기술학교를 위한 전기공학의 이론적 기초를 다운로드하세요. 전기공학 및 전자공학의 기초에 관한 참고 매뉴얼: 대학의 비전기공학 전문 분야를 위한 교과서. 회로에서 고려되는 세 가지 양 사이의 관계는 일정합니다.

전기의 개념부터 시작해보자. 전류는 전기장의 영향을 받는 하전 입자의 규칙적인 움직임입니다. 전류가 금속 와이어를 통해 흐르는 경우 입자는 금속의 자유 전자일 수 있고, 전류가 가스나 액체에서 흐르는 경우 이온일 수 있습니다.
반도체에도 전류가 있지만 이는 별도의 논의 주제입니다. 예를 들어 전자 레인지의 고전압 변압기가 있습니다. 먼저 전자가 전선을 통해 흐른 다음 각각 전선 사이에서 이온이 이동하고 먼저 전류가 금속을 통해 흐른 다음 공기를 통해 흐릅니다. 전하를 운반할 수 있는 입자를 포함하는 물질을 도체 또는 반도체라고 합니다. 그러한 입자가 없으면 그러한 물질을 유전체라고 부릅니다. 전기를 전도하지 않습니다. 하전된 입자는 쿨롱 단위의 q로 측정되는 전하를 운반합니다.

전류 측정 단위는 암페어(Ampere)라고 하며 문자 I로 지정되며 한 지점을 통과할 때 1암페어의 전류가 생성됩니다. 전기 회로초당 1 쿨롱의 충전, 즉 대략적으로 말하면 현재 강도는 초당 쿨롱 단위로 측정됩니다. 본질적으로 전류 강도는 도체 단면을 통해 단위 시간당 흐르는 전기의 양입니다. 와이어를 따라 움직이는 하전 입자가 많을수록 그에 따라 전류도 커집니다.

하전 입자가 한 극에서 다른 극으로 이동하게 하려면 극 사이에 전위차 또는 전압을 생성해야 합니다. 전압은 볼트 단위로 측정되며 문자 V 또는 U로 지정됩니다. 1V의 전압을 얻으려면 극 사이에 1C의 전하를 전송해야 하며 1J의 작업을 수행하는 것이 약간 불분명합니다. .

명확성을 위해 특정 높이에 위치한 물탱크를 상상해 보세요. 탱크에서 파이프가 나옵니다. 물은 중력의 영향을 받아 파이프를 통해 흐릅니다. 물을 전하로, 물기둥의 높이를 전압으로, 물의 흐름 속도를 전류. 보다 정확하게는 유량이 아니라 초당 흐르는 물의 양입니다. 수위가 높을수록 아래의 압력이 커지며, 아래의 압력이 높을수록 속도가 빨라지기 때문에 더 많은 물이 파이프를 통해 흐르게 됩니다. 마찬가지로 전압이 높을수록 파이프를 통해 더 많은 물이 흐릅니다. 더 높은 전류회로에 흐르게 됩니다.

직류 회로에서 고려되는 세 가지 양 사이의 관계는 이 공식으로 표현되는 옴의 법칙에 의해 결정되며, 회로의 전류 강도는 전압에 정비례하고 저항에 반비례하는 것처럼 들립니다. 저항이 클수록 전류는 작아지고 그 반대도 마찬가지입니다.

저항에 관해 몇 마디 더 추가하겠습니다. 측정할 수도 있고 셀 수도 있습니다. 길이와 면적이 알려진 도체가 있다고 가정해 보겠습니다. 단면. 정사각형, 원형, 상관없습니다. 다른 물질은 서로 다릅니다. 저항력, 그리고 가상의 도체에는 길이, 단면적 및 저항률 사이의 관계를 결정하는 공식이 있습니다. 물질의 저항률은 인터넷에서 표 형태로 확인할 수 있습니다.

다시 말하지만, 우리는 물과 비유를 그릴 수 있습니다. 물은 파이프를 통해 흐르고 파이프는 특정 거칠기를 갖게 됩니다. 파이프가 길고 좁을수록 단위 시간당 파이프를 통해 흐르는 물의 양이 적어진다고 가정하는 것이 논리적입니다. 얼마나 간단한지 보시겠습니까? 공식을 외울 필요도 없습니다. 물이 담긴 파이프를 상상해 보세요.

저항을 측정하려면 저항계라는 장치가 필요합니다. 요즘에는 저항, 전류, 전압 및 기타 여러 가지를 측정하는 범용 계측기가 더 많이 사용됩니다. 실험을 해보자. 길이와 단면적이 알려진 니크롬선을 구입한 웹사이트에서 저항률을 찾아 저항값을 계산하겠습니다. 이제 장치를 사용하여 동일한 조각을 측정하겠습니다. 이렇게 작은 저항의 경우 장치 프로브의 저항인 0.8옴을 빼야 합니다. 딱 그래요!

멀티미터 눈금은 측정된 양의 크기에 따라 나누어지며 이는 더 높은 측정 정확도를 위해 수행됩니다. 공칭 값이 100kOhm인 저항기를 측정하려면 핸들을 가장 가까운 저항에 더 큰 값으로 설정합니다. 제 경우에는 200킬로옴입니다. 1킬로옴을 측정하려면 2옴을 사용합니다. 이는 다른 수량을 측정하는 경우에도 마찬가지입니다. 즉, 척도는 당신이 속해야 하는 측정의 한계를 보여줍니다.

계속해서 멀티미터를 가지고 재미있게 놀면서 우리가 배운 나머지 양을 측정해 봅시다. 여러 가지 소스를 가져오겠습니다. DC. 할아버지가 젊었을 때 만든 12V 전원 공급 장치, USB 포트 및 변압기라고하겠습니다.

전압계를 병렬로, 즉 소스의 플러스와 마이너스에 직접 연결하여 지금 당장 이러한 소스의 전압을 측정할 수 있습니다. 전압으로 모든 것이 명확합니다. 촬영하고 측정할 수 있습니다. 그러나 전류 세기를 측정하려면 전류가 흐를 전기 회로를 만들어야 합니다. 전기 회로에는 소비자나 부하가 있어야 합니다. 소비자를 각 소스에 연결해 보겠습니다. 조각 LED 스트립, 모터 및 저항기(160Ω).

회로에 흐르는 전류를 측정해 봅시다. 이를 위해 멀티미터를 전류 측정 모드로 전환하고 프로브를 전류 입력으로 전환합니다. 전류계는 측정 대상에 직렬로 연결됩니다. 다음은 다이어그램입니다. 기억해야 하며 전압계 연결과 혼동하지 않아야 합니다. 그런데 전류 클램프와 같은 것이 있습니다. 회로에 직접 연결하지 않고도 회로의 전류를 측정할 수 있습니다. 즉, 와이어를 분리할 필요가 없으며 와이어 위에 올려놓기만 하면 측정됩니다. 좋아, 평소의 전류계로 돌아가자.

그래서 모든 전류를 측정했습니다. 이제 우리는 각 회로에서 얼마나 많은 전류가 소비되는지 알 수 있습니다. 여기에는 LED가 빛나고 있고, 여기에서는 모터가 회전하고 있고, 여기에서는... 그럼 거기 서서 저항기는 무엇을 하는가? 그는 우리에게 노래를 부르지도 않고, 방을 밝히지도 않고, 어떤 장치도 돌리지도 않습니다. 그렇다면 그는 90밀리암페어 전체를 무엇에 소비합니까? 작동하지 않습니다. 알아 보겠습니다. 듣다! 아, 그 사람 섹시해요! 그래서 에너지가 소비되는 곳입니다! 여기에 어떤 종류의 에너지가 있는지 어떻게 든 계산할 수 있습니까? 가능하다는 것이 밝혀졌습니다. 전류의 열 효과를 설명하는 법칙은 19세기에 두 명의 과학자 James Joule과 Emilius Lenz에 의해 발견되었습니다.

이 법칙을 줄-렌츠의 법칙(Joule-Lenz's Law)이라고 불렀습니다. 이는 이 공식으로 표현되며, 단위 시간당 전류가 흐르는 도체에서 몇 줄의 에너지가 방출되는지 수치로 나타냅니다. 이 법칙에서 이 도체에서 방출되는 전력을 찾을 수 있습니다. 전력은 다음과 같이 표시됩니다. 영문자 R은 와트로 측정됩니다. 나는 지금까지 우리가 연구한 모든 수량을 연결하는 매우 멋진 태블릿을 발견했습니다.

따라서 내 테이블에서는 조명, 기계 작업 수행, 주변 공기 가열에 전력이 사용됩니다. 그건 그렇고, 다양한 히터, 전기 주전자, 헤어 드라이어, 납땜 인두 등이 작동하는 것은이 원리입니다. 전류의 영향으로 가열되는 얇은 나선형이 도처에 있습니다.

전선을 부하에 연결할 때 이 점을 고려해야 합니다. 즉, 아파트 전체의 소켓에 배선을 배치하는 것도 이 개념에 포함됩니다. 너무 가늘어서 콘센트에 연결할 수 없는 전선을 사용하여 컴퓨터, 주전자, 전자레인지 등을 콘센트에 연결하면 전선이 과열되어 화재가 발생할 수 있습니다. 따라서 전선의 단면적과 전선을 통해 흐르는 최대 전력을 연결하는 표시가 있습니다. 전선을 당기기로 결정했다면 잊지 마세요.

또한 이번 호의 일환으로 현재 소비자의 병렬 및 직렬 연결의 특징을 상기하고 싶습니다. ~에 직렬 연결전류 강도는 모든 소비자에게 동일하고 전압은 여러 부분으로 나누어지며 소비자의 총 저항은 모든 저항의 합입니다. ~에 병렬 연결모든 소비자의 전압은 동일하고 전류 강도를 나누어 이 공식을 사용하여 총 저항을 계산합니다.

이는 현재 강도를 측정하는 데 사용할 수 있는 매우 흥미로운 점을 제시합니다. 약 2암페어의 회로에서 전류를 측정해야 한다고 가정해 보겠습니다. 전류계는 이 작업을 처리할 수 없으므로 옴의 법칙을 사용할 수 있습니다. 순수한 형태. 우리는 직렬 연결에서 전류 강도가 동일하다는 것을 알고 있습니다. 저항이 매우 작은 저항을 부하와 직렬로 삽입해 보겠습니다. 전압을 측정해 봅시다. 이제 옴의 법칙을 사용하여 현재 강도를 찾습니다. 보시다시피 테이프 계산과 일치합니다. 여기서 기억해야 할 가장 중요한 점은 측정에 미치는 영향을 최소화하려면 이 추가 저항이 가능한 한 낮은 저항이어야 한다는 것입니다.

또 다른 것이 있습니다. 중요한 점, 당신이 알아야 할 것입니다. 모든 소스에는 최대 출력 전류가 있습니다. 이 전류를 초과하면 소스가 가열되어 고장날 수 있으며 최악의 경우 화재가 발생할 수도 있습니다. 가장 유리한 결과는 소스에 과전류 보호 기능이 있는 경우이며, 이 경우 단순히 전류를 차단합니다. 옴의 법칙에서 기억하는 것처럼 저항이 낮을수록 전류는 높아집니다. 즉, 와이어 조각을 부하로 사용하면 즉, 소스를 자체적으로 닫으면 회로의 전류 강도가 다음으로 점프합니다. 엄청난 가치, 이를 단락이라고 합니다. 문제의 시작을 기억한다면 물로 비유를 그릴 수 있습니다. 옴의 법칙에 저항 0을 대입하면 무한히 큰 전류를 얻게 됩니다. 실제로는 소스에 직렬로 연결된 내부 저항이 있기 때문에 이런 일은 발생하지 않습니다. 이 법칙을 완전한 회로에 대한 옴의 법칙이라고 합니다. 따라서 현재 단락소스의 내부 저항 값에 따라 달라집니다.

이제 소스가 생산할 수 있는 최대 전류로 돌아가 보겠습니다. 이미 말했듯이 회로의 전류는 부하에 의해 결정됩니다. 많은 사람들이 VK에서 저에게 편지를 보내 이런 질문을 했습니다. 약간 과장하겠습니다. Sanya, 저는 12V 및 50A의 전원 공급 장치를 가지고 있습니다. 작은 LED 스트립 조각을 연결하면 타버릴까요? 아니요, 물론 타지 않습니다. 50암페어는 소스가 생성할 수 있는 최대 전류입니다. 테이프 조각을 연결하면 잘 걸릴 것입니다. 100밀리암페어라고 가정하면 그게 전부입니다. 회로의 전류는 100밀리암페어이며 어느 누구도 화상을 입지 않습니다. 또 다른 점은 1km의 LED 스트립을 이 전원 공급 장치에 연결하면 전류가 허용되는 것보다 높아져 전원 공급 장치가 과열되어 고장날 가능성이 높다는 것입니다. 회로의 전류량을 결정하는 것은 소비자라는 점을 기억하십시오. 이 장치는 최대 2A의 출력을 낼 수 있으며, 볼트에 단락시켜도 볼트에는 아무 일도 일어나지 않습니다. 하지만 전원 공급 장치가 마음에 들지 않아 작동합니다. 극한 상황. 그러나 수십 암페어를 전달할 수 있는 소스를 사용하면 볼트는 이러한 상황을 좋아하지 않을 것입니다.

예를 들어, 알려진 LED 스트립 부분에 전력을 공급하는 데 필요한 전원 공급 장치를 계산해 보겠습니다. 그래서 우리는 중국산 LED 스트립 릴을 구입하여 바로 이 스트립에 3미터에 전력을 공급하고 싶습니다. 먼저 제품 페이지로 이동하여 테이프 1미터가 몇 와트를 소비하는지 알아봅니다. 해당 정보를 찾을 수 없어서 이런 표시가 있습니다. 어떤 종류의 테이프가 있는지 살펴보겠습니다. 다이오드 5050, 미터당 60개. 그리고 우리는 전력이 미터당 14와트임을 알 수 있습니다. 저는 3미터를 원합니다. 이는 전력이 42와트가 된다는 것을 의미합니다. 중요 모드에서 작동하지 않도록 파워 리저브가 30%인 전원 공급 장치를 사용하는 것이 좋습니다. 결과적으로 우리는 55W를 얻습니다. 가장 가까운 적합한 전원 공급 장치는 60W입니다. 전력 공식을 통해 LED가 12V의 전압에서 작동한다는 것을 알고 전류 강도를 표현하고 이를 찾습니다. 전류가 5암페어인 장치가 필요하다는 것이 밝혀졌습니다. 예를 들어, 알리에 가서 찾아서 구매합니다.

USB 수제 제품을 만들 때 전류 소비량을 아는 것은 매우 중요합니다. USB에서 가져올 수 있는 최대 전류는 500mA이며, 이를 초과하지 않는 것이 좋습니다.

마지막으로 안전 예방 조치에 대해 간략히 말씀드리겠습니다. 여기에서 전기가 인간의 생명에 무해하다고 간주되는 가치를 확인할 수 있습니다.

일상생활에서 우리는 끊임없이 전기를 다루고 있습니다. 전하 입자를 움직이지 않으면 우리가 사용하는 기구와 장치의 기능이 불가능합니다. 그리고 이러한 문명의 성과를 충분히 누리고 장기적인 서비스를 보장하려면 작동 원리를 알고 이해해야 합니다.

전기공학은 실제적인 목적을 위한 현재 에너지의 생산 및 사용과 관련된 질문에 답합니다. 그러나 전류와 전압이 지배하는 우리에게 보이지 않는 세계를 접근 가능한 언어로 설명하는 것은 전혀 쉽지 않습니다. 그렇기 때문에 혜택이 끊임없이 요구되고 있습니다"초보자를 위한 전기" 또는 "초보자를 위한 전기 공학".

이 신비한 과학은 무엇을 연구하며, 이를 숙달하면 어떤 지식과 기술을 얻을 수 있습니까?

"전기공학의 이론적 기초" 분야에 대한 설명

받은 학생들의 기록에는 기술 전문 분야, 신비한 약어 "TOE"를 볼 수 있습니다. 이것이 바로 우리에게 필요한 과학입니다.

전기공학과 생년월일을 기간으로 볼 수 있다. 초기 XIX수세기 동안 최초의 직류 소스가 발명되었습니다.. 물리학은 "신생" 지식 분야의 어머니가 되었습니다. 전기 및 자기 분야의 후속 발견은 실용적으로 매우 중요한 새로운 사실과 개념으로 이 과학을 풍부하게 만들었습니다.

내 거 현대적인 모습, 독립 산업으로서 19세기 말에 자리를 잡았고, 그 이후 에 포함됨 과정기술 대학다른 분야와도 적극적으로 상호작용합니다. 따라서 전기공학을 성공적으로 공부하려면 학교에서 물리, 화학, 수학 과목을 이수한 이론적 지식이 있어야 합니다. 차례로 다음과 같은 중요한 분야가 있습니다.

• 전자제품 및 무선 전자제품;
• 전기기계;
• 에너지, 조명공학 등

물론 전기 공학의 중심 초점은 전류와 그 특성입니다. 다음으로 이론은 다음과 같습니다. 전자기장, 그 특성 및 실제 적용. 학문의 마지막 부분은 에너지 전자 장치가 작동하는 장치를 강조합니다. 이 과학을 터득한 사람은 누구나 주변 세계에 대해 많은 것을 이해할 것입니다.

오늘날 전기공학의 중요성은 무엇입니까? 전기 작업자는 이 분야에 대한 지식 없이는 할 수 없습니다.

• 전공;
• 정비사에게;
• 에너지.

전기는 어디에나 존재하기 때문에 일반인이 글을 읽고 지식을 일상 생활에 적용할 수 있으려면 전기에 대한 연구가 필요합니다.

볼 수 없고 '만질' 수 없는 것을 이해하는 것은 어렵습니다. 대부분의 전기 교과서는 모호한 용어와 성가신 다이어그램으로 가득 차 있습니다. 따라서 이 과학을 연구하려는 초보자의 좋은 의도는 단지 계획에 불과한 경우가 많습니다.

실제로 전기 공학은 매우 흥미로운 과학이며, 전기의 기본 원리는 초보자도 쉽게 이해할 수 있는 언어로 제시될 수 있습니다. 창의적이고 성실하게 교육 과정에 접근한다면 많은 것이 이해되고 흥미로워질 것입니다. 다음은 인형을 위한 전기 학습에 유용한 몇 가지 팁입니다.

전자의 세계로의 여행 공부부터 시작해야 해 이론적 기초 - 개념과 법칙. 예를 들어, 이해할 수 있는 언어로 작성된 "입문자를 위한 전기 공학"과 같은 교육 매뉴얼이나 그러한 교과서를 여러 개 구입하십시오. 유효성 예시적인 예그리고 역사적 사실학습 과정을 다양화하고 지식을 더 잘 흡수하도록 돕습니다. 다양한 테스트, 과제, 시험 문제를 통해 학습 진행 상황을 확인할 수 있습니다. 확인 시 실수를 한 단락으로 다시 돌아가세요.

해당 분야의 물리적인 부분을 완전히 공부했다고 확신한다면 더 복잡한 자료인 설명으로 넘어갈 수 있습니다. 전기 다이어그램그리고 장치.

이론적으로 충분히 "정확하다"고 느끼시나요? 실용적인 기술을 개발할 때가 왔습니다. 간단한 회로와 메커니즘을 만드는 데 필요한 재료는 전기용품점이나 생활용품점에서 쉽게 찾을 수 있습니다. 하지만, 서두르지 말고 바로 모델링을 시작하세요.- 건강에 해를 끼치 지 않도록 먼저 "전기 안전"섹션을 배우십시오.

새로 발견한 지식으로부터 실질적인 이점을 얻으려면 깨진 부품을 수리해 보십시오. 가전제품. 작동 요구 사항을 숙지하고 지침을 따르거나 숙련된 전기 기술자를 초대하여 함께 작업하십시오. 실험할 시기는 아직 오지 않았으며 전기를 소홀히 여겨서는 안 됩니다.

서두르지 말고, 호기심 많고 부지런히 노력하고, 사용 가능한 모든 자료를 연구한 다음 "다크호스"에서 시작하세요. 전류는 착하고 충실한 친구가 될 것입니다당신을 위한. 그리고 당신은 중대한 전기적 발견을 하여 하루아침에 부자와 유명인이 될 수도 있습니다.

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