Тема 1.2. Электрические цепи

Содержание учебной программы

Введение

Современное состояние и перспективы дальнейшего развития энергетики, электротехники, электроники. Применение электротехники и электроники в производственной деятельности.

Основное содержание дисциплины. Значение электротехнической подготовки специалистов среднего звена для освоения новой техники и прогрессивной технологии.

Раздел 1. Основы электротехники.

Тема 1.1. Электрическое поле.

Основные характеристики электрического поля, электрическое напряжение. Проводники и диэлектрики, диэлектрическая проницаемость и относительная электрическая прочность и пробой диэлектриков. Краткие сведения о различных электроизоляционных материалах и их практическое использование. Электроемкость. Конденсаторы. Соединение конденсаторов. Заряд и разряд конденсаторов.

Литература: Л.1, гл.1, стр.8-25.

Задачи и вопросы для самопроверки:

1. Что такое напряженность электрического поля? Имеет ли эта величина направление?
2. Что называют напряжением между двумя точками поля. Приведите связь между напряженностью поля и напряжением.
3. Напряженность электрического поля у поверхности Земли E= 130 В/м. Чему равно напряжение между головой человека, имеющего рост 1,7 м и его ногами?

Ответ: 221 В.

1. Каким зарядом обладает емкость 2 МКФ, если напряжение между его пластинами равно 100 В?

Ответ: Кл.

1. Определите энергию, запасенную в конденсаторе емкостью 10 МКФ при напряжении на пластинах 100 В.

Ответ: 0,05 Дж.

Тема 1.2. Электрические цепи.

Общие сведения об электрических цепях: определения, классификация. Электрический ток: разновидности электрического тока. Направление, величина и плотность электрического тока. Электрическая цепь. Основные элементы электрических цепей. Условные обозначения в электрических схемах.

Электрическая проводимость и сопротивление, закон Ома, закон Джоуля-Ленца. Мощность и КПД. Проводниковые материалы: основные характеристики, материалы с малым удельным сопротивлением, материалы с большим удельным сопротивлением. Участки схем электрических цепей: ветвь, узел, контур.

Основные расчеты электрических цепей постоянного тока: понятие о режимах электрических цепей, последовательное, параллельное и смешанное соединение резисторов, законы Кирхгофа. Практическое применение.

Литература: Л.1, гл.2, стр.28-37.

Задачи и вопросы для самопроверки:

1. Что называют электрическим током? Укажите его направление по внешней и внутренней цепи источника электрической энергии.
2. Начертите схему электрической цепи, состоящей из источника тока, выключателя, предохранителя и двух ламп, включенных параллельно. Что произойдет при перегорании одной из ламп?
3. Дайте определение ЭДС источника напряжения на зажимах и внутреннего падения напряжения. Чему равны эти величины, если в цепи проходит ток 2 А через внутреннее сопротивление 0,5 Ом и внешнее сопротивление 9,5 Ом?

Ответ: 20 В, 19 В,1 В.

1. Напишите закон Ома для всей цепи и для одного его участка: внешнего и внутреннего.
2. Две лампы мощностью 200 Вт и 25 Вт, рассчитанные на напряжение 127 В, соединили последовательно и включили в сеть с напряжением 220 В. Какой накал будет у каждой лампы?

Ответ: напряжение на лампах В, В. Свечение лампы мощностью 220 Вт практически отсутствует.