ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ Основы теории цепей] [ ИИИБС, кафедра Электроники]

Общие сведения. Слайд 1. Всего 23
[Основы теории цепей]
[ИИИБС, кафедра Электроники]
[Преподаватель Останин Борис Павлович]
ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ
Автор Останин Б.П.
Общие сведения. Слайд 2. Всего 23
Курс «Основы теории цепей» является базовым для подготовки
специалистов в двух смежных областях знания – электротехнике
и электронике. Основная задача, решаемая в электротехнике, - это
производство и передача электрической энергии, преобразование
этой энергии в другие виды энергии, например, в механическую,
тепловую или световую.
Курс «Основы теории цепей» в радиоэлектронике решает
широкий круг задач, связанных с использованием электрических
явлений для передачи и обработки информации.
Автор Останин Б.П.
Общие сведения. Слайд 3. Всего 23
Основная литература
Попов, Вадим Петрович.
Основы теории цепей учебник для студентов вузов. / В.П. Попов.
– 6-е изд., испр. М. : Высш. шк., 2007. – 575 с. Ил.
2. Основы теории цепей Тестовое оценивание учебных
достижений и качества подготовки : учебное пособие для
студ. Вузов. / В.Н. Дмитриев, М.М. Зелинский, Ю.Ф.
Урядников и др. ;[под ред. Ю.Ф. Урядникова]. – М. : Горячая
линия – Телеком, 2007. 228 с. : ил.
3. Основы теоретической электротехники: учебное пособие для
студ. Ву зов. / Ю.А. Бычков, В.М. Золотницкий, Э.П.
Чернышов, А.Н. Белянин. – Спб. Лань, 2008. – 592 с. : ил. –
(Учебники для вузов, специальная литература).
Автор Останин Б.П.
Общие сведения. Слайд 4. Всего 23
Дополнительная литература
1. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа
Electronics Workbench и ее применение «Солон- Р» Москва 2000
2. Фриск, Валерий Владимирович.
Основы теории цепей Лабораторный практикум на персональном
компьютере. / В.В. Фриск. – М. : СОЛОН – Пресс, 2002. – 192 с. –
(Библиотека студента).
Попов, Вадим Петрович.
3. Основы теории цепей учебник для студентов вузов. / В.П. Попов. - М.
: Высш. шк., 2000. – 574 с. Ил.
Бессонов Л.А.
4. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи:
Учебник/Л.А. Бессонов. – 10-е изд –М.: Гардарики, 1999.- 638 с.: ил.
5. Основы теории цепей Руководство по курсовому проектированию по
спец. «Бытовая радиоэлектронная аппаратура», «Средства
радиоэлектронной борьбы». / Б.П. Останин ; Владивосток. Гос. Ун-т
экономики и сервиса. Владивосток : Изд-во ВГУЭС, 2007. 48 с. : ил.
Автор Останин Б.П.
Общие сведения. Слайд 5. Всего 23
Основы теории цепей
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ
Автор Останин Б.П.
Общие сведения. Слайд 6. Всего 23
План темы
1. Обозначения электрических величин.
2. Литература для курса Основы теории цепей.
3. Обозначения электрических величин.
4. Необходимые сведения из курса физики.
5. Понятие электрической цепи.
6. Контрольные вопросы
Автор Останин Б.П.
Общие сведения. Слайд 7. Всего 23
Обозначения на схемах электрических величин
Электрический ток (в дальнейшем просто ток)
i - (строчная буква) мгновенное значение тока (ток в данный
момент времени)
ЭДС и электрическое напряжение (в дальнейшем
просто напряжение)
u, e - мгновенное напряжение и мгновенная электродвижущая
сила (ЭДС)
р - мгновенная мощность
w - мгновенная энергия
В дальнейшем познакомимся и с другими обозначениями тока,
ЭДС, напряжения, мощности и энергии.
Автор Останин Б.П.
Общие сведения. Слайд 8. Всего 23
Примеры электрических схем
А
i1
R1
С
i2
i3
C2
L3
uR1
е
uCD
uВХ
В
А
iВХ
D
R1
С
i2
i3
C2
L3
uR1
uВХ
В
Автор Останин Б.П.
uCD
D
Общие сведения. Слайд 9. Всего 23
НЕОБХОДИМЕЙШИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ФИЗИКИ
Автор Останин Б.П.
Основные понятия. Слайд 10. Всего 23
Магнитное поле
Магнитное поле определяется как одна из сторон электромагнитного
поля, характеризующаяся воздействием на движущиеся заряженные
частицы, магниты проводники с током и другими явлениями.
Закон электромагнитной индукции
Электродвижущая сила (ЭДС), индуктируемая в цепи при изменении
магнитного потока, проходящего через поверхность, ограниченную контуром
цепи, равна скорости изменения магнитного потока, взятой с обратным
знаком.
d
e
dt
Электрическое поле
Электрическим полем можно назвать особый вид материи, через который
осуществляется взаимодействие электрических зарядов.
Закон Кулона
Сила взаимодействия двух зарядов пропорциональна значению этих
зарядов и обратно пропорциональна расстоянию между ними.
F
Автор Останин Б.П.
Q1Q2
 0
Общие сведения. Слайд 11. Всего 23
Электрический ток i (в дальнейшем просто ток)
Измеряется в амперах
Ток как физический процесс.
Ток как количественная характеристика (вместо понятия «сила тока»).
Ток - скалярная величина.
Ток – скорость изменения заряда во времени.
q dq
i  lim

t 0 t
dt
Если
i, А,
q, Кл,
t, с
(Амперы)
(Кулоны)
(секунды)
q dq

 const
t  0 t
dt
i  lim
то ток постоянный и обозначаться должен заглавной буквой I.
iI
Автор Останин Б.П.
Общие сведения. Слайд 12. Всего 23
Электрическое напряжение u (в дальнейшем просто напряжение)
Всегда между двумя точками. Измеряется в вольтах
Определяется
количеством
энергии,
затрачиваемой
перемещение единичного заряда из одной точки в другую.
w dw
u  lim

q  0 q
dq
a
u, В
w, Дж
q, Кл
uab
uba
u ab   a   b
uba  b   a
(Вольты),
(Джоули),
(Кулоны).
b
uab  uba
За положительное примем направление от точки с более
высоким потенциалом к точке с более низким.
По отношению к напряжению на
участке цепи часто
используют термин «падение напряжения».
Автор Останин Б.П.
на
Общие сведения. Слайд 13. Всего 23
Электродвижущая сила e
Измеряется в вольтах
1. ЭДС - работа сторонних сил, затрачиваемая на перемещение
единичного положительного заряда внутри источника от
зажима с меньшим потенциалом к зажиму с большим.
2. ЭДС источника численно равна напряжению между его
зажимами при холостом ходе (при отсутствии тока в
источнике).
3. ЭДС - скалярная величина. Направление ЭДС совпадает
с направлением тока, возникающего под действием этой
ЭДС.
Автор Останин Б.П.
Общие сведения. Слайд 14. Всего 23
Энергия w
Измеряется в Джоулях, Ватт-секундах, киловатт-часах
При перемещении элементарного заряда dq через участок
цепи с напряжением u затрачивается энергия
dw  udq  uidt  pdt
t1
t1


dw
u
dq
w  w(t1 )   uidt   pdt
За время
t  t 2  t1
t2
W  w(t 2 )  w(t1 )   pdt
t1
Автор Останин Б.П.
dq
i
dt
Общие сведения. Слайд 15. Всего 23
Мощность p
Измеряется в ваттах
Под мощностью следует понимать скорость
преобразования энергии. Неправильно говорить
«потребляемая мощность».
p
Автор Останин Б.П.
dw
 ui
dt
Общие сведения. Слайд 16. Всего 23
ПОНЯТИЯ: ТОК, НАПРЯЖЕНИЕ, ЭДС, ЭНЕРГИЯ,
МОЩНОСТЬ БУДУТ СОПРОВОЖДАТЬ НАС В
ТЕЧЕНИЕ ВСЕГО КУРСА «ОСНОВЫ ТЕОРИИ
ЦЕПЕЙ» И В ПОСЛЕДУЮЩИХ КУРСАХ.
Автор Останин Б.П.
Общие сведения. Слайд 17. Всего 23
Электрическая цепь
Под электрической цепью понимают совокупность устройств,
предназначенных для передачи, распределения и взаимного
преобразования электрической (электромагнитной) и других
видов энергии и информации, если процессы, протекающие в
устройствах, могут быть описаны при помощи понятий ЭДС,
тока и напряжения.
Составные части электрической цепи можно разделить на две
группы:
1. Источники электрической энергии (в том числе вторичные и
управляемые)
2. Приёмники (нагрузка)
Источники и приёмники соединяют между собой с помощью
проводников, разъёмов, кнопок и т.п.
Автор Останин Б.П.
Общие сведения. Слайд 18. Всего 23
Каждый элемент электрической цепи имеет внешние выводы для
подключения
к
электрической
цепи
(двухполюсники,
многополюсники). Эти выводы часто называют так же зажимами или
полюсами.
В ОТЦ предполагается, что каждый элемент цепи полностью
характеризуется зависимостями между токами и напряжениями на
его выводах. Процессы внутри элементов не рассматриваются.
В соответствии с основным методом теории цепей реальные
элементы цепи заменяются их упрощёнными
моделями,
построенными из идеализированных элементов. Идеализированных
элементов пять:
1. Идеальный источник напряжения
2. Идеальный источник тока
3. Резистивное сопротивление
4. Индуктивность
5. Ёмкость
Автор Останин Б.П.
активные
элементы
пассивные
элементы
Общие сведения. Слайд 19. Всего 23
Различают следующие виды схем электрической цепи
1. Структурная,
2. Принципиальная,
3. Эквивалентная (расчётная.)
Автор Останин Б.П.
Общие сведения. Слайд 20. Всего 23
Структурная схема
(пример)
Источник питания
Микрофон
Автор Останин Б.П.
Усилитель
Динамик
Общие сведения. Слайд 21. Всего 23
Принципиальная электрическая схема
(пример)
+ UП
RБ1
RК
СР2
СР1
VT
еМК
Автор Останин Б.П.
uВХ
RБ2
RЭ
СЭ
uВЫХ
RД
Общие сведения. Слайд 22. Всего 23
Эквивалентная (расчётная) схема
(пример)
RГ
eГ
Автор Останин Б.П.
iБ
RБ
h11Э
h21Э iБ
h22Э
RК
RН
Общие сведения. Слайд 23. Всего 23
Контрольные вопросы
1. Начертите обозначения тока и напряжения, соответствующие ГОСТ
ЕСКД.
2. Поясните понятие электрический ток.
3. Поясните понятие электрическое напряжение.
4. Поясните понятие электродвижущая сила.
5. Поясните понятие электрическая энергия.
6. Поясните понятие электрическая мощность.
7. Укажите, как ещё называются выводы элементов электрической цепи.
8. Перечислите идеализированные элементы электрических цепей.
9. Перечислите виды электрических схем.
10. Поясните понятие «структурная схема».
11. Поясните понятие «принципиальная схема».
12. Поясните понятие «эквивалентная (расчётная) схема».
Автор Останин Б.П.