Основы электротехники

Содержание лекции

Формальности
Обзор курса
Введение в теоретическую электротехнику:
ТОЭ – это не сложно!
Основные определения
Законы

Формальности

Формальности (продолжение)

Виды промежуточного контроля:
Самостоятельные работы – обычно можно пользоваться конспектом, учебными

Рейтинг

Основные показатели для расчета рейтинга

Средний балл
Процент выполнения учебного плана (процент выполненных

Основная литература:

Основы теоретической электротехники: Учебное пособие / Ю. А. Бычков, В.

Обзор курса

Основные темы курса теоретических основ электротехники (1 семестр):
Расчет резистивных электрических

Обзор курса

Основные темы курса теоретических основ электротехники (2 семестр):
Спектральные методы расчета

Пример

Лампа накаливания
Задача: моделировать поведение лампы накаливания в электрической цепи
*источник изображения: http://jeromeabel.net

Пример (продолжение)

Подключим лампу к источнику напряжения
*источники изображений: http://jeromeabel.net, https://openclipart.org

Пример (продолжение)

Цель
Построить модель объекта, пригодную для предсказания его поведения с достаточной

Пример (продолжение)

Какой ток будет протекать через лампочку?
Как долго лампочка будет работать

Сложный метод

Сложный метод

Уравнения Максвелла позволяют установить полную картину электромагнитного поля в каждой

Упрощение

Упрощение

Упрощение

Исходные допущения:
Квазистационарность электромагнитного поля (размеры рассматриваемой области позволяют не учитывать конечность

Двухполюсники

Двухполюсник (ДП) – часть цепи, имеющая два вывода (узла, полюса, зажима),

Ток

Ток (продолжение)

Напряжение

Напряжение (продолжение)

ДП

ДП

Полярность

Полярность пассивных элементов всегда согласована с направлением тока (ток течет от

Энергия и мощность

ДП

ДП

Энергия и мощность (продолжение)

Энергия и мощность (продолжение)

Пассивные и активные элементы

Основы топологии электрических цепей

Ветвь – часть цепи, соединяющая два узла (в

Основы топологии электрических цепей (продолжение)

U

Контуры (ячейки)

Контур (не ячейка)

Неустранимый узел

Устранимый узел

R-элемент в электрической цепи

R-элемент в электрической цепи

Источник напряжения

Источник напряжения (ИН) – элемент, поддерживающий на своих зажимах заданное

Источник напряжения (продолжение)

Вольт-амперная характеристика ИН:
Схема замещения и ВАХ реального источника напряжения:

R0

u(t)

Источник напряжения (продолжение)

Частный случай ИН с нулевым напряжением – короткое замыкание

Источник тока

Источник тока (ИТ) – элемент, поддерживающий через свою ветвь заданный

Источник тока (продолжение)

Вольт-амперная характеристика ИТ:
Частный случай ИТ с нулевым током –

Источник напряжения (продолжение)

Упрощение

Используем простую модель – идеальное сопротивление:

U

Вольт-амперная характеристика лампы

Пояснения

Вольта-мперная характеристика лампы накаливания нелинейна – выбранная модель не соответствует реальности

Законы Кирхгофа

Рассмотрим цепь:

u

b

a

c

i1

i2

i3

Законы Кирхгофа (продолжение)

Закон токов Кирхгофа (ЗТК)
Алгебраическая сумма токов ветвей, сходящихся в

Законы Кирхгофа (продолжение)

Закон напряжений Кирхгофа (ЗНК)
Алгебраическая сумма напряжений в контуре равна

Эквивалентные преобразования

u1

u1

Расчет линейных электрических цепей

Электрические цепи
Линейные электрические цепи
Резистивные цепи
Динамические цепи
Нелинейные электрические

Заключение

Краткие выводы:
Рассмотрен переход от физики электромагнетизма к теоретической электротехнике
Разобраны законы Ома

Задача 1

Дано:
Аккумуляторная батарея номинальным напряжением 3,7 В и емкостью 20000 мА∙ч
Лампа

Задача 2

Дано:
Сетевое зарядное устройство с выходом USB (напряжение 5 В), максимальный