Методическая разработка по дисциплине ОП.11 Электротехника и электроника по теме: "Параметры электрической цепи"

• 1 слайд

  Тема 1.2. Параметры электрической цепи
  

• 2 слайд

  План лекции
  Электрический ток
  Условия существования электрического тока
  Сила тока
  Плотность тока
  ЭДС
  Напряжение
  Внутреннее и внешнее падение напряжения
  Потенциал
  Электрическое сопротивление, проводимость
  * Зависимость электрического сопротивления от температуры
  

• 3 слайд

  1. Электрический ток
  Определение: Электрический ток - это упорядоченное движение электрически заряженных частиц.
  
  За направление тока принимают направление дрейфа положительных зарядов.
  
  3
  

• 4 слайд

  2. Условия существования электрического тока:
  наличие свободных электрических зарядов;
  наличие электрического поля, которое обеспечивает движение электрических зарядов;
  замкнутая электрическая цепь.
  4
  

• 5 слайд

  3. Сила тока. Единица измерения
  Определение: Сила тока I — скалярная величина, численно равная отношению количества электричества Δq, прошедшего через поперечное сечение проводника в единицу времени Δt:
  I = Δq/Δt
  В СИ единицей силы электрического тока является ампер (А).
  1 А=1Кл/с
  Дольные величины:
  1 мА=10-3А
  1 мкА=10-6А
  Определение: Постоянным током называется электрический ток, сила и направление которого с течением времени не изменяются.
  
  5
  

• 6 слайд

  4. Плотность тока. Единица измерения
  Определение: Плотность тока J – величина тока, приходящаяся на 1 квадратный миллиметр поперечного сечения проводника:
  J=I/S
  Единицей измерения плотности тока – А/мм2
  
  Плотность тока позволяет охарактеризовать проводник с точки зрения способности выдержать ту или иную нагрузку.
  
  

• 7 слайд

  5. Электродвижущая сила(ЭДС). Единица измерения
  Движение зарядов по внешней цепи осуществляется силами электрического поля Fкл.
  Движение зарядов во внутренней цепи совершается против сил электрического поля и осуществляется сторонними силами Fст.
  
  

• 8 слайд

  5. Электродвижущая сила(ЭДС). Единица измерения
  Определение: ЭДС E численно равна работе Aст , которую совершают сторонние силы при перемещении единичного положительного электрического заряда q внутри источника или сам источник, проводя единичный положительный заряд по замкнутой цепи:
  
  
  Единица ЭДС — вольт (В)
  1 В=1 Дж/Кл
  8
  Е=Aст/q
  

• 9 слайд

  6. Напряжение
  Определение: Физическая величина, численно равная полной работе, которая совершается кулоновскими и сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда вдоль участка цепи (например, АВ) из точки А в точку В, называется напряжением (падением напряжения) UАВ на этом участке.
  
  
  
  Напряжение на участке цепи, характеризует ту энергию, которая расходуется электрическим полем на перемещением заряда в 1 Кл по данному участку.
  Единица измерения напряжения – В(вольт)
  Прибор для измерения напряжения - вольтметр
  Измерить напряжение можно только при замкнутой цепи
  
  9
  

• 10 слайд

  7. Внутреннее и внешнее падение напряжения
  
  Так как цепь состоит из внешнего и внутреннего участков, различают внутреннее падение напряжения Uвт и внешнее падение напряжения Uвш.
  ЭДС источника равна сумме падений напряжений на внутреннем и внешнем участках цепи: Е= Uвт + Uвш.
  Так формула выражает закон сохранения энергии для электрической цепи.
  Измерить ЭДС можно только при разомкнутой цепи
  
  
  

• 11 слайд

  8. Потенциал. Единица измерения
  
  Определение: Потенциалφаточки поля численно равен работе 𝑾 𝒂∞ , затрачиваемой полем на перемещение единичного заряда 𝒒 𝟐 из данной точки в бесконечность, или наоборот и бесконечности в данную точку поля:
  φа= 𝑾 𝒂∞ 𝒒 𝟐
  Нулевым потенциалом обладает точка где нет энергии, т.е. где нет поля.
  Единица измерения потенциала - В(вольт)
  Потенциал любой точки электрического поля заряда 𝒒 𝟏 , находящейся от центра заряда на расстоянии r, определяется по формуле:
  𝝋 а = 𝒒 𝟏 𝟒𝝅 𝜺 а 𝒓
  

• 12 слайд

  9. Электрическое сопротивление, проводимость
  Определение: Электрическое сопротивление проводника R – это свойство проводника препятствовать прохождению через него электрического тока
  Единица измерения электрического сопротивления Ом(ом)
  1 кОм=103 Ом 1МОм=106 Ом
  
  

• 13 слайд

  
  
  9. Электрическое сопротивление, проводимость
  
  Электрическое сопротивление R обусловлено тем, что свободные электроны при дрейфе взаимодействуют с положительными ионами кристаллической решетки металла.
  Зависимость сопротивления от материала проводника и геометрических размеров:
  
  
  
  где ρ – удельное сопротивление проводника, l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения проводника
  Удельное сопротивление проводника: ρ=RS/l
  Единица удельного сопротивления — Ом·м/мм2
  R=ρl/S
  

• 14 слайд

  9. Электрическое сопротивление, проводимость
  Определение: Проводимость проводника g – характеризует свойства проводника проводить электрический ток, преобразовывать энергии в другие виды энергии: g=1/R
  Единица измерения проводимости - сим(сименс)
  
  

• 15 слайд

  10*. Зависимость сопротивления от температуры
  Электрическое сопротивление материалов зависит от температуры.
  У металлов при повышении температуры увеличивается скорость теплового движения атомов и молекул, вследствие этого повышается число столкновений свободных электронов и уменьшается время их свободного пробега, что ведет к повышению удельного сопротивления.
  У электролитов при повышении температуры увеличивается концентрация носителей зарядов, в результате чего удельное сопротивление уменьшается
  У некоторых сплавов в определенном интервале изменения температур одна тенденция компенсируется другой и их сопротивление с изменением температуры практически не изменяется(манганин, константан).
  
  

• 16 слайд

  10. Зависимость сопротивления от температуры
  Зависимость сопротивления от температуры выражается формулой:
  Rt=R0[1+α(t-t0)°],
  где α – температурный коэффициент сопротивления,
  Rt – сопротивление проводника при температуре t,
  R0 – сопротивление проводника при температуре t0
  
  Применение: терморезисторы, термометр сопротивления
  
  

• 17 слайд

  10. 1. Сверхпроводники
  Определение: Сверхпроводимость - это свойство некоторых материалов, проявляющееся в том, что их электрическое сопротивление падает до нуля ниже критической температуры Tc​.
  Сверхпроводимость обнаружена более чем у 25 простых веществ (главным образом металлов), большого числа сплавов, многих сложных оксидов переходных металлов, некоторых полимеров.
  Металлы, кроме Nb, Тс, V, относятся к сверхпроводникам 1-го рода. Для Li, Cr, Si, Ce, Pr, Nd, Eu, Yb сверхпроводящее состояние обнаружено только в тонких слоях; As, Ba, Bi, Те, Sb, Se, P и другие становятся сверхпроводники при охлаждении под давлением. 
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

• 18 слайд

  Список литературы
  1.Ярочкина Г.В. Электротехника: учебное издание / Ярочкина Г.В. - Москва: Академия, 2024.
  2.Немцов М.В. Электротехника и электроника: учебное пособие / Немцов М.В., Немцова Л.В. - Москва: Академия, 2021.
  3.Лобзин С.А. Электротехника. Лабораторный практикум. Учебное пособие для среднего профессионального образования. – М.: Академия, 2020.
  
  

Краткое описание документа:

Методическая разработка по дисциплине ОП.11 Электротехника и электроника по теме: "Параметры электрической цепи" для студентов СПО 2 курса направления подготовки 25.02.01.