Základní pojmy elektrotechniky Základní pojmy elektrotechniky 1 1 Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně Ústav elektrotechniky a měření Z Z á á kladn kladn í í pojmy elektrotechniky pojmy elektrotechniky Přednáška č. 1 [email protected]U5 A711 +420576035251 Milan Adámek
16
Embed
Základní pojmy elektrotechniky · Elektrotechnika: obor, který se zabývá elektrickými, magnetickými a elektromagnetickými jevy, jejichž příčinou je elektricky nabitá
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Základní pojmy elektrotechnikyZákladní pojmy elektrotechniky 11
Univerzita Tomáše Bati ve ZlíněÚstav elektrotechniky a měření
ZZáákladnkladníí pojmy elektrotechnikypojmy elektrotechnikyPřednáška č. 1
Elektrotechnika: obor, který se zabývá elektrickými, magnetickými a elektromagnetickými jevy, jejichž příčinou je elektricky nabitá hmota, tj. hmota nesoucí kladný a záporný náboj
Dělení elektrotechniky:
1) výkonová (dříve silnoproudá) - výroba el. energie, přenos a přeměna v energii mechanickou, tepelnou, světelnou ….
2) sdělovací (dříve slaboproudá) - přenos, zpracování informace, reprodukce, záznam
Základní pojmy elektrotechniky 3
Elektronika• ve 20.-30.letech 20.století se začala vyčleňovat
ze slaboproudé elektrotechniky • zabývá se:
el. jevy ve vakuuel. jevy v polovodičích
Mikroelektronika• 60. letech se vyčleňuje z elektroniky • založena na:
miniaturizaci součástekintegraci součástek na malé ploše
Základní pojmy elektrotechniky 4
El.náboj:• základní vlastnost hmoty, nelze ho vytvořit ani zničit a
lze ho jen odvést• nejmenší náboj - elementární náboj:
el.náboj: 1e = 1,602.10-19C
1C = 6,25.1018e
Základní pojmy elektrotechniky 5
El. obvod:prostorově ohraničený systém složený ze vzájemně propojených obvodových prvků za účelem určité funkce(např.: přenos a zobrazení informace,zesílení napětí)
Dělení el. obvodů :a) obvody se soustředěnými parametryb) obvody s rozloženými parametry
• lineární• nelineární
stejnosměrné: U ≠ U(t) I ≠ I(t)střídavé: u = u(t) i = i(t)
Základní pojmy elektrotechniky 6
Řešení elektrických obvodů:
analýza - vycházíme ze známého propojení el. obvodů,
hledáme vlastnosti obvodu při různých pracovních podmínkách
- řešení je jednoznačné
syntéza - na základě požadovaných vlastností obvodu
hledáme takové prvky a propojení,aby bylo dosaženo žádaných vlastností
- má mnoho řešení
Základní pojmy elektrotechniky 7
Pojmy v el. obvodech:
• svorka:- jednotlivé obvodové prvky jsou vzájemně spojeny pomocí
svorek
• uzel: - místo, kde se setkávají alespoň tři vodiče
• větev:- část obvodu mezi dvěma uzly- počet větví = počet nezávislých rovnic, které potřebujeme k
úplnému popisu procesů v obvodu
Základní pojmy elektrotechniky 8
• smyčka:- uzavřená dráha v elektrickém obvodu
• topologické schéma:- dává představu o konfiguraci obvodu. Jsou v něm
znázorněny jednotlivé uzly jako body, v nichž se stýkají větve znázorněné čarami. Konkrétní složení větví není v topologickém schématu patrné.
Základní pojmy elektrotechniky 9
Veličiny v elektrickém obvodu
1. Elektrické napětíU - pro stejnosměrné obvody: U ≠ U(t)u(t) - pro střídavé obvody: u=u(t)
(okamžitá hodnota)
Definice napětí:napětí u12 je definováno jako práce A12, kterou vykoná el. pole při posunu jednotkového kladného náboje z bodu 1 do bodu 2
Základní pojmy elektrotechniky 10
∫∫ ⋅⋅=⋅==2
1
2
1
1212 cosαdlEldE
QAu
- v potencionálním poli je napětí nezávislé naintegrační dráze
- napětí je rozdíl potenciálů:
2112 ϕϕ −=u
Základní pojmy elektrotechniky 11
2. Elektrický proud: I - pro stejnosměrné obvody : I ≠ I(t)
- stejnosměrný proud DC (Direct Current) - označení: -
i(t) - pro střídavé obvody : i = i(t) - střídavý proud AC (Alternating Current)- označení: ~
Základní pojmy elektrotechniky 12
Definice proudu:jde o pohyb nábojů způsobený Coulombovskýmisilami
dtdqi =
Směr proudu:za kladný směr bereme pohyb kladného náboje -tj. historický omyl pocházející z počátečního období naukyo elektřině.
Základní pojmy elektrotechniky 13
Čítací šipky
vyznačují orientaci el. proudu a el. napětí v el. obvodu mezi uzly, na zdroji a spotřebiči
Základní pojmy elektrotechniky 14
3. Energie a výkon:
Práce el.pole:přenese-li el.pole náboj dq po dráze s konečnými body, mezi kterými je napětí u, pak práce:
Výkon el.pole:časová změna energie je dána jako časová změna výkonu:
dtiudqudA ⋅⋅=⋅=
iudtdAp ⋅==
Základní pojmy elektrotechniky 15
Zákony v el. obvodech
1. Ohmův zákon:2. I. Kirchhoffův zákon (proudový) -
algebraický součet proudů v uzlu je roven nule, protože v uzlu se nemůže náboj generovat ani ztrácet:
IRU ⋅=
∑ =±i
iI 0
Základní pojmy elektrotechniky 16
3. II. Kirchhoffův zákon (napěťový) - algebraický součet napětí podél uzavřené smyčky je roven nule