Электротехника лекции для начинающих

1. Введение . Цели , задачи и структура курса .

2. Линейные цепи постоянного тока – основные понятия и определения .

3. Схемы электрических цепей и их элементы .

4. Законы Ома и Кирхгофа .

Электротехника – техническая дисциплина , которая занимается анализом и

практическим использованием для нужд промышленного производства и быта всех физических явлений , связанных с электрическими и магнитными полями .

Область практического применения электротехники имеет четыре связанные друг с другом направления :

1. Получение электрической энергии .

2. Передача энергии на расстояние .

3. Преобразование электромагнитной энергии .

4. Использование электроэнергии .

Научно – технический прогресс происходит при все более широком исполь – зовании электрической энергии во всех отраслях отечественной промышлен – ности . Поэтому электротехническая подготовка инженеров не электротехниче –

ских специальностей должна предусматривать достаточно подробное изучение вопросов теории и практики использования различных электроустановок . Ин – женер любой специальности должен знать устройство , принцип действия , характеристики и эксплуатационные возможности электрических цепей , элек – трических машин , различных аппаратов и другого электрооборудования , спо – собы регулирования и управления ими .

История развития электротехники как науки связана с важнейшими иссле – дованиями и открытиями . Это исследования атмосферного электричества , появление источников непрерывного электрического тока – гальванических элементов (1799 г .), открытие электрической дуги (1802 г .) и возможность ее использования для плавки металлов и освещения , открытие закона о направле – нии индуцированного тока (1832 г .) и принципа обратимости электрических машин , в 1834 г . впервые осуществлен электропривод судна , открытие закона теплового действия тока – закона Джоуля – Ленца (1844 г .), в 1876 г . положе – но начало практическому применению электрического освещения с изобрете – нием электрической свечи , в 1889-1891 гг . созданы трехфазный трансформа – тор и асинхронный двигатель .

В настоящее время отечественная электроэнергетика занимает передовые позиции в мире по созданию мощных ГЭС и каскадов электростанций , произ – водству мощных гидрогенераторов , высоким темпам теплофикации , строи –

тельству высоковольтных линий электропередач и мощных объединенных энергосистем , высокому техническому уровню электросетевого хозяйства .

В современных производственных машинах с помощью электротехнической

и электронной аппаратуры осуществляется управление ее механизмами , авто – матизация их работы , контроль за ведением производственного процесса , обеспечивается безопасность обслуживания и т . д . Все шире используется в технологических установках электрическая энергия , например , для нагрева из – делий , плавления металлов , сварки .

Основной задачей данного курса является получение основных сведений и формирование знаний , умений и навыков по электротехнике , электронным устройствам и электроприводу .

В состав курса входят следующие разделы :

1. Электрические цепи постоянного тока .

2. Электрические цепи переменного тока .

3. Переходные процессы в электрических цепях .

4. Основы электроники .

5. Магнитные цепи и электромагнитные устройства .

7. Электрические машины .

8. Основы электропривода .

2. Линейные цепи постоянного тока – основные понятия и определения .

Электрической цепью называется совокупность источников и потребителей электрической энергии , соединенных друг с другом с помощью проводников .

Электрический ток – направленное движение заряженных частиц ( элек – тронов или ионов ).

Постоянный ток – ток , неизменный по величине и направлению .

Читайте также:  Подключение выключателя света с двумя клавишами schneider

Ветвью называется участок цепи между двумя соседними узлами , содержа – щий последовательное соединение элементов .

Точка , где соединяются три и более ветвей называется узлом .

Любой замкнутый путь , проходящий по ветвям данной цепи , называется контуром .

Основными параметрами , характеризующими электрические цепи постоян – ного тока , являются : I( А )- сила тока – количество электричества , проходяще – го через поперечное сечение проводника за единицу времени , U( В ) – напря – жение на некотором участке электрической цепи , равное разности потенциалов на концах этого участка , R( Ом ) – сопротивление , Р ( Вт )- мощность . Все обо –

значения основных физических величин предусмотрены государственным стандартом . Единицы измерения диктуются международной системой единиц .

3. Схемы электрических цепей и их элементы .

Графическое изображение электрической цепи и ее элементов называется электрической схемой ( рис . 1)

На любую машину , в состав которой входят электрические устройства , кроме конструкторских чертежей имеется элек – тродокументация , состоящая из различных

электрических схем . Электрические функ –

циональные схемы раскрывают принцип действия устройства . Существуют элек – тромонтажные схемы , в которых раскры – вается монтаж ( соединение ) электриче –

ских элементов цепи .

Электрические принципиальные схемы раскрывают электрические связи всех от –

дельных элементов электрической цепи между собой .

Все схемы вычерчиваются по определенным стандартам – ГОСТам . ГОСТы являются основой технического языка , применяемого в масштабе всей стра – ны .

Кроме основных электрических схем существуют схемы замещения , по ко – торым наиболее удобно составлять математические уравнения , описания элек – трических и энергетических процессов . Такие схемы являются эквивалентными моделями электрической цепи . Схемы максимально упрощены и по ним удоб – нее провести анализ отображаемых ими сложных электрических цепей .

Все элементы электрических цепей можно разделить на три группы : ис – точники ( активные элементы ), потребители и элементы для передачи элек – троэнергии от источников к потребителю ( пассивные элементы ).

Источником электрической энергии ( генератором ) называют устройство , преобразующее в электроэнергию какой – либо другой вид энергии ( электро – машинный генератор – механическую , гальванический элемент или аккумуля – тор – химическую , фотоэлектрическая батарея – лучистую и т . п .). Источники делятся на источники напряжения ( Е ,U= со nst, при изменении и I) и источники тока (I= со nst, при изменении U). Все источники имеют внутреннее сопротив – ление R вн , значение которого невелико по сравнению с сопротивлением других элементов электрической цепи .

Приемником электрической энергии ( потребителем ) называют устройство , преобразующее электроэнергию в какой – либо другой вид энергии ( электро – двигатель – в механическую , электронагреватель – в тепловую , источник света – в световую ( лучистую ) и т . п .).

Элементами передачи электроэнергии от источника питания к приемнику служат провода , устройства , обеспечивающие уровень и качество напряжения и др .

Условные обозначения элементов электрической цепи на схеме стандарти – зованы . Примеры :

– резистивный элемент ( линейный ),

– идеальный источник ЭДС , условно положи – тельное направление ЭДС принято от отрица – тельного полюса к положительному ( и совпа – дает с положительным направлением тока )

Читайте также:  Кованые козырьки над окнами

– индуктивный элемент , – емкостной элемент ,

– полупроводниковый диод , – плавкий предохранитель

4. Законы Ома и Кирхгофа

Закон Ома в простейшем случае связывает величину тока через сопротив – ление с величиной этого сопротивления и приложенного к нему напряжения :

Сила тока на некотором участке электрической цепи прямо пропорциональ –

на напряжению на этом участке и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка .

Закон Ома справедлив для любой ветви ( или части ветви ) электрической цепи , в таких случаях его называют обобщенным законом Ома . Для ветви , не содержащей ЭДС , закон Ома запишется :

Сейчас без электричества невозможно представить жизнь. Это не только свет и обогреватели, но и вся электронная аппаратура начиная с самых первых электронных ламп и заканчивая мобильными телефонами и компьютерами. Их работа описывается самыми разными, иногда очень сложными формулами. Но даже самые сложные законы электротехники и электроники в основе своей имеют законы электротехники, которые в институтах, техникумах и училищах изучает предмет «Теоретические основы электротехники» (ТОЭ).

Основные законы электротехники

Закон Ома — с этого закона начинается изучение ТОЭ и без него не может обойтись ни один электрик. Он гласит, что сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению Это значит, что чем выше напряжение, поданное на сопротивление, электродвигатель, конденсатор или катушку (при соблюдении других условий неизменными), тем выше ток, протекающий по цепи. И наоборот, чем выше сопротивление, тем ниже ток.

Закон Джоуля — Ленца. С помощью этого закона можно определить количество тепла, выделившегося на нагревателе, кабеле, мощность электродвигателя или другие виды работ, выполненных электрическим током. Этот закон гласит, что количество тепла, выделяемого при протекании электрического тока по проводнику, прямо пропорциональна квадрату силы тока, сопротивлению этого проводника и времени протекания тока. С помощью этого закона определяется фактическая мощность электродвигателей, а также на основе этого закона работает электросчётчик, по которому мы платим за потреблённую электроэнергию.

Первый закон Кирхгофа. С его помощью рассчитываются кабеля и автоматы защиты при расчёте схем электроснабжения. Он гласит, что сумма токов, приходящих в любой узел равна сумме токов, уходящих из этого узла. На практике приходит один кабель из источника питания, а уходит один или несколько.

Второй закон Кирхгофа. Применяется при подключении нескольких нагрузок последовательно или нагрузки и длинного кобеля. Он также применим при подключении не от стационарного источника питания, а от аккумулятора. Он гласит, что в замкнутой цепи сумма всех падений напряжений и всех ЭДС равна 0.

С чего начать изучение электротехники

Лучше всего изучать электротехнику на специальных курсах или в учебных заведениях. Кроме возможности общаться с преподавателями, вы можете воспользоваться материальной базой учебного заведения для практических занятий. Учебное заведение также выдаёт документ, который будет необходим при устройстве на работу.

Если вы решили изучать электротехнику самостоятельно или вам необходим дополнительный материал для занятий, то есть много сайтов, на которых можно изучить и скачать на компьютер или телефон необходимые материалы.

Видеоуроки

В интернете есть много видеоматериалов, помогающих овладеть основами электротехники. Все видеоролики можно как смотреть онлайн, так и скачать с помощью специальных программ.

Читайте также:  Насадка пескоструй для керхера

Видеоуроки электрика — очень много материалов, рассказывающих о разных практических вопросах, с которыми может столкнуться начинающий электрик, о программах, с которыми приходится работать и об аппаратуре, устанавливаемой в жилых помещениях.

Основы теории электротехники — здесь находятся видеоуроки, наглядно объясняющие основные законы электротехники Общая длительность всех уроков около 3 часов.

  1. Основы электротехники, ноль и фаза, схемы подключения лампочек, выключателей, розеток. Виды инструмента для электромонтажа;
  2. Виды материалов для электромонтажа, сборка электрической цепи;
  3. Подключение выключателя и параллельное соединение;
  4. Монтаж электрической цепи с двухклавишным выключателем. Модель электроснабжения помещения;
  5. Модель электроснабжения помещения с выключателем. Основы техники безопасности.

Книги

Самым лучшим советчиком всегда являлась книга. Раньше необходимо было брать книгу в библиотеке, у знакомых или покупать. Сейчас в интернете можно найти и скачать самые разные книги, необходимые начинающему или опытному электромонтёру. В отличие от видеоуроков, где можно посмотреть, как выполняется то или иное действие, в книге можно держать рядом во время выполнения работы. В книге могут быть справочные материалы, которые не поместятся в видеоурок (как в школе — учитель рассказывает урок, описанный в учебнике, и эти формы обучения дополняют друг друга).

Есть сайты с большим количеством электротехнической литературы по самым разным вопросам — от теории до справочных материалов. На всех этих сайтах нужную книгу можно скачать на компьютер, а позже читать с любого устройства.

Например,

mexalib — разного рода литература, в том числе и по электротехнике

книги для электрика — на этом сайте много советов для начинающего электротехника

электроспец — сайт для начинающих электриков и профессионалов

Библиотека электрика — много разных книг в основном для профессионалов

Онлайн-учебники

Кроме этого, в интернете ест онлайн-учебники по электротехнике и электронике с интерактивным оглавлением.

Это такие, как:

Начальный курс электрика — учебное пособие по электротехнике

Основы электротехники — базовые понятия

Электроника для начинающих — начальный курс и основы электроники

Техника безопасности

Главное при выполнении электротехнических работ, это соблюдение техники безопасности. Если неправильная работа может привести к выходу из строя оборудования, то несоблюдение техники безопасности — к травмам, инвалидности или летальному исходу.

Главные правила — это не прикасаться к проводам, находящимся под напряжением, голыми руками, работать инструментом с изолированными ручками и при отключении питания вывешивать плакат «не включать, работают люди». Для более подробного изучения этого вопроса нужно взять книгу «Правила техники безопасности при электромонтажных и наладочных работах».

Этот раздел будет посвящен теоретическим основам электротехники. Здесь вы найдете не тольго основные законы электротехники, но и сможете изучить хотя и теоретические, но довольно интересные направления электротехники.

Особенно много уделено расчетам электрических цепей, которые пригодятся не только студенту, но обычному человеку в его обычной жизни, дома, в гараже, на даче.

Надеюсь мои теоретические видеоуроки не будут для вас сильно скучными, и для этого все темы будут свяозываться с практикой или проверяться в программе моделирования схем.

Коментарии, вопросы и предложения по новым темам можно писать в коментариях к видеоурокам.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector