Общая электротехника

1. Общая электротехника

Преподаватель:
Абдуллин Артур Александрович

2. Программа курса

Электрические цепи постоянного тока
Электрические цепи переменного синусоидального тока
Резонанс в электрических цепях
Трёхфазные цепи
Переходные процессы в электрических цепях

3. Необходимая литература

Усольцев А. А. Общая электротехника: Учебное пособие. – СПб: СПбГУ
ИТМО, 2009. – 301 с. http://www.ets.ifmo.ru/usolzev/intmod/index.htm
Толмачёв В.А., Усольцев А.А., Лукичёв Д.В., Никитина М.В. Общая
электро-техника: Методические указания к лабораторному
практикуму. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. – 69 с.
http://www.ets.ifmo.ru/usolzev/et_lab_rab.doc
Толмачёв В.А., Усольцев А.А., Лукичёв Д.В., Никитина М.В. Общая
электротехника: Методические рекомендации по выполнению
домашних заданий. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. – 95 с.
http://www.ets.ifmo.ru/usolzev/et_rek_zad.doc

4. Электрические цепи постоянного тока

5. Электрическая цепь

Рис. 2
Рис. 1
Пассивный двухполюсник не содержит
источников электрической энергии,
активный – содержит.
Рис. 3
4
Рис. 4

6. Электрическая цепь

Рис. 5
6

7. Основные величины характеризующие электрическую цепь

Электрический ток – направленное движение носителей электрического заряда.
Наличие электрического тока проявляется в виде трех эффектов:
• в окружающей среде возникает магнитное поле;
• проводник, по которому протекает ток, нагревается;
• в проводниках с ионной проводимостью возникает перенос вещества.
i
dq
dt
1
I
q
t
2
I q t Кл с А Ампер
Рис. 6
7

8. Основные величины характеризующие электрическую цепь

Численно электродвижущая сила (ЭДС) равна работе по перемещению
единичного заряда на участке ее действия.
E A q Дж
Кл В Вольт
Падение напряжения или просто напряжение численно равно работе, затраченной
на перемещение заряженных частиц по участку электрической цепи, к величине
перемещенного заряда.
U ab a b
U A q Дж
8
3
Кл В Вольт

9. Основные величины характеризующие электрическую цепь

Wи Eq EIt
4
Wн Uq UIt
5
Мощность - интенсивность преобразования энергии.
Численно она равна энергии, преобразуемой в
электрической цепи в единицу времени.
Pи Wи t EI
6
EI UI 8
9
Pн Wн t UI
- баланс мощности
7

10. Пассивные элементы электрической цепи

К пассивным элементам относятся: резистор, катушка индуктивности и конденсатор.
R u i
R u i В
G 1 R
9
А Ом Ом
10
Рис. 8
P u i i2R u2 R
11
Рис. 7
R
10
u mu
tgα
i mi

11. Пассивные элементы электрической цепи

12
Wм L i 2 2
w
k
13
L – индуктивность; коэффициент определяющий
энергию магнитного поля.
w
14
k 1
L i
L i Вб А Гн Генри
eL
d
di
L
dt
dt
uL eL L
Рис. 10
Рис. 9
L
11
m
tgβ
i
mi
15
t
di
dt
1
i udt i 0
L0
16
17
18

12. Пассивные элементы электрической цепи

Wэ C u 2 2
C q u
19
20
C – электрическая емкость; коэффициент,
определяющий запас энергии
C q u Кл В Ф фарад
Рис. 12
Рис. 11
t
q mq
C
tgγ
u mu
12
1
u idt u 0
C0
21

13. Активные элементы электрической цепи

22
U н E rI н
U н Rн I н
23
I н E r Rн
24
Rн - режим холостого хода
Rн 0 - режим короткого
замыкания
Рис. 13
Pн R I Rн
2
н н
E2
r Rн
EI н 1 I н I к
13
2
η
25
Pн
Rн
1
Pr Pн r Rн 1 r Rн
Rн 0; I н I к
0
1 Iн Iк
0,5 r R
н
Rн ; Iн 0
1,0
26

14. Активные элементы электрической цепи

Uн r E r Iн
27
I х Iк Iн J Iн
I x U r Ug
28
J E r Iк
29
J E r; g 1 r;
E J r; r 1 g.
30
Рис. 13
r
r
14
Uх U
I
33
U1 U 2
I 2 I1
E Uх
31
34
E U1 I1r U 2 I 2r
r
U
Iк I
35
32
E U Ir
36

15. Основные законы электрических цепей постоянного тока

I U R
37
- закон Ома
U ac a b b c U ab U bc
U ac RI
U ab a b RI
39
U bc b c E
40
E
I U ac E R
41
n
i
k 1
38
k
m
0
43
n
42
Рис. 14
- первый закон Кирхгофа
U E 44 - второй закон Кирхгофа
p 1
15
p
q 1
q

16. Эквивалентные преобразования электрических цепей

Последовательное соединение это
соединение элементов цепи, в котором
каждый элемент соединен не более
чем с двумя другими, причем так, что с
каждым из них у него есть только одна
общая точка.
Параллельное
соединение
это
соединение элементов цепи, в котором
все они подключены к одной паре
узлов.
U U1 U 2
IR1 IR2
I R1 R2
Рис. 15
Um
IRm
Rm IR
m
I I1 I 2
I m UG1 UG2
UGm U G1 G2
Gm UG
R Rk
47
k 1
m
G Gk
k 1
16
46
48
45

17. Эквивалентные преобразования электрических цепей

Рис. 16
17

18. Эквивалентные преобразования электрических цепей

m
R Rp
49
p 1
n
E Eq
50
q 1
Рис. 17
I1 U E1 G1
I I1 I 2
In
I1 U En Gn
I1 U E2 G2
18
R 1
n
G 51
k 1
n
E Gk Ek
k 1
k
n
G 52
k 1
k