Upload
votu
View
241
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Základní pojmy elektrotechnikyZákladní pojmy elektrotechniky 11
Univerzita Tomáše Bati ve ZlíněÚstav elektrotechniky a měření
ZZáákladnkladníí pojmy elektrotechnikypojmy elektrotechnikyPřednáška č. 1
[email protected] A711+420576035251
Milan Adámek
Základní pojmy elektrotechniky 2
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
∑ =±k
kU 0