Главная страница
Навигация по странице:

  • Электриче­ский ток. Электрическая цепь. Сила тока. ЭДС. Напряжение.

  • Закон Ома. Работа и мощность в электрической цепи. Закон Джоуля-Ленца.

  • Основные электроизмерительные приборы.

  • Расширение пределов измере­ния (шунты, добавочные резисторы).

  • Способы измерения электрических величин и рас­чет параметров элементов электрической цепи.

  • Погрешность электрических измерений и способы ее минимизации при выборе измерительного прибора.

  • Классы точности электроизмерительных приборов

  • Переменный электрический ток. Способы представления синусоидальных величин.

  • Основные характеристики переменного тока. Период, частота, начальная фаза, сдвиг фаз, действующее значение переменного тока.

  • Шпоры к экзамену. Электротехника. Преимущества электрической энергии. Основные электротехнические понятия


    Скачать 0.69 Mb.
    НазваниеПреимущества электрической энергии. Основные электротехнические понятия
    АнкорШпоры к экзамену. Электротехника.doc
    Дата27.04.2017
    Размер0.69 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаШпоры к экзамену. Электротехника.doc
    ТипДокументы
    #6078
    КатегорияЭлектротехника. Связь. Автоматика
    страница1 из 3
      1   2   3

    Преимущества электрической энергии. Основные электротехнические понятия.

    Преимущества электрической энергии:

    -Низкая стоимость централизованного производства электрической энергии.

    -Электрическая энергия легко, быстро и экономично передаётся на дальние расстояния.

    -Электрическая энергия легко преобразуется в другие виды энергии.

    -Потребители электрической энергии отличаются высокой экономичностью и экологической чистотой (чего нельзя сказать о местах её производства).

    Основные электротехнические понятия:

    Электрический заряд и электрическое поле (ЭЗ и ЭП): Опытным путём установлено, что в природе существует два рода электрических зарядов: «-» - электроны, «+» - протоны, позитроны. Все тела электрически заряжены или электронейтральны (когда действие положительных зарядов скомпенсировано действием отрицательных зарядов).Единицей измерения электрического заряда – Кулон. Электрический заряд в окружающем пространстве создаёт электрическое поле, наличие которого можно определить по силовому воздействию на некоторый пробный электрический заряд.

    Электриче­ский ток. Электрическая цепь. Сила тока. ЭДС. Напряжение. Электрический ток– это упорядоченное, направленное движение электрических зарядов в пространстве под действием сил электрического поля. Количественно величина тока в электрических цепях характеризуется понятием «сила тока». . Сила тока – это количество электричества, протекающего через поперечное сечение проводника в единицу времени. В зависимости от свойства различных веществ и материалов проводить электрический ток различают:

    1. Проводники.

    1.1.Проводники первого рода (металлы) –не происходит химических превращений.

    1.2.Проводники второго рода (расплавы, растворы, ионизированные газы) –происходят химические превращения.

    2. Полупроводники (Si, Ge).

    3. Диэлектрики (изоляторы).

    Электрическая цепь – это совокупность электротехнических устройств, предназначенных для производства электроэнергии, её передачи или распределения, а также для преобразования в требуемый вид энергии, то есть в работу.

    В простейшем случае электрическая цепь содержит:

    1.Источник электрической энергии (ИЭЭ). Преобразует первичные виды энергии (химическую и др.) в электрическую.

    2.Потребитель (приёмник) электроэнергии. Служит для преобразования электроэнергии в требуемую работу.

    3.Соединительные провода или линии электропередач (ЛЭП).

    В общем случае электрическая цепь может содержать также различные электротехнические устройства (регулирующие, защитные, коммутирующие, сигнальные), а также электроизмерительные приборы. При протекании электрического тока по электрической цепи происходит преобразование электроэнергии источника в другой вид энергии, то есть источник совершает в цепи некоторую работу. Количественной мерой этой работы является ЭДС.ЭДС – работа, совершаемая источником электроэнергии при перемещении единицы количества электричества по замкнутой цепи. .При рассмотрении участка цепи вводится понятие «разность потенциалов» или «напряжение».Напряжение характеризуется работой, совершаемой источником электроэнергии между двумя рассматриваемыми точками. , .
    Закон Ома. Работа и мощность в электрической цепи. Закон Джоуля-Ленца.

    Закон Ома установлен опытным путём и описывает взаимосвязь между напряжением и током в электрической цепи: ток в электрической цепи прямо пропорционален приложенному напряжению: , где - коэффициент пропорциональности Если , то цепь линейна, если (переменный), то цепь не линейная. - проводимость.

    - для постоянного тока. - для переменного тока.

    Мощность в цепи переменного тока: , , - количество электричества. , . В цепи переменного ток происходит энергетический процесс преобразования и обмена электроэнергии, скорость которой характеризуется понятием полная мощность. . - полная мощность. В случае преобразования электроэнергии в другие виды энергии, этот процесс характеризуется понятием активная мощность. Активная мощность определяется законом Джоуля-Ленца: . Процесс обратимого обмена электроэнергии между переменными электромагнитными полями в электрической цепи характеризуется понятием реактивная мощность. . Действующее значение переменного тока эквивалентно такому постоянному току, который оказывает такой же тепловой эффект, что и при протекании переменного тока. . , , .

    Основные электроизмерительные приборы.

    1)Амперметр (А)– служит для измерения силы тока I(A). Обладает очень малым электрическим сопротивлением (RA≈0) и включается в электрическую цепь последовательно.

    2)Вольтметр (V)– служит для измерения напряжения U(B). Обладает очень большим электрическим сопротивлением (RV=∞, IV=0) и включается в электрическую цепь параллельно.

    3)Ваттметр (W)– служит для измерения электрической мощности P(Вт). Включается по сложной схеме, так как имеет две обмотки: I*- I – амперметровая обмотка (токовая) служит для измерения тока и включается в цепь последовательно, U*- U – вольтметровая обмотка (напряжения). Служит для измерения напряжения и включается в цепь параллельно. I*, U* - генераторные зажимы ваттметра, включаются со стороны источника.


    Расширение пределов измере­ния (шунты, добавочные резисторы).

    Для расширения пределов измерения, приборы магнитоэлектрической системы, а также приборы других систем снабжают набором резисторов для делителей измеряемых величин. Резистор, включаемый последовательно с катушкой измерительного механизма, называется добавочным резистором. Резистор, который включается параллельно с катушкой измерительного механизма или с ветвью, содержащей катушку и добавочный резистор, называется шунтом.

    Способы измерения электрических величин и рас­чет параметров элементов электрической цепи.

    При проведении работ на стенде, выполнять измерения необходимо в следующем порядке:

    1)Выбрать источник электрической энергии по назначению и роду измеряемого тока.

    2)С учётом требуемой точности измерений (допустимой относительной погрешности δ%) выбрать измерительный предел с соответствующим пределом измерения AH (номинальное или нормирующее значение), а в случае многопредельного прибора, установить переключатель на выбранный предел измерения.

    В общем случае для обеспечения более высокой точности измерений из имеющегося ассортимента электроизмерительных приборов следует выбрать прибор с минимальной относительной погрешностью. (1), где - класс точности, - заданное значение измеряемой величины. Поэтому с целью снижения погрешности в случае электроизмерительных приборов с одинаковым классом точности, выбирают прибор, предел измерения которого является большим ближайшим значением к измеряемой величине () так, чтобы показания измерительного прибора были, возможно, ближе к пределу измерения. В случае, если электроизмерительные приборы имеют одинаковый предел измерений, то выбирают прибор с более высоким классом точности. В остальных случаях следует руководствоваться приведённой выше формулой (1).Для ваттметра предел измерения вычисляется как произведение выбранных измерений ваттметра по току и по напряжению. .

    3)Определить цену деления шкалы , где - число делений шкалы измерительного прибора.

    4)Установить прибор в требуемом положении, указанном на шкале измерительного прибора.

    5)Установить стрелку измерительного прибора на нулевую отметку с помощью корректора.

    6)Включить измерительный прибор в исследуемую электрическую цепь.

    7)После проверки Электрической цепи преподавателем, включить стенд и установить заданный режим.

    8)Произвести отсчёт числа делений шкалы n, указываемых стрелкой измерительного прибора (то есть показаний измерительного прибора в делениях шкалы n) и вычислить результат в единицах измеряемой величины: .

    9)Снять напряжение, выключить стенд и результаты измерений показать преподавателю

    Погрешность электрических измерений и способы ее минимизации при выборе измерительного прибора. Абсолютная погрешность - это разность между измеренным значением электрической величины (ЭВ) AИ и её действительным значением. Действительное значение измерения электрической величины (тока напряжения, мощности) всегда неизвестно, поэтому его можно определить только по прибору:

    1.В случае единичного измерения – по показаниям эталонного прибора АЭ (образцового или более очного, чем измеряющий, например, класса 0,02-0,05-0,1), включённого одновременно с рабочим измерительным прибором, то есть принимаем, что .

    2.В случае нескольких измерений – как среднее арифметическое значение из результатов этих измерений. .

    3.В случае единичного измерения и при отсутствии эталонного электроизмерительного прибора, возможную наибольшую абсолютную погрешность можно вычислить по классу точности (Кл), указанному на шкале рабочего измерительного прибора: Относительная погрешность δ – это выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой электрической величины. .Поскольку при правильном выполнении условий проведения измерений на электроизмерительном приборе высокого класса точности, разница между измеренным и действительным значениями электрических величин достаточно мала, то практически, в большинстве случаев, принимают: .Поэтому возможную наибольшую абсолютную погрешность можно вычислить по классу точности рабочего измерительного прибора: , а для определения относительной погрешности используют формулу .3Приведённая погрешность– это отношение относительной погрешности к номинальному значению (предельное измерение) измерительного прибора, выраженная в процентах:

    Классы точности электроизмерительных приборов(Кл) – это нормированное (стандартное) значение возможной наибольшей приведённой погрешности электроизмерительного прибора..Классы точности электроизмерительного прибора стандартизированы следующими значениями: 0,02-0,05-0,1-0,2-0,5-1-1,5-2,5-4, так что по известному классу можно легко вычислить возможную наибольшую абсолютную погрешность выполненного единичного измерения. .

    Переменный электрический ток. Способы представления синусоидальных величин.

    Переменным электрическим током – называется электрический ток, величина и направление которого изменяется по синусоидальному закону. .

    Способы представления синусоидальной величины:

    1)Алгебраический .

    2)Графический (волновая диаграмма): .

    3)Векторный (с помощью векторных диаграмм): .

    4)С помощью комплексных чисел (символический метод):

    Основные характеристики переменного тока. Период, частота, начальная фаза, сдвиг фаз, действующее значение переменного тока.

    Основные характеристики переменного тока:

    , где - мгновенное значение силы тока, - амплитудное значение силы тока, - фаза, - циклическая частота, - начальная фаза.

    1) Амплитудное значение (Im, Um, Em) – наибольшее значение функции за период.

    2)Период – длительность полного цикла изменения синусоидальной величины. .

    3) Циклическая частота () – число полных циклов изменения синусоидальной величины в единицу времени. .

    4)Угловая частота – скорость изменения аргумента функции .

    5) Линейное значение – значение функции в заданный момент времени. . .

    6) Начальная фаза () – значение аргумента функции в нулевой момент времени. . .

    Если начальная фаза отсчитывается от начала функции к началу координат по направлению оси абсцисс, то начальная фаза положительна. Начальная фаза зависит от выбора момента времени. .

    7) Сдвиг фаз – разность начальных фаз напряжения и тока. Сдвиг фаз электрической цепи не зависит от выбора момента времени, а определяется характером электрической цепи. Если ток опережает напряжение, то характер цепи – емкостной. Если напряжение опережает ток, то характер цепи – индуктивный
      1   2   3
    написать администратору сайта