ω⋅L⋅Im = XL⋅Im.
Vadinama reikšmė XL =ω⋅L indukcinė reaktyvumas, matuojamas omais ir priklauso nuo dažnio ω.
Iš šių posakių daroma svarbi išvada:
1.Srovė indukciniame elemente atsilieka nuo įtampos skersinės fazės(900).
2. Indukcinis elementas suteikia atsparumą sinusoidinei (kintamajai) srovei, kurios modulis X L \u003d ω ⋅ L, yra tiesiogiai proporcingas dažniui.
3. Omo dėsnis įvykdytas tiek srovės, tiek įtampos amplitudės reikšmėms: Um =XL⋅Im, ir efektyviosioms reikšmėms: U=XL⋅I.
Momentinė galia:
p = u⋅i = Um cosωt⋅Im sinωt = U⋅I sin2ωt.
Momentinė indukcinio elemento galia turi tik kintamąjį komponentą U⋅I sin2ωt , besikeičiantį dvigubu dažniu (2ω).
Galia periodiškai keičiasi ženklu: teigiama arba neigiama. Tai reiškia, kad kai kuriais ketvirčio laikotarpiais, kai p>0, energija kaupiama indukciniame elemente (magnetinio lauko energijos pavidalu), o kitais ketvirčio laikotarpiais, kai p< 0 , энергия возвращается в электрическую цепь.
AT šį skyrių atkreipė jūsų dėmesį Knygos apie elektroniką ir elektrotechniką. Elektronika yra mokslas, tiriantis elektronų sąveiką su elektromagnetiniais laukais ir kuriantis elektroninių prietaisų, prietaisų ar elementų, daugiausia naudojamų informacijai perduoti, apdoroti ir saugoti, kūrimo metodus.
Elektronika yra sparčiai besivystanti mokslo ir technologijų šaka. Ji studijuoja fiziką ir praktinis naudojimasįvairūs elektroniniai prietaisai. Fizinė elektronika apima: elektroninius ir joninius procesus dujose ir laidininkuose. Sąsajoje tarp vakuumo ir dujų, kietųjų medžiagų ir skysčių. Techninė elektronika apima elektroninių prietaisų sandaros ir jų taikymo studijas. Elektroninių prietaisų pritaikymui pramonėje skirta sritis vadinama pramonine elektronika.
Svetainėje galite nemokamai atsisiųsti daugybę knygų apie elektroniką. Knygoje "Elektroninių priemonių grandinių inžinerija" nagrinėjama elektroninių prietaisų elementų bazė. Pateikiami pagrindiniai analoginių, impulsinių ir skaitmeninių įrenginių konstravimo principai. Ypatingas dėmesys skiriamas saugojimo įrenginiams ir informacijos konverteriams. Atskirame skyriuje nagrinėjami mikroprocesorių kompleksai ir įrenginiai. Aukštųjų institucijų studentams profesinį išsilavinimą. Taip pat atsisiųskite autorių knygas: Levinstein M.E., Simin G.S., Maksina E.L., Kuzmina O., Shchedrin A.I., Leontiev B.K., Shelestov I.P., Piz R., Rodin A., Bessonov V.V., Stolovykh A.M., Drigalkin V.V., Mandl M.V. , Lebedev A.I., Braga N., Hamakava J., Revich Yu.V., Abraitis B.B. ., Altshuller G.B., Elfimov N.N., Shakulin V.G., Bayda N.P., Byers T., Balyan R.Kh., Obrusnik V.P., B., B. Savinovsky Yu .A., Bas A. A., Bezborodov Yu. M., Bocharov L. N., Bukhman D. R., Krotchenkov A. G., Oblasov P. S., Bystrov Yu. A., Vasilevsky D. P. ., Vasiljevas V. A., Vdovin S. S. S., S. V. S. ldyv. V.V., Chistyakov N., Horowitz P., Hill U., Phelps R., Sidorov I.N., Skornyakov S.V., Grishin G.G., Moshkov A.A., Olshansky O.V., Ovechkin Yu.A., Vikulin I.M., Voishvillo G.V.A. ., Galperinas M.P., Kuznecovas V.Ya., Maslenikovas Yu.A., Gausi M., Lakeris K., Eliaškevičius S., Gendinas G.S., Golovkovas A.V.
Atkreipkite dėmesį į knygą „Skaitmeninių įrenginių grandinės inžinerijos ir projektavimo įrankiai“. Knygoje pateikiamas skaitmeninių įrenginių schemų aprašymas. Didžiausias dėmesys skiriamas programinės ir techninės įrangos sistemų, turinčių procesorių, kūrimo mokymams: elgesio ir struktūrinių VHDL ir Verilog HDL modelių rašymui, jų testavimui ir programų vykdymo funkciniam testavimui. Apibūdinami šiuolaikiniai kūrėjo įrankiai. Pavyzdžiai apibūdina šio įrankių rinkinio naudojimą.
Svetainėje pristatomos garsiausių autorių knygos: Lyubitsky V.B., Goldenberg L.M., Matyushkin B.D., Polyak M.N., Gorbaty V.I., Gorodilin V.M., Fedoseeva E.O., Trokhimenko Ya., Lyubich F., Rumyantsev M.M. K., Rozanovshin .P., Kazarinovas J.M., Katikovas V.M., Rammas G.S., Panfilovas N.D., Oksneris E.S., Novačenka I.V., Jurovskis A.V., Nefedovas A.V., Gordejeva V.I., Mošitsas G., Hornas P., Migulinas M., Čapovskis I. Markatunas M.G., Dmitrijevas V.A., Iljinas V.A., Lyarskis V.F., Muradyanas O.B., Josephas K., Andrejevas V., Baranovas V.V., Bekinas N.V., Godonovas A.Ju., Golovinas O., Aleksenko A.G., I, Stardubas G.A., Kolombet E.A. Iceberg E., Shumilin M.S., Golovin O.V., Sevalnev V.P., Shevtsov E.A., Tsykin G.S., Charchenko V.M., Khablowski I., Skulimovski V., Williams A., Tetelbaum I.M., Schneider V. R., S. Soklof S. R., S. , Danilovas L. .V., Matchanovas P.N., Filippovas E.S., Derjabinas V.I., Rybakovas A.M., Rothamelis K., Djakovas V.I., Palshkovas V.V., Žutjajevas S., Zeldinas I.V., Rusinovas V.V., Lomonosovas, Polinovas K.M., Katsnelsonas B., Larionovas A., Igumnovas D.V., Korolevas G., Gromovas I., Iofė V.K., Lizunkovas M.V., Kollenderis B.G., Kuzinetsas L.M., Sokolovas V.S., Kitajevas V.E., Bokunjajevas A.A., Kolkanovas M.F., Kalantarovas L.B.A., Zeitlinas L.K., Zeitinas B.. , Kovalgin Yu.A., Syritso A., Polyakov V., Korolev G. V., Kostikov V. G., Nikitin I. E., Krasnopolsky A. E., Sokolov V., Troitsky A., Krize S., Kubarkin L. V., Kuzin V., Kuzina O., Kuprijanovičius L., Leontjevas V.F., Lukoškinas A., Kirenskis I., Monakhovas Ju., Petrovas O., Dostalis I., Sudakovas J., Gromovas N., Vyhodetsas A.V., Gitlitas M.V.V., Nikonovas A.V., Odnolko V.V. I., Maltseva L., Marcinkyavichus A., Mirsky G.Ya., Volgov V.A., Vambersky M.V., Kazantsev V.I., Shelukhin S.A., Bunimovich S., Yaylenko L., Mukhitdinov M., Musaev E., Myachin Yu.A. ., Odnoralovas N., Pavlenko Yu.F., Shpanyon P.A., Parol N.V., Bershtein A.S., Paskalev J., Polikarpov A., Sergienko E.F., Bobrovas N.V., Benkovsky Z., Lipinsky E., Bastanov V.G., Polyakov V. Abramovičius M. I., Pavlovas B., Shcherbakova Yu.V., Adamenko M., Tyu nin N.A., Kulikovas G.V.
(Dokumentas)
n1.doc
Trumpas paskaitų kursas
elektrotechnikos srityje (korespondencijos skyrius)
Įvadas
Pagrindiniai apibrėžimai
1.1. Pagrindiniai paaiškinimai ir terminai
1.2. Pasyvūs ekvivalentiniai grandinės elementai
1.3. Aktyvūs ekvivalentinės grandinės elementai
1.4. Pagrindiniai apibrėžimai, susiję su grandinėmis
1.5. Elektros grandinių veikimo režimai
1.6. Pagrindiniai elektros grandinių dėsniai
Ekvivalentinės grandinių transformacijos. Lygiagretus elektros grandinės elementų sujungimas
2.1. serijinis ryšys elektros grandinės elementai
2.2. Lygiagretus ryšys elektros grandinės elementai
3.1. Nuolatinės srovės elektros grandinių skaičiavimas
vieno šaltinio lankstymo metodas
4.1. Tiesioginio Kirchhoffo dėsnių taikymo metodas
4.2. Kilpos srovės metodas
4.3. Mazgo potencialo metodas
Netiesinės nuolatinės srovės elektros grandinės
5.1. Pagrindiniai apibrėžimai
5.2. Grafinis netiesinių nuolatinės srovės grandinių skaičiavimo metodas
Vienfazės kintamos srovės elektros grandinės
6.1. Pagrindiniai apibrėžimai
6.2. Sinusoidinių laiko funkcijų vaizdavimas vektorine forma
6.3. Sinusoidinių laiko funkcijų vaizdavimas kompleksine forma
6.4. Varža sinusinės srovės grandinėje
6.5. Indukcinė ritė sinusinės srovės grandinėje
6.6. Talpa sinusinės srovės grandinėje
6.7. Serijinis prijungtas realus indukcinis
ritė ir kondensatorius sinusinės srovės grandinėje
6.8. Lygiagrečiai prijungtas induktyvumas, talpa ir
aktyvus pasipriešinimas sinusinės srovės grandinėje
6.9. Rezonansinis režimas grandinėje, susidedančioje iš lygiagrečių
įtraukta tikroji indukcinė ritė ir kondensatorius
6.10. Galia sinusinės srovės grandinėje
Trifazės grandinės
7.1. Pagrindiniai apibrėžimai
7.2. Žvaigždės ryšys. Schema, apibrėžimai.
7.3. Trikampis ryšys. Schema, apibrėžimai
7.5. Maitinimas trifazės grandinės
Magnetinės grandinės
9.1. Pagrindiniai apibrėžimai
9.2. Feromagnetinių medžiagų savybės
9.3. Magnetinių grandinių skaičiavimas
transformatoriai
10.1. Transformatoriaus dizainas
10.2. Transformatoriaus veikimas tuščiosios eigos režimu
10.3. Transformatoriaus veikimas esant apkrovai
DC elektros mašinos
11.1. Nuolatinės srovės elektros mašinos įtaisas
11.2. Nuolatinės srovės mašinos veikimo principas
11.3. Nuolatinės srovės elektros mašinos veikimas
generatoriaus režimu
11.4. Generatoriai su nepriklausomu sužadinimu.
Generatoriaus specifikacijos
11.5. Savaime sužadinami generatoriai.
Generatoriaus su lygiagrečiu žadinimu savaiminio sužadinimo principas
11.6. Nuolatinės srovės elektros mašinos veikimas
variklio režimu. Pagrindinės lygtys
11.7. Mechaninės charakteristikos elektros varikliai
nuolatinė srovė
Kintamosios srovės elektros mašinos
12.1. Besisukantis magnetinis laukas
12.2. asinchroniniai varikliai. Dizainas, veikimo principas
12.3. Asinchroninio variklio sukimo momentas
12.4. Greičio valdymas indukciniai varikliai.
Indukcinio variklio atbulinė eiga
12.5. Vienfaziai asinchroniniai varikliai
12.6. Sinchroniniai varikliai.
Dizainas, veikimo principas
Įvadas
Elektrotechnika – mokslo ir technikos šaka, susijusi su elektros ir magnetinių reiškinių panaudojimu energijos konvertavimui, medžiagų apdorojimui, informacijos perdavimui ir kt.Elektros inžinerija apima elektros energijos gavimo, konvertavimo ir naudojimo klausimus praktinė veikla asmuo. Elektra gali būti gaunama dideliais kiekiais, perduodama per atstumą ir lengvai paverčiama kitų rūšių energija.
Trumpame paskaitų kurse pateikiami pagrindiniai elektros grandinių apibrėžimai ir topologiniai parametrai, pateikiami tiesioginių ir netiesinių nuolatinės ir kintamosios srovės grandinių skaičiavimo metodai, magnetinių grandinių analizė ir skaičiavimas.
Nagrinėjama nuolatinės ir kintamosios srovės transformatorių ir elektros mašinų bei informacinių elektros mašinų konstrukcija, veikimo principas ir charakteristikos.
1. Pagrindiniai apibrėžimai
1.1. Pagrindiniai paaiškinimai ir terminai
Elektrotechnika – mokslo ir technologijų sritis, tirianti elektrinius ir magnetinius reiškinius bei jų panaudojimą praktiniais tikslais.Elektros grandinė yra prietaisų rinkinys, skirtas elektros srovei gaminti, perduoti, konvertuoti ir naudoti.
Visus elektros prietaisus pagal paskirtį, veikimo principą ir konstrukciją galima suskirstyti į tris grupes:
Energijos šaltiniai, t.y. prietaisai, generuojantys elektros srovę (generatoriai, termoelementai, fotoelementai, cheminiai elementai).
Imtuvai, arba apkrova, t.y. prietaisai, vartojantys elektros srovę (elektros varikliai, elektros lempos, elektromechanizmai ir kt.).
Laidininkai, taip pat įvairi perjungimo įranga (jungikliai, relės, kontaktoriai ir kt.).
Vadinama elektros srovė, kurios dydis ir kryptis nesikeičia kintamieji srovė. Kintamosios srovės vertė nagrinėjamu laiko momentu vadinama momentine ir žymima mažąja raide i.
Elektros grandinės veikimui būtina turėti energijos šaltinius.
Yra aktyvios ir pasyviosios grandinės, grandinių skyriai ir elementai. Aktyvios grandinės vadinamos elektros grandinėmis, kuriose yra energijos šaltinių, pasyviosiomis – elektros grandinėmis, kuriose nėra energijos šaltinių.
Elektros grandinė vadinama linijine, jei nė vienas grandinės parametras nepriklauso nuo srovės ar įtampos dydžio ar krypties.
Elektros grandinė yra netiesinė, jei joje yra bent vienas netiesinis elementas. Netiesinių elementų parametrai priklauso nuo srovės ar įtampos dydžio arba krypties.
Elektros grandinė yra grafinis elektros grandinės vaizdas, įskaitant konvencijosįrenginius ir rodomas šių įrenginių prijungimas. Ant pav. 1.1 parodyta grandinės schema grandinė, kurią sudaro energijos šaltinis, elektros lempos 1 ir 2, elektros variklis 3.
Ryžiai. 1.1
Siekiant palengvinti analizę, elektros grandinė pakeičiama lygiaverte.
lygiavertė grandinė
- tai grafinis elektros grandinės vaizdas, naudojant idealius elementus, kurių parametrai yra pakeistų elementų parametrai.
1.2 paveiksle parodyta lygiavertė grandinė.
Ryžiai. 1.2