I. Prąd stały, prąd elektryczny

1. Nośniki prądu elektrycznego w substancjach

przewodzących i rodzaje prądów elektrycznych.

przewodnik-->elektrony walencyjne
elektrolit-->jony (+) i (-)
gaz--> jony i elektrony
półprzewodnik-->elektrony i dziury
próżnia-->dowolny rodzaj ładunków
Rodzaje prądów: przewodzenia,przesunięcia,
unoszenia.

2.Definicja natężenie prądu i napięcie elektrycznego.

Natężenie prądu-stosunek ładunku elektrycznego q, który

przepływa przez poprzeczny przekrój

przewodnika, do czasu t przepływu tego ładunku.
Napięcie elektryczne-
różnica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami (A,B) obwodu lub pola elektrycznego.

stosunek pracy wykonanej podczas przenoszenia ładunku elektrycznego między punktami (A,B), dla

których określa się napięcie, do wartości tego ładunku.

3. Warunki przepływu prądu i elementy obwodu elektrycznego.

1. istnienie swobodnych nośników prądu

(elektronów lub jonów),

2. zamknięty obwód elektryczny,

3. pole elektryczne wytworzone przez źródło prądu (baterię).

elementy: źródło energii elektrycznej E,odbiornik energii,przewody łączeniowe.

4. Skutki przepływu prądu elektrycznego

Cieplne, zamiana energii elektrycznej na cieplną. Świetlne, zamiana energii elektrycznej na świetlną. Mechaniczne, zamiana energii elektrycznej na mechaniczną (silniki). Chemiczne, zamiana energii elektrycznej

na chemiczną (elektroliza). Magnetyczne, zamiana energii elektrycznej na pole elektromagnetyczne (elektromagnesy,transformatory).

5. Zależność określająca rezystancję przewodnika i wpływ temperatury na rezystancję

R_ϑ = R₂₀ [1+ α₂₀(ϑ - 20°C)]

R_ϑ = R₂₀ [1+ α₂₀ϑ]

6. . Źródło napięciowe i prądowe, idealne i rzeczywiste

Źródło napięciowe :idealne →stałe napięcie na zaciskach, niezależnie od pobieranego natężenia

prądu. rzeczywiste →spadek napięcia na zaciskach, przy wzroście pobieranego natężenia prądu.

Źródło prądowe: idealne →stałe natężenie prądu,niezaleznie od napięcia na zaciskach źródła.

rzeczywiste →zmniejszania prądu przy wzroście napięcia na zaciskach źródła

7. Wielkości charakterystyczne dla źródła energii elektrycznej.

napięcie źródłowe (siła elektromotoryczna E), dopuszczalne natężenie prądu jakim można źródło obciążyć I_max,

rezystancja wewnętrzna źródła R_W.

8. Stany pracy źródła

jałowy(zaciski źródła rozwarte), zwarcia(zaciski źródła zwarte),obciążenia(do zacisków źródła podłączone obciążenie Robc).

9. I i II prawo Kirchhoffa

I prawo: W każdym węźle obwodu elektrycznego suma algebraiczna prądów równa się zeru.

II prawo: W każdym oczku obwodu elektrycznego algebraiczna suma napięć źródłowych (E) i odbiornikowych (U) równa się zeru.

10. Praca i moc prądu elektrycznego.

Moc – miara pracy wykonanej w jednostce czasu. P=W/t [P]=1W

Praca-miara ilości energii wymienianej między układami fizycznymi W=Pt [W]=1J

II. Pole elektryczne

1. Wielkości charakteryzujące pole elektryczne

Natężenie pola elektrycznego E, Indukcja elektryczna D, Strumień indukcji elektrycznej Ψ, Przenikalność elektryczna ε

2. Przenikalność elektryczna ε

ε przenikalność elektryczna charakteryzuje właściwości elektryczne środowiska

ε = ε₀ ε' ε0 = 8,85·10-12 F/m - przenikalność elektryczna próżni ε’ - przenikalność elektryczna względna ośrodka ε - przenikalność elektryczna bezwzględna

3. Wytrzymałość elektryczna dielektryków

Wytrzymałość elektryczna – najmniejsza wartość natężenia pola elektrycznego, przy której następuje przebicie dielektryka.

4. Podstawowe parametry kondensatora

pojemność C (c=Q/U), napięcie znamionowe Un (Un=(E_kr/k)∙d).

5. Od czego zależy pojemność kondensatora

Kondensator nie podłączony do źródła napięcia stałego jest elektrycznie obojętny. Z chwilą podłączenia następuje gromadzenie na okładzinach ładunków elektrycznych różniących się znakiem tzn. na jednej okładzinie gromadzą się ładunki dodatnie na drugiej ujemne. Płynie krótkotrwały prąd ładowania dopóki różnica potencjałów na okładzinach kondensatora nie będzie równa napięciu na zaciskach.

6. Rodzaje i budowa kondensatorów

Kondensatory powietrzne, ceramiczne, z tworzyw sztucznych, elektrolityczne, energetyczne.

7. Energia zmagazynowana w kondensatorze

dW_e = u_c idt = Cu_c du_c W_e=1/2 CU²

III.Pole magnetyczne

1. Wielkości charakteryzujące pole magnetyczne

• Natężenie pola magnetycznego - H,

• Indukcja magnetyczna - B,

• Strumień indukcji magnetycznej - Φ,

• Przenikalność magnetyczna - μ.

2. Najważniejsze zjawiska charakterystyczne dla pola magnetycznego

występowanie sił mechanicznych działających na znajdujący się w polu przewodnik z prądem, powstawanie (indukowanie) sił elektromotorycznych w obwodach przez które przenika zmienne pole magnetyczne.

3. Przenikalność magnetyczna

µ = µ₀ µ' μ – przenikalność magnetyczna bezwzględna μ’ – przenikalność magnetyczna względna

μ₀= 4 π 10-7 H/m przenikalność magnetyczna próżni

4. Podział materiałów magnetycznych

magnetyczne miękkie (HC<1kA/m), magnetyczne półtwarde(1kA/m<HC<10kA/m), magnetyczne twarde (HC>10 kA/m)

5. Pętla histerezy, definicje Br, Hc

Hc – natężenie koercji, Br indukcja remanencji (magnetyzm szczątkowy)

6. Parametry i zastosowanie materiałów magnetycznie miękkiego, półtwardego, twardego

Miękkie: parametry- duża przenikalność magnetyczna, pozwalająca uzyskać

duże wartości indukcji magnetycznej przy użyciu małego prądu magnesowania, | jak najmniejsza stratność (pole objęte pętlą histerezy) pozwalająca na wysokosprawne przetwarzanie energii, | duża indukcja nasycenia, pozwalająca na uzyskanie jak największej siły mechanicznej (proporcjonalnej do kwadratu indukcji), | duża rezystywność w celu zmniejszenia strat mocypowodowanych prądami wirowymi. ZASTOSOWANIE: Magnetyki miękkie stosuje się na obwody magnetyczne w transformatorach, generatorach, silnikach i elektromagnesach.

Półtwarde: parametry- podobnie do magnetyków twardych zachowują stan namagnesowania po usunięciu pola

magnesującego. Jednakże niezbyt wysokie wartości koercji (-Hc) pozwalają na względnie łatwe usunięcie namagnesowania, lub też odwrócenie jego polaryzacji. Własność tą wykorzystuje się do przechowywania informacji ZASTOSOWANIE: pamięci magnetyczne.systemy zabezpieczeniowe towarów.

Twarde: parametry- szeroka pętla histerezy, ZASTOSOWANIE: stosuje się do budowy magnesów trwałych (silniki, generatory, zamykanie drzwi w lodówkach itp.)

7. Reguła Lenza

Jakiekolwiek zmiany strumienia magnetycznego skojarzonego z przewodzącym obwodem zamkniętym

powodują powstanie sił elektromotorycznych i mechanicznych przeciwdziałających zmianom skojarzonego strumienia magnetycznego.

8. Zjawisko samoindukcji

Samoindukcja polega na powstaniu w obwodzie siły elektromotorycznej wskutek zmiany prądu w tym

obwodzie. SEM samoindukcji określana jest zależnością:

e_L=-L Jednostka indukcyjności H - henr

9. Energia pola magnetycznego

W=1/2 LI²

IV. PRĄD SINUSOIDALNY JEDNOFAZOWY

1. Klasyfikacja prądów elektrycznych (kryterium funkcja czasu)

2. Wielkości charakteryzujące przebiegi sinusoidalne

Okres T najkrótszy czas po którym przebieg powtarza się, Częstotliwość f liczba okresów przypadająca na jedną sekundę (f = 1/T), Pulsacja ω, ω = 2π/T = 2πf Kąt przesunięcia fazowego w przypadku napięć i prądów, jest to różnica faz między napięciem i prądem Wartość chwilowa i wartość w danej chwili. Wartość maksymalna Im (amplituda) największa wartość chwilowa. Wartość średnia Iśr. → zastępczy prąd stały, równoważny prądowi przemiennemu pod względem przenoszonego ładunku elektrycznego Wartość skuteczna I zastępczy prąd stały, równoważny prądowi przemiennemu pod względem przenoszonej energii elektrycznej.

3. Wartość skuteczna I

Równoważny prąd stały, który płynąc przez rezystor R w czasie jednego okresu T spowoduje wydzielenie tej samej energii cieplnej co prąd sinusoidalny.

4. Wartość średnia Iśr

Równoważny prąd stały, który płynąc w czasie równym połowie okresu przeniesie taki sam ładunek co prąd sinusoidalny.

5. Elementy idealne i rzeczywiste RLC

Idealne-są to takie elementy, w których zachodzi tylko jedno zjawisko fizyczne (Idealny rezystor R, cewka L, kondensator C)

Rzeczywiste- Rezystor (opornik) – element bierny, obwodu elektrycznego. Przy przepływie prądu zamienia energię elektryczną w ciepło. Rezystor rzeczywisty oprócz podstawowej wielkość, która go charakteryzuje – rezystancji, posiada jeszcze pojemność wewnętrzną oraz wewnętrzną indukcyjność,(są to tzw. pojemność oraz indukcyjność pasożytnicza) Rezystory są zbudowane z korpusu, części oporowej i pokrycia zabezpieczającego część oporową przed uszkodzeniem. Obecnie oporniki są produkowane jako: drutowe, warstwowe, objętościowe i cienkowarstwowe

6. Rezonans napięć

W stanie rezonansu napięć, występuje równoważenie się napięć na cewce i kondensatorze.

7. Rezonans prądów

W stanie rezonansu prądów, występuje równoważenie się prądów w cewce i kondensatorze.

8. Jakie skutki w układzie energetycznym powoduje niska wartość współczynnika mocy.

przewymiarowanie źródeł zasilania, zwiększenie strat energii w liniach zasilających, zwiększenie spadków i strat napięcia w liniach zasilających, zwiększenie przekrojów linii zasilających.

9. Zasady sztucznej kompensacji mocy biernej

zainstalowanie przy odbiorniku (w zakładzie przemysłowym) baterii kondensatorów w celu skrócenia drogi przepływu mocy biernej (kondensator – odbiornik).

10. Moce w obwodach prądu sinusoidalnego, trójkąt mocy.

czynna (P=UIcos), bierna(Q=UIsin ), pozorna (S=UI)