Elektrotechnika: nauka o wykorzystywaniu
elektrryczności. Elektryczność
w przyrodzie została przebadana i zweryfikowana.
Elektron: jest nośnikiem ładunku „_” o wartości 1,6*10-19C a masa
spoczynkowa me=9,108*10-31kg.
Proton: jest nośnikiem ładunku „+”. Znajdują się one w jądrze atomu. Ład.
jest równy ład elektronu.
Przewodniki: są to ciała które mogą przewodzić prad zwany prądem przew-
odzenia.
Przewodnik 1 klasy: są to wszystkie metale.
Mechanizm przewodzenia prądu w metalach: polega na ruchu sfobodnych
elektronów. Istnieją 2 rodzaje ruchu: bezwładny ruch cieplny i uporządkowany
pod wpływem przyłożenia pola o podwyrzszonym potencjale. Kierunek
jest taki ,że dodatnie ładunki z podwyższonego pota przeplywają do pola o
mniejszym potencjale. Przewodzeniu nie toważyszą przemiany chemiczne.
I=dq/dt- ilość ład przepływającego o danym przekroju w czasie
I=Q/t
U= Umsin(ωt)
Przewodniki 2 klasy: są to ciecze zwane elekrtolitami i są to roztwory wodne
Zasad ,kwasów. Przewodzenie prou odbywa się przez ruch cząsteczek atomów
Zwanych kationami i anionami. Przewodzeniu toważyszą przemiany chemiczne.
Izolatory(dielektryki): ciała które nie mają zdolności przewodzenia prądu
Izolator idealny nie posiada sfobodnych elektronów. W rzeczywistości jest
Inaczej i posiadają one min ilość elektronów sfobodnych. Dielektryki
Dzieli się na : gazy, ciała stałe i ciecze nieprzewodzące.
Obwód elektryczny: jest to zamknięta droga złożona z przewodników. W skład
Wchodzą elementy aktywne i pasywne.
aktywne: źródła prądu
pasywne: energia zamieniana na inna ale nie powstaje SEM
Obwody mogą być :
proste
złożone: można je sprowadzić do postaci w której będzie 1 element pasywny i
aktywny
I=I/Rw+R R-rezystancja
E+RwI+RJ=ΔUw+U
U+RI R-wsp nadmiaru napięcia R+const obwód liniowy
Charakterystyka źródła zwnętrzna
U=E-RwI
W pracy każdego źródła wyróżnia się 2 stany graniczne:
jałowy - wogule nie płynie prąd R= ∞ ( I=0 U=E)
zwarcie- R=0 (U=0 IL=E/Rw
Charakterystyka zewnetrzna odbiorników
!-żarówka 2- warystol
3- baretel 4-dioda pół-przewod
Dlaukładów nie liniowych stosuje się pojęcie rezystancji statycznej i
dynamicznej
R=U/I Rd=dU/dI
Obwód zawierający chociarz 1 element nieliniowy jest obwodem nieliniowym
Zasadniczą rolę w obwodach elektrycznych odgrywają przewodniki metalowe
R=ξl/s S- prekró poprzeczny l-dł ξ-rezystywność(rezystancja właściwa)
R=l/γS γ=1/ξ- konduktywność(przewodność właściwa)
Rezystancja metalów zmienia się w zależności od temperatury
R=R20{1+α (ν-20)} α-temp wsp rezystancji
Obliczanie przewodów elektr linowych:
a) Prawo Ohma U=IR
b) 1 prawo Kirchoffa- Suma prądów wpływających do węzła równa jest sumie
prądów wypływających I=0
c) 2 prawo kirchoffa: obwody zamknięte (oczka) -w karzdym obwodzie
zamkniętym suma energi SEM”E” równa jest sumie spadków napięć
ΣE=ΣRI
Obliczanie obwodów pasywnych:
szeregowe:
U1= R1I
U2= R2I U= U1+ U2 + U3=( R1+ R2+ R3)I= RzI
U3= R3I Rz =ΣR
równoległe
I1=U/R1
I1=U/R2 I=U/RZ
I3=U/R3 1/RZ=Σ!/R
c)połaczenie mieszane
1/R2,3=1/R2+1/R3⇒ R2,3=R2*R3/R2+R3
R123=R1+R23
U1=R1I UAB=U-U1=R23*I
I=UAB/R2 I=UAB/R2 I2=I-I1
Przy obliczaniu obwodów aktywnych stosuje się 1 i 2 prawo Kirchoffa
Wszystkie SEM i i prądy są dodatnie + a ujemne -
E1-E2=(Rw+R1+R2+Rw2+R3)I
ΣE=ΣRI I=ΣE/ΣR
Reguła dzielnika prądowego: W dzielniku prądu przy rów ład rezystancji prąd
gałezi tak ma się do prądu całkowitego jak konduktancja gałezi przez którą
ten prąd płynie do sumy konduktancji gałęzi I1/I=G1/G1+G2+...+Gn.
Reguła dzielnika napięciowego: przy szeregowym połączeniu rezystancji napięcia
na poszczególnych rezystancjach mają do siebie jak odpowiednie rezystancje
Moc prądu i praca:
P=A/t=QU/t=IU{W}
P=IU=I2R=U2/R
Pole magnetyczne: pole prądu elektrycznego ,które jest wytworzone przez
przepływ prądu przez przewodnik powoduje powstanie pola prądu.
Obecność można wykryć za pomocą igły magnetycznej. Wektor tej
siły jest zgodny z kerunkiem N igły magnetycznej. Linie pola układają się
koncentrycznie względem środka przewodnika. Aby zwiękrzyć gęstość lini pola
trzeba zrobić uzwojenie.
φ=I*Z --strumień pola magnetycznego
φ= Rμ *φ
Indukcja magnetyczna: jest to wielkość charakteryzująca pole magnetyczne
B=φ/S gdy B=const to pole jest równomierne
Wielkość indukcji magnetycznej która jest stała można wyznaczyć doświadczalnie umieszczając w nim przewód magnetyczny. Umieszczenie przewodnika powoduje zagęszczenie lini pola magnetycznego i witworzenie siły( reguła lewej ręki)
F=BIL{N} I- prąd L-dł
B=F/IL {T}
φ=B*S
Obwód magnetyczny: nazywa się zamkniętą drogę przepływu strumienia. Dla
uzyskania dużej indukcji obwód magnetyczny był z dobrego materiału o dobrej
przewodności gdzie μ-jest duże
↑B=φ/S μ-jest duże
Dla rdzenie o krztałnie pierścienia θ=I*Z - przepływ przypadający na jed dł lini sił
pola
Natęrzenie pola magnetycznego H:
H= θ/L=IZ/L{A/M}
Dla toroidy B=const-niewielka róznica promieni
B=μH μ-wsp przenikalności magnetycznej μ=μo*μR
Pod względemmagnetycznym wszystkie ciała dzieli się na:
diamagnetyki μ0<1
b) paramagnetyki μ0>1
c) ferromagnetyki μ0>>1
Dla ciał a i b przenikalność jest stała
a) przenikalność statyczna μ=B/H
b) przenikalność dynamiczna μd=dB/dH
c) przenikalność przyrostowa μΔ=ΔB/ΔH
W ciałach ferromagnetycznych występuje zjawisko histerezy magnetycznej:
Tym samym natężenie pola występuje różna wartość indukcji magnetycznej.
Wszystkie wykresy charakterystyk są symetryczne.
Obliczanie obwodów magnetycznych:
a) dal rdzeni ramki prostokątnej
B=μH=μθ/L=μIZ/L
θ=Iz/Ri=Q/Rμ
Opory mogą być łączone szeregowo lub równolegle:
a) szeregowo:
Rμ=L1/μ1S1 Rμ=L2/μ2S2 Rμ=L3/μ3S3
φ=θ/ΣRμ
b) równolegle:
φ=φ+φ=Σφ
c) dla oczek
Σθ=ΣH*L
Siła elektromotoryczna:
SEM nazywamy siłę działającą na przewody w których płynie prąd elektryczny.
F=μoI1 I1L/2 Πa
Indukcja elektromagnetyczna: odkryta przez Faradaya w 1831 polega na powstaniu
SEM w zamkniętym obnwodzie który obejmuje zmiany strumienia magnetycznego.
E=-dφ/dt
Zmiana strumienia magnetycznego pod wpływem ruchu przewodu względem nieruchomego
Pola lub ruchu pola względem nieruchomego przewodu. Oparte to zostało na prawie
Lendza- określa kierunek zaindukowanej SEM a jednocześnie prąd który przeciw działa
Zmianie strumienia pierwotnego.
Indukcja własna: polega na tym gdy w danym obwodzie płynie prąd zmienny
Wytwarzające zmiene pola magnetycznego to wówczas indukuje w tym samym
Obwodzie siłę elektromotoryczną indukcji
EL=-zdφ/dt⇒-Ldi/dt
W ciałach ferromagnetycznych jest zmienna a w ciałach para i diamagnetycznych jest stała
Gdy ładunki są nieruchome to mamy do czynienia z polem elektrycznym.
Na ład elektryczny umieszczony działają siły mechaniczne.. Na ład + działa statyczna
Stała siła F.
D=Q/S Q-ład S-pow