Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Самарский Государственный Аэрокасмический Университет

им. С.П. Королева

(Национальный исследовательский университет)»(СГАУ)

Кафедра Электротехники

Гречишников в.М

Мирзаев Р.К.

Электротехника

и электроника

Учебное пособие

САМАРА 2014

1. Основные понятия и определения

Электрический ток

Электрический ток - это явление направленного движения свободных носителей электрического заряда.

(1)

Напряжение

Электрический потенциал точки электрического поля – это работа, совершаемая силами поля при переносе единичного положительного заряда из данной точки поля в бесконечность. Единица измерения - [Вольт]

(2)

Для участка цепи (рис.1.1) напряжение между точками a и b может быть определено, как разность потенциалов  _a и  _b.

(3)

Мощность и энергия

Мощность

(3)

Единица измерения – [Ватт].

Энергия, поступившая в приемник за время от t₁ до t₂ , определяется

Пассивные и активные элементы электрической цепи

Активные элементы:

Источник электродвижущей силы (ЭДС)

Величина работы, затрачиваемой сторонними силами на перемещение единицы положительного заряда от зажима (–) к зажиму (+), называется электродвижущей силой (ЭДС) источника и обозначается e(t)

Источник тока

Пассивные элементы:

Резистор. Сопротивление электрическое

(1.2)

Эта формула определяет закон Ома, установленный в 1826г. Величина сопротивления измеряется в омах [Ом].

Величину обратную сопротивлению

(1.3)

называют проводимостью. Размерность проводимости – [Симменс]

Индуктивность. Катушка индуктивности

eL L UL ..i Рис. 1.3

На рис.1.3 приведено условное обозначение элемента индуктивности и положительного направления тока i, падения напряжения UL и ЭДС самоиндукции eL .

Индуктивная катушка - элемент электрической цепи, способный накапливать энергию магнитного поля.

Потокосцеплением называется сумма магнитных потоков (_k), сцепленных (пронизывающих) с определенным числом витков _k:

. (1.4)

Индуктивность всегда больше нуля и измеряется в генри [Гн].

Емкость. Конденсатор

Рис. 1.4

Условное обозначение емкости и положительные направления тока и напряжения приведены на рис.1.4.

Конденсатор – элемент электрической цепи, способный накапливать энергию в электрическом поле. Конденсатор характеризуется емкостью.

(1.5)

Емкость измеряется в фарадах (Ф).

2. Законы электрических цепей

2.1. Закон Ома Для пассивного участка электрической цепи

для рис.1.13: ;

для рис.1.14: .

2.2 Законы Кирхгофа

Первый Закон Кирхгофа

Алгебраическая сумма токов в узле равна нулю.

Или

Отсюда следует иное звучание закона Кирхгофа: сумма подходящих к узлу токов равна сумме токов отходящих от узла.

Второй закон Кирхгофа

Алгебраическая сумма падений напряжений на элементах контура равна алгебраической сумме ЭДС включенных в данный контур.

Например, для схемы (рис. 1.16) уравнение, составленное согласно второму закону Кирхгофа запишется как

или .