Вопрос 1 Изучение дисциплины, введение в тематику.

Лекция:
Тема: «Вводная»
Вопрос 1 Изучение дисциплины, введение в тематику.
Вопрос 2 Электрическая энергия и ее особенности.
Ставрополь, 2015 год
Ставропольский государственный аграрный университет
Кафедра Информационных систем
Лекция
Тема: « Вводная»
Вопрос 1 Изучение дисциплины, введение в тематику.
Вопрос 2 Электрическая энергия и ее особенности.
Вопрос 1 Изучение дисциплины, введение в тематику.
«Основы схемотехники»
очное обучение
Специальность: Информационные системы и технологии
Бакалавр (4 года обучения)
Изучается в 1-м семестре
Содержание дисциплины:
Лекции- 18 часов /по 2 часа/ итого – 9 лекций
Практические занятия-16 часов / по 2 часа и 4 часа/
Лабораторное занятие – 2 часа
Дисциплина заканчивается: Итоговым зачетом
Знать: Основы схемотехники. Основные виды и типы базовых элементов.
Уметь: Рассчитывать основные параметры простых электрических и
магнитных цепей.
Согласно расписания занятий 2 часа в неделю (чередование лекции и
практик).
Практическое занятие оканчивается отчетом / для допуска к зачету/
Занятия проводит доцент кафедры Информационных систем
К.т.н доцент ТРОШКОВ Александр Михайлович
Кафедра располагается на 5 этаже корпуса место моего нахождения
105А кабинет или в 182а преподавательская
Чем занимается кафедра:
Вопрос 2 Электрическая энергия и ее особенности.
Определение 1 Способность тела при переходе из одного состояния в
другое совершать определенную работу была названа энергией.
В соответствии с различными формами физического движения говорят
о
различных
видах
энергии:
механической,
тепловой,
химической,
электромагнитной, ядерной и т.д. Человеческое общество не может
существовать без энергии. Она нужна для создания материальных благ пищи, одежды, жилищ. Основная часть энергии используется в виде тепла,
которое выделяется при сжигании топлива. Но прежде чем сжечь топливо,
его надо добыть, передать от естественных источников к потребителю. Если
каменный уголь можно перевезти по железной дороге, нефть и газ транспортировать по трубопроводам, то энергия воды и ветра не
транспортируется, а передача тепловой энергии (горячей воды, пара)
сопровождается большими потерями.
Передача и распределение энергии стали возможными тогда, когда
наука
и
техника
разработали
практические
методы
преобразования
первичной энергии природы (топлива, водных потоков, ветра) в особую
вторичную форму, получившую название электрической. Электрическая
энергия, как никакая другая, оказалась универсальной. Она легко получается
из энергии механической, тепловой, лучистой, химической и легко
превращается в них обратно. Ее можно передавать на расстояния в сотни и
тысячи километров при небольших потерях и затем распределять между
потребителями.
Уже на месте каждый потребитель может преобразовать полученнуюэлектрическую энергию в любой другой вид, удобный для данного
технологического процесса.
Экономичность получения, передачи и распределения, способность
превращаться в другие виды энергии - эти ценные свойства электрической
энергии обусловили ее широкое применение.
Определение 2
Источники электрической энергии (источники
питания). Источник электрической энергии - это устройство, в котором
энергия химическая, тепловая, лучистая или механическая преобразуется в
электрическую. В зависимости от вида превращаемой энергии различают
типы
источников:
гальванические
элементы
и
аккумуляторы;
термоэлементы; фотоэлементы; генераторы.
Определение 3 Приемники электрической энергии (потребители).
Приемник электрической энергии - это устройство, в котором электрическая
энергия превращается в энергию другого вида: в световую, тепловую,
механическую и т.д.
В этом разделе курса рассматриваются физические явления, в которых
участвуют электрические заряды. Способы обнаружения и измерения
электрических зарядов будут изложены в дальнейшем. Здесь же отметим, что
существуют два рода электрических зарядов, которые условно названы
«положительными»
и
«отрицательными»
зарядами.
Тела,
имеющие
электрические заряды одного знака, отталкиваются друг от друга; тела с
зарядами противоположных знаков - притягиваются.
Установлено,
что
электричество
«атомистично»,
т.е.
как
положительные, так и отрицательные заряды состоят из целого числа
одинаковых
по
величине
элементарных
(наименьших,
неделимых)
электрических зарядов. Элементарный электрический заряд равен е = 1,60210-19 к; такой величины отрицательный заряд имеет, например, электрон, а
положительный заряд - протон. Если в атоме или молекуле вещества имеется
N1 положительных и N2 отрицательных элементарных зарядов, то полный
заряд такой частицы будет равен е(N1 – N2). Точно так же тело (или какая-
нибудь его часть) «электрически заряжено», если в пределах его объема
число элементарных положительных зарядов больше или меньше, чем число
отрицательных зарядов; для электрически нейтральных тел эти числа равны.
Определение
4
Атомы
или
молекулы,
имеющие
избыток
электрических зарядов одного знака, называются ионами (положительными
или
отрицательными);
валентность
иона
есть
избыточное
число
элементарных зарядов, входящих в его состав.
В явлениях, где участвуют электрические заряженные тела и частицы,
соблюдается закон сохранения электрических зарядов:
в замкнутой системе, какие бы процессы ни протекали в ней,
алгебраическая сумма положительных и отрицательных зарядов с течением
времени не изменяется. Это означает, что внутри замкнутого объема
изменение суммарного электрического заряда можно осуществить только
путем
внесения
зарядов
извне
или
извлечения
их
за
пределы
рассматриваемого объема.
Тела, в которых заряженные частицы (электроны, ионы) могут
свободно перемещаться в пределах их объема, являются проводниками; к
ним относятся металлы, электролиты, ионизированный газ. В диэлектриках
заряженные частицы не имеют такой свободы перемещения и могут только
несколько смещаться относительно определенных положений равновесия. В
проводниках заряженные частицы участвуют в беспорядочном тепловом
движении атомов и молекул, в диэлектриках - совершают беспорядочные
колебания вокруг положений равновесия.
Определение 5 Тела называются электрически однородными, если их
электрические свойства одинаковы в пределах всего объема; тела называются
электрически изотропными, если их электрические свойства одинаковы по
всем направлениям.
Измерения показывают, что, например, у кристаллических тел
удельное
сопротивление
(у
проводников)
или
диэлектрическая
проницаемость (у диэлектриков) различны в различных направлениях. Такие
тела называются анизотропными. В той или иной степени большинство тел
неоднородны и анизотропны.
Большое применение получили полупроводники - кристаллические
тела, электрические свойства которых, в зависимости от их состава, строения
и состояния изменяются в очень широких пределах. В одних условиях (при
низких температурах) они имеют большое удельное сопротивление, при
других (высокие температуры) - малое. Некоторые полупроводники (селен)
заметно уменьшают свое электрическое сопротивление под действием
световых лучей
Удельные сопротивления ρ (в ом·м) различных веществ лежат в
широких пределах:
у проводников – 10-8…10-6;
у полупроводников – 10-6…103;
у диэлектриков – 103…1016.
Единицы измерений
Энергия измеряется в джоулях (Дж), заряд - в кулонах (Кл). Единица
эдс Дж/Кл получила название вольт (В). Используют также единицы
микровольт (1мкВ=1х10-8 В), милливольт (1мВ=1х10-3 В), киловольт
(1кВ=1х103 В).
Задание:
1. Энергия. Источники электрической энергии.
2. Потребители электрической энергии. Единицы измерения.
Литература
1. Теоретические основы электротехники. Т.1. Основы теории линейных
цепей./Под ред. П.А.Ионкина. Учебник для электротехн. вузов. Изд.2-е ,
перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1976.-544с.
2. Матханов Х.Н. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи.:
Учеб. для электротехн. и радиотехн. спец. 3-е изд. переработ. и доп. –М.:
Высш. шк., 1990. –400с.
3. Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин,
А.В.Нетушил, С.В.Страхов. –5-е изд., перераб. –М.: Энергоатомиздат, 1989. 528с.
Лекция подготовлена на кафедре
Среднего профессионального образования;