Изтегляне на теоретични основи на електротехниката за технически училища. Справочник по електротехника и основи на електрониката: Учебник за неелектротехническите специалности на университетите. Връзката между трите разглеждани величини във веригата е постоянна

Да започнем с понятието електричество. Електрическият ток е подредено движение на заредени частици под въздействието на електрическо поле. Свободните електрони на метала могат да действат като частици, ако токът тече през метална жица, или йони, ако токът тече в газ или течност.
В полупроводниците също има ток, но това е отделна тема за обсъждане. Пример е трансформатор за високо напрежение от микровълнова фурна - първо електроните преминават през проводниците, след това йоните се движат между проводниците, съответно първо токът преминава през метала, а след това през въздуха. Едно вещество се нарича проводник или полупроводник, ако съдържа частици, способни да носят електрически заряд. Ако няма такива частици, тогава такова вещество се нарича диелектрик, то не провежда електричество. Заредените частици носят електрически заряд, който се измерва като q в кулони.

Единицата за измерване на силата на тока се нарича ампер и се обозначава с буквата I, ток от 1 ампер се образува при преминаване през точка електрическа веригазаряд от 1 кулон за 1 секунда, тоест, грубо казано, силата на тока се измерва в кулони за секунда. И всъщност силата на тока е количеството електричество, протичащо за единица време през напречното сечение на проводника. Колкото повече заредени частици преминават през проводника, толкова по-голям е токът.

За да накарате заредените частици да се преместят от един полюс към друг, е необходимо да се създаде потенциална разлика между полюсите или - напрежение. Напрежението се измерва във волтове и се обозначава с буквата V или U. За да получите напрежение от 1 волт, трябва да прехвърлите заряд от 1 C между полюсите, докато извършвате работа от 1 J. Съгласен съм, малко е неразбираемо .

За по-голяма яснота си представете резервоар с вода, разположен на определена височина. От резервоара излиза тръба. Водата изтича през тръбата под въздействието на гравитацията. Нека водата е електрически заряд, височината на водния стълб е напрежението и скоростта на водния поток е електричество. По-точно, не скоростта на потока, а количеството вода, изтичаща за секунда. Разбирате, че колкото по-високо е нивото на водата, толкова по-голямо е налягането на дъното И колкото по-високо е налягането на дъното, толкова повече вода ще изтече през тръбата, защото скоростта ще бъде по-висока .. Аналогично, колкото по-високо е напрежението, на по-актуаленще тече във веригата.

Връзката между всичките три разглеждани величини в DC верига определя закона на Ом, който се изразява с такава формула, и звучи така, сякаш токът във веригата е право пропорционален на напрежението и обратно пропорционален на съпротивлението. Колкото по-голямо е съпротивлението, толкова по-малък е токът и обратното.

Нека добавя още няколко думи за съпротивата. Може да се измери, но може и да се изчисли. Да предположим, че имаме проводник с известна дължина и площ напречно сечение. Квадратни, кръгли, всякакви. Различните вещества имат различни съпротивление, а за нашия въображаем проводник има такава формула, която определя връзката между дължина, площ на напречното сечение и съпротивление. Съпротивлението на веществата може да се намери в интернет под формата на таблици.

Отново можете да направите аналогия с водата: водата тече през тръба, нека тръбата има специфична грапавост. Логично е да се предположи, че колкото по-дълга и по-тясна е тръбата, толкова по-малко вода ще тече през нея за единица време. Вижте колко е просто? Дори не е нужно да запомняте формулата, просто си представете тръба с вода.

Що се отнася до измерването на съпротивлението, имате нужда от устройство, омметър. В днешно време са по-популярни универсалните уреди - мултиметри, мерят съпротивление, ток, напрежение и куп други неща. Нека направим експеримент. Ще взема парче нихромова жица с известна дължина и напречно сечение, ще намеря съпротивлението на сайта, откъдето го купих, и ще изчисля съпротивлението. Сега ще измеря същото парче с помощта на уреда. За такова малко съпротивление ще трябва да извадя съпротивлението на сондите на моето устройство, което е равно на 0,8 ома. Това е!

Скалата на мултиметъра е разделена на размера на измерените стойности, това се прави за по-висока точност на измерване. Ако искам да измеря резистор от 100 kΩ, завъртам копчето до най-високото най-близко съпротивление. В моя случай това е 200 килоома. Ако искам да измеря 1 килоом, тогава слагам 2 ком. Това важи за измерването на други величини. Тоест, границите на измерването, в които трябва да влезете, са зададени на скалата.

Нека продължим да играем с мултиметъра и да се опитаме да измерим останалите изследвани величини. Ще взема няколко различни източника. постоянен ток. Нека да бъде захранване от 12 волта, USB порт и трансформатор, който дядо ми направи в младостта си.

Можем да измерим напрежението на тези източници в момента, като свържем волтметър паралелно, тоест директно към плюса и минуса на източниците. С напрежението всичко е ясно, може да се вземе и измери. Но за да измерите силата на тока, трябва да създадете електрическа верига, през която ще тече токът. В електрическата верига трябва да има консуматор или товар. Нека свържем потребител към всеки източник. Парче led лента, двигател и резистор включени (160 ома).

Нека измерим тока, протичащ във веригите. За да направя това, превключвам мултиметъра в режим на текущо измерване и превключвам сондата към текущия вход. Амперметърът е свързан последователно към измервания обект. Ето диаграмата, тя също трябва да се помни и да не се бърка със свързването на волтметър. Между другото, има такова нещо като токови клещи. Те ви позволяват да измервате тока във верига, без да се свързвате директно към веригата. Тоест, не е нужно да изключвате кабелите, просто ги хвърлете на проводника и те измерват. Добре, обратно към нашия обичаен амперметър.

И така, измерих всички токове. Сега знаем колко ток се консумира във всяка верига. Тук имаме светещи светодиоди, тук двигателят се върти, а тук .... Така че стойте, но какво прави резисторът? Не ни пее песни, не осветява стаята и не върти никакъв механизъм. И така, за какво харчи цели 90 милиампера? Това няма да работи, да видим. Хей, ти! О, той е горещ! Така че там отива енергията! Възможно ли е по някакъв начин да се изчисли какъв вид енергия има тук? Оказва се – възможно е. Законът, описващ топлинния ефект на електрическия ток, е открит през 19 век от двама учени, Джеймс Джаул и Емил Ленц.

Законът се нарича закон на джаула на Ленц. Изразява се с такава формула и числено показва колко джаула енергия се отделят в проводника, в който протича токът, за единица време. От този закон можете да намерите мощността, която се отделя на този проводник, мощността е означена английско писмо R се измерва във ватове. Намерих тази много готина таблетка, която свързва всички количества, които сме изучавали досега.

Така на моята маса електрическата енергия отива за осветление, за извършване на механична работа и за отопление на околния въздух. Между другото, на този принцип работят различни нагреватели, електрически чайници, сешоари, поялници и така нататък. Навсякъде има тънка спирала, която се нагрява под въздействието на тока.

Този момент трябва да се вземе предвид при свързване на проводници към товара, т.е. полагането на кабели към гнезда около апартамента също е включено в тази концепция. Ако вземете твърде тънка жица към контакта и включите компютър, чайник и микровълнова печка в този контакт, жицата може да се нагрее до точката на пожар. Следователно има такава плоча, която свързва площта на напречното сечение на проводниците с максималната мощност, която ще премине през тези проводници. Ако решите да издърпате кабелите - не забравяйте за това.

Също така в рамките на този брой бих искал да припомня характеристиките на паралелното и последователното свързване на текущите потребители. При серийна връзкасилата на тока е еднаква на всички консуматори, напрежението е разделено на части, а общото съпротивление на консуматорите е сумата от всички съпротивления. При паралелна връзканапрежението на всички консуматори е еднакво, силата на тока се разделя и общото съпротивление се изчислява по тази формула.

От това следва един много интересен момент, който може да се използва за измерване на силата на тока. Да кажем, че трябва да измерите тока във веригата около 2 ампера. Амперметърът не се справя с тази задача, така че можете да използвате закона на Ом в най-чистата му форма. Знаем, че силата на тока е една и съща, когато са свързани последователно. Вземете резистор с много малко съпротивление и го поставете последователно с товара. Да измерим напрежението върху него. Сега, използвайки закона на Ом, намираме силата на тока. Както можете да видите, тя съвпада с изчисляването на лентата. Основното нещо, което трябва да запомните тук е, че този допълнителен резистор трябва да бъде възможно най-малък, за да има минимален ефект върху измерванията.

Има още един много важен моментза които трябва да знаете. Всички източници имат максимален изходен ток, ако този ток бъде превишен, източникът може да се нагрее, да се повреди и в най-лошия случай дори да се запали. Най-благоприятният изход е, когато източникът има защита от свръхток, в който случай той просто ще изключи тока. Както си спомняме от закона на Ом, колкото по-ниско е съпротивлението, толкова по-голям е токът. Тоест, ако вземем парче тел като товар, тоест затворим източника до себе си, тогава токът във веригата ще скочи до огромни стойности, това се нарича късо съединение. Ако си спомняте началото на изданието, можете да направите аналогия с водата. Ако заместим нулево съпротивление в закона на Ом, тогава получаваме безкрайно голям ток. На практика, разбира се, това не се случва, тъй като източникът има вътрешно съпротивление, което е свързано последователно. Този закон се нарича закон на Ом за пълна верига. По този начин токът на късо съединение зависи от стойността на вътрешното съпротивление на източника.

Сега да се върнем към максималния ток, който източникът може да произведе. Както казах, силата на тока във веригата определя натоварването. Много ми писаха във VK и попитаха нещо подобно, малко го преувеличавам: Саня, имам захранване от 12 волта и 50 ампера. Ако свържа малко парче LED лента към него, няма ли да изгори? Не, разбира се, че няма да изгори. 50 ампера е максималният ток, който източникът може да достави. Ако вържеш парче лента към него, то ще издържи добре, да кажем 100 милиампера и това е. Токът във веригата ще бъде равен на 100 милиампера и никой няма да изгори никъде. Друго нещо е, че ако вземете километър LED лента и я свържете към това захранване, тогава токът там ще бъде по-висок от допустимия и захранването най-вероятно ще прегрее и ще се повреди. Не забравяйте, че потребителят е този, който определя количеството ток във веригата. Този блок може да достави максимум 2 ампера и когато го съединя на късо с болт, нищо не се случва с болта. Но захранването не го харесва, работи екстремни условия. Но ако вземете източник, способен да доставя десетки ампери, болтът няма да хареса тази ситуация.

Нека например изчислим захранването, което ще е необходимо за захранване на известен сегмент от LED лентата. И така, купихме намотка LED лента от китайците и искаме да захранваме три метра от същата тази лента. Първо отиваме на продуктовата страница и се опитваме да намерим колко вата консумира един метър лента. Не можах да намеря тази информация, значи има такъв знак. Да видим каква лента имаме. Диоди 5050 по 60 броя на метър. И виждаме, че мощността е 14 вата на метър. Искам 3 метра, така че мощността ще бъде 42 вата. Препоръчително е да вземете захранването с марж от 30% по отношение на мощността, така че да не работи в критичен режим. В резултат на това получаваме 55 вата. Най-близкото подходящо захранване ще бъде 60 вата. От формулата за мощност изразяваме силата на тока и го намираме, знаейки, че светодиодите работят при напрежение от 12 волта. Оказва се, че имаме нужда от блок с ток от 5 ампера. Отиваме например при Али, намираме, купуваме.

Много е важно да знаете консумацията на ток, когато правите каквито и да е USB домашни продукти. Максималният ток, който може да се вземе от USB, е 500 милиампера и е по-добре да не го превишавате.

И накрая, малко за безопасността. Тук можете да видите до какви стойности електричеството се счита за безвредно за човешкия живот.

В ежедневието ние постоянно се занимаваме с електричество. Без движещи се заредени частици е невъзможно функционирането на инструментите и устройствата, които използваме. И за да се насладите напълно на тези постижения на цивилизацията и да осигурите дългосрочната им служба, трябва да знаете и разберете принципа на работа.

Електротехниката отговаря на въпроси, свързани с производството и използването на текуща енергия за практически цели. Не е никак лесно обаче да се опише на достъпен език невидимият за нас свят, в който властват ток и напрежение. Ето защо безвъзмездните средства са в постоянно търсене"Електричество за манекени" или "Електротехника за начинаещи".

Какво изучава тази мистериозна наука, какви знания и умения могат да бъдат получени в резултат на нейното развитие?

Описание на дисциплината "Теоретични основи на електротехниката"

Мистериозната абревиатура „ТОЕ” може да видите в студентските книжки за техническите специалности. Това е точно науката, от която се нуждаем.

Датата на раждане на електротехниката може да се счита за период началото на XIXвек, когато е изобретен първият източник на постоянен ток. Физиката стана майка на "новородения" клон на знанието. Последвалите открития в областта на електричеството и магнетизма обогатиха тази наука с нови факти и концепции, които бяха от голямо практическо значение.

Моята модерен вид, като независима индустрия, тя се възприема в края на 19 век и оттогава включен в учебна програматехнически университетии активно взаимодейства с други дисциплини. Така че за успешното изучаване на електротехника е необходимо да имате теоретична база от знания от училищния курс по физика, химия и математика. На свой ред такива важни дисциплини се основават на TOE, като например:

• електроника и радиоелектроника;
• електромеханика;
• енергетика, осветителна техника и др.

Централният фокус на електротехниката е, разбира се, токът и неговите характеристики. Освен това теорията разказва за електромагнитните полета, техните свойства и практическо приложение. В заключителната част на дисциплината се разглеждат устройства, в които работи енергийната електроника. Усвоил тази наука, той ще разбере много в света около него.

Какво е значението на електротехниката днес? Електрическите работници не могат без познания по тази дисциплина:

• електротехник;
• монтьор;
• енергия.

Вездесъщността на електричеството налага обикновеният лаик да го изучава, за да бъде грамотен човек и да може да прилага знанията си в ежедневието.

Трудно е да разбереш какво не можеш да видиш и „почувстваш“. Повечето учебници по електричество са пълни с неясни термини и тромави диаграми. Затова добрите намерения на начинаещите да изучават тази наука често остават само планове.

Всъщност електротехниката е много интересна наука и основните положения на електричеството могат да бъдат посочени на достъпен език за манекени. Ако подходите към образователния процес творчески и с необходимото старание, много неща ще станат разбираеми и вълнуващи. Ето някои полезни съвети за изучаване на електричество за манекени.

Пътуване в света на електроните трябва да започне с учене теоретични основи - понятия и закони. Вземете урок, като например "Електротехника за манекени", който ще бъде написан на език, който разбирате, или няколко от тези учебници. Наличност добри примерии историческите факти разнообразяват учебния процес и спомагат за по-доброто усвояване на знанията. Можете да проверите напредъка си с помощта на различни тестове, задачи и изпитни въпроси. Върнете се отново към тези параграфи, в които сте направили грешки по време на проверката.

Ако сте сигурни, че сте изучили напълно физическия раздел на дисциплината, можете да преминете към по-сложен материал - описание електрически веригии устройства.

Чувствате ли се достатъчно "подкован" на теория? Време е да развиете практически умения. Материали за създаване на най-простите схеми и механизми могат лесно да бъдат намерени в магазините за електрически и домакински стоки. Въпреки това, не бързайте веднага да започнете моделиране- първо научете раздела "електрическа безопасност", за да не навредите на здравето си.

За да извлечете практическа полза от новите си знания, опитайте да поправите повредени домакински уреди. Не забравяйте да проучите изискванията за работа, следвайте инструкциите или поканете опитен електротехник да бъде ваш партньор. Времето за експерименти още не е дошло, а и с електричеството не е за шега.

Опитайте, не бързайте, бъдете любознателни и усърдни, проучете всички налични материали и след това от "тъмния кон" електрическият ток ще се превърне в мил и верен приятелЗа теб. И може би дори можете да направите важно електрическо откритие и да станете богати и известни за една нощ.

Препоръчваме за четене

Основи на електротехниката

Пластика с локални тъкани Техника на пластика с локални тъкани

Монтаж

Смутита за отслабване: рецепти за смутита за отслабване и прочистване

Антена

Антипсихотици (антипсихотици)

Осветление

Защо Род не помага на всички?

Електротехник в апартамента

Амеба нейната структура. Какво е амеба? Мястото на амебата в дивата природа

електрическо оборудване

Готвене на оризова запеканка като в детската градина