МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ

ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ

И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УРАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ

Кафедра «Пожарная безопасность в электроустановках» лекция

по дисциплине «Электротехника и электроника»

РАЗДЕЛ № 1.Электротехника

ТЕМА № 1. Линейные электрические цепи постоянного тока

ЗАНЯТИЕ 1.1 Основные понятия электричества

Цели занятия:

1. учебные – формирование у обучающихся системы знаний об основных понятиях, действующих в электрических цепях постоянного тока, основ научного мировоззрения;

2. воспитательная – развитие культуры умственного труда, поведения на занятиях;

3. развивающая – развитие навыков учебного труда (выделить главную мысль, отвечать на поставленные вопросы), познавательных способностей обучающихся.

Методы, применяемые на занятии: лекция с элементами эвристической и катехизической беседы.

Время: 2 часа (90 мин).

Место проведения: ауд. Л-II.

Учебно-материальное обеспечение: мультимедийный проектор, презентационное сопровождение лекции.

Литература, использованная при подготовке лекции:

Основная

1. Электротехника и электроника: рабочая программа цикла по специальности 280104.65 – Пожарная безопасность. Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России, 2009. 25 с.

2. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника и электроника: учеб. М.: Академия, 2005. 9-е изд. С. 4–34.

Дополнительная

3. Данилов И.А. Общая электротехника с основами электроники: учеб.

пособие. М.: Высш. шк., 2008. С. 6-23, 50-78.

План лекции:

1.Организационная часть лекции: принимается рапорт о готовности курсантов к занятию, отмечаются в журнале отсутствующие, записывается тема занятия(время 10 мин.)

2. Введение (10 мин.).

Мы приступаем к изучению дисциплины «Электротехника и электроника», которая относится к общеинженерным дисциплинам и изучается будущими инженерами как электротехнических, так и неэлектротехнических специальностей, т.к. ни одна область жизнедеятельности человека не обходится без соприкосновения с электрической энергией.

Первый раздел дисциплины посвящен изучению электротехники. Электротехника – это область науки, которая изучает применение электрических и магнитных явлений для практического использования.

Первые попытки понять смысл и значение электрических явле­ний предприняли еще Сократ (469–399 гг. до н.э.), Платон (427–347 гг. до н.э.), Аристотель (384–322 гг. до н.э.). Но реальные ре­зультаты систематического исследования электричества в связи с изучением постоянного тока появились в XVIII в., т.е. началось его практическое применение. Первые элементы постоянного тока разработал итальянский исследователь А. Вольта (1745–1827) при­мерно в 1800 г. Эксперименты с постоянным током позволили ис­следователям объяснить сущность некоторых физических явлений и сделать следующие открытия в теории электричества: электри­ческая дуга – в 1802 г. (В.В. Петров); закон Ома – в 1827 г. (Г. Ом); закон электромагнитной индукции – в 1831 г. (М. Фарадей); правила для электрической цепи — в 1845—1847 гг. (Г. Кирхгоф).

В 1876 г. П.Н. Яблочков применил переменный ток и изобрел трансформатор, а в 1887–1889 гг. Г.Р.Герц эксперимен­тально доказал существование электромагнитных волн. Трехфазная система переменного тока, трехфазные трансформатор и асинхронный двигатель были изобретены русским ученым М.О. Доливо-Добровольским. И это только некоторые из важнейших достижений науки об электричестве.

Широкое применение электроэнергии во всех областях жизнедеятельности человека объясняется тем, что электрическая энергия обладает ценными свойствами:

1) универсальностью, т.е. она легко преобразуется в другие виды энергии (тепловую, механическую, химическую, ядерную и др.);

2) возможностью передачи на большие расстояния с небольшими потерями;

3) легкостью дробления и распределения по потребителям любой мощности (от десятков тысяч киловатт до долей ватт);

4) легкостью регулирования (реостатами и др.) и контроля (счетчики и электроизмерительные приборы).

Современная цивилизация требует дальнейшего увеличения производства электроэнергии и со­вершенствования электротехнологий для использования во всех отраслях общественного производства. Но при использовании электрической энергии необходимо понимать, что электрический ток и напряжение представляют опасность для жизни человека.

Во-первых, следствием нарушения правил электробезопасности является электротравмирование человека, зачастую заканчивающееся летальным исходом. Доказано, что смерть человека может вызвать ток силой всего лишь 1мА. Электрический ток и напряжение в результате теплового воздействия вызывают на теле человека ожоги. Электродинамическое воздействие тока и напряжения на тело человека приводит к вывихам рук и ног, образованию рваных ран, разрывам внутренних тканей. Но основной причиной смерти человека в результате попадания под воздействие электрического тока и напряжения является остановка дыхания и сердца.

Во-вторых, токоведущие части электротехнических устройств, электроустановки, находящиеся под напряжением, технологические процессы, связанные со статической электризацией, представляют собой источники повышенной пожароопасности. Короткие замыкания в сетях электроснабжения, нарушение изоляции токоведущих частей электрообрудования и электрической проводки, образование электрических дуг в элементах электрооборудования, связанных с коммутацией, статическая электризация в различных процессах и аппаратах зачастую становятся причиной пожаров и взрывов.

Для того, чтобы правильно организовать мероприятия по обеспечению пожарной безопасности электроустановок и технологических процессов, основанных на использования электрических явлений, а также грамотно применять методы и средства по устранению пожаров, возникших по причине нарушения правил электробезопасности будущему инженеру пожарной безопасности необходимо понимать природу электрических и магнитных явлений, их положительные и отрицательные проявления, знание назначения, устройства и принципа действия электротехнических устройств и их пожароопасности.

Кроме того, владение базовыми знаниями в областях электротехники и электроники позволяет специ­алисту рационально применять электротехнические и электрон­ные устройства на практике.

Таким образом, целью изучения дисциплины «Электротехника и электроника» является формирование у будущих инженеров пожарной безопасности теоретических знаний в области современной электротехники и электроники и практических умений по расчету, выбору и эксплуатации электротехнических и электронных устройств, необходимых для эффективного использования в будущей профессиональной деятельности.

Данная дисциплина является базовой для дальнейшего изучения таких специальных дисциплин как «Пожарная безопасность электроустановок», «Пожарная безопасность технологических процессов», «Автоматизированные системы управления и связь», «Производственная и пожарная автоматика».

Для успешного освоения дисциплины необходимы знания, усвоенные при изучении общей физики, высшей математики, технической механики, материаловедения и инженерной графики.

Вопросы лекции:

1. Характеристики электрического поля.

2. Электрический ток.

3. Электрическое сопротивление и проводимость.