Схемы электрических цепей электротехника: Электрические схемы. Элементы и параметры электрических цепей

Содержание

Электрическая цепь и ее элементы. Принципиальная схема электрической цепи. Схема замещения электрической цепи

1)Электрическая
цепь:

Совокупность устройств для получения в них эл. тока наз. электрической
цепью. В основном цепь состоит из источников питания, приёмников энергии, или
потребителей, и проводов для передачи эл. энергии.

2) Элемент электричес- кой цепи:

Элементы электрической
цепи – устройство или прибор,
выполняющий определенные функции. Все элементы электрической цепи
принципиально делятся на источники и потребители:

3) монтажная схема электрической
цепи.

Монтажная схема -изображает элементы цепи и соединительные провода.

4) принципиальная схема электрической
цепи.

Принципиальная
схема – на ней показываются условные графические изображения элементов и
их соединений.

5) схема
замещения электрической цепи.

Схема замещения – расчетная модель электрической цепи, на которой
элементы замещаются идеализи -рованными элементами без вспомогательных
элементов, не влияющих на результаты расчетов.

6)Иисточники эц:

В
качестве источников питания применяются эл. генераторы, аккумуляторы и
первичные элементы.

7) Приемники эц:

К приёмникам эл. энергии относятся электродвигате ли, лампы накаливания, нагревательные устройст ва и тд.

8)Классификация эц по роду тока:

. ПО РОДУ ТОКА: — 1. цепи постоянного тока (ток, не меняющ. во времени), 2. цепи
переменного тока (синусоидально-измененяющийся ток

I(t)

9) Линейные эц:

Линейные –
ЭЦ сопротивление каждого эл-та кот. не зависит ни от тока, ни от напряжения.
Зависимость напряж. от тока показывается на вольт-амперных хар-ках.

I(t)

10)Нелинейные эц:

Нелинейные –
если хотя бы один эл-т в цепи имеет сопрот-е, зависящее или от тока или от
напряж-я.

I(t)

11) Простые
эц:

Все элементы соединены последовательно

12)Сложные эц:

Сложнее электрические цепи содержат азветвления

13) Идеальный
источник ЭДС:

Ид ист ЭДС – источник, напряжение на зажимах которого не зависит
от тока

14)
Идеальный источник тока:

Источник энергии, ток через который не зависит от напряжения на
его зажимах

15)
Схемы замещения реальных источников энергии:

Графическое
изображение Эл. цепи, составленное из условных обозначений электротехнич.
устройств, наз. принципиальной схемой. Схема замещения эл. цепи является её
количественной моделью. Она состоит из совокупности различных идеализированных
элементов, выбранных так, чтобы можно было с хорошим приближением описать процессы
эл. цепи.

Рассмотрим
один из распространённых источников энергии постоянного тока – гальванический
элемент. Между разноимённо заряженными пластинами возникает однородное Эл. поле
с напряженностью Е [В/м], которое препятствует направленному движению ионов в
растворе. Напряжение, при котором накопление зарядов прекращается, служит
количественной мерой сторонней силы. Её называют электродвижущей силой (ЭДС,
ξ). Если к выводам гальванического элемента подключить приёмник,. То в
замкнутой эл. цепи возникнет ток. Заряд каждой из пластин уменьшится и появится
направленное движение ионов в растворе кислоты. Направленное движение ионов
сопровождается их взаимными столкновениями, что создает внутреннее
сопротивление гальванического элемента постоянному току. Т.о., эскизное
изображение которого дано на рис.1, а изображение на принципиальных схемах – на
рис.2, можно представить в виде схемы замещения (рис.3), состоящей из последовательно
включенных источника ЭДС ξ и резистивного элемента с сопротивлением . Равным внутреннему сопротивлению
гальванического элемента. Стрелка ЭДС указывает направление движения положительных
зарядов внутри источника под действием сторонних сил. Схема замещения рис.3
применяется и для любых других источников эл. энергии постоянного тока.

16) Закон Ома для участ-ка цепи:

Uab = IR => I = Uab/R

17)
закон Ома для участка цепи, содержа -щего источник ЭДС:

Uab

a I R c E b

Uab = Uac + Ucb

Uac = IR

Ucb = φc — φb = — E

φb — φc = E

Uab = IR – E

I = (Uab + E)/R

18)
Режимы работы источников энергии:

Ист. тока и ЭДС м. раб-ть как
в режиме ист. тока так и в режиме потребителей (приемников) эл-ой эн-ии.
Источник ЭДС работает в режиме потреб-ля , если напряжения тока ч/з него и ЭДС
не совпадают. (рис-1 – потребитель, 2-источник):

Ист. тока раб. в режиме
потребителя, если напряж. на зажиме, из кот вытекает ток, выше чем, на
зажиме, в котором ток втекает.

19,26) Баланс
мощностей в цепи постоянного тока:

Сумме мощностей энергии равна сумме мощностей приёмников энергии

∑ Pист = ∑Pпр

Pпр = I²R

Pист = EI

Если направление тока и ЭДС через источник тока не совпадает, то
исто -чник потребляет энергию

20)
первый закон Кирхгофа

закон Кирхгофа: сумма токов,
направленных к узлу, равна сумме токов, направленных от него.

Для
узла А можно написать:, I₁+ I₂– I₃– I₄– I₅= 0 а в общем виде ,т. е.алгебраичеc-кая
сумма токов в узле равна нулю. При этом токи, направленные от узла, считаются
отрицательными.

21) второй закон Кирхгофа

Рассмотрим
источники, работающие в режиме генератора, т.е. аправления токов совпадают с
направ -лениями ЭДС. Одинаковое для них напряжение между точками ВА или, что то
же, между точками ЖЗ определяется по формуле:

Тогда
для замкнутого контура АБВГДА спра -ведливо уравнение

откуда

или
в обшей форме

22) расчёт цепей посто- янного тока путём непосредственного
применения законов Кирхгофа.

По первому зак. Кирхгофа составляется Y – 1 урав- нений. Направления токов выбираются произвольно

По II-му составляется

B – (Y — 1) – T уравнений,
где В – кол. ветвей в цепи

Y – кол. узлов в цепи

T – кол. ветвей содерж. источник тока.

23)
расчёт цепей постоян -ного тока методом контурных токов

Он снован на предположении, что в каждом независимом контуре, в
каждой

Тема урока: Схемы электрических цепей

Урок №

Тема урока: Схемы электрических цепей

Цели урока:

развивающая: развивать у учащихся интерес к профессии, развивать у учащихся умение получать и использовать информацию

обучающая: изучить схемы электрических цепей, повторить закон Ома для участка цепи, элементы электрических цепей

воспитательная: воспитывать у учащихся аккуратность, внимательность, осторожность при работе с электроинструментами и оборудованием

Методическая цель: Продемонстрировать необходимость, важность и актуальность знаний предмета «Электротехники» для современного строителя, отделочника, штукатура

Межпредметная связь: Технология отделочных работ «Выполнение штукатурных работ механизированным способом», Охрана труда и окружающей среды, Черчение «Строительные чертежи», Производственное обучение: «Выполнение основных операций штукатурных работ»

Внутрипредметная связь: Цепи постоянного тока.

Тип урока: урок усвоения новых знаний, формирования практического знания соединения потребителей последовательно и параллельно в цепи

Метод урока: словесный, наглядный, практический

Оснащение урока: наглядный раздаточный материал, презентация, разновидности кабеля, штепсельных вилок, лампочек, соединителей, отвёрток, изолента, канцелярский нож, плафоны, удлинители, имитация потолка из пластиковых панелей и гипсокартонной перегородки

Индивидуальная работа с учащимися: Козлова Светлана, Анищенко Кристина

Самостоятельная работа: работа с раздаточным материалом, составление конспекта, решение домашнего задания

Ход урока

1.Органицационная часть — 3 мин.

Проверка состава учащихся и их готовность к уроку.

2. Актуализация опорных знаний

Устный опрос:

Вопросы для повторения: -5 мин

А) Назовите основные элементы электрических цепей

Б) Что собой представляет простая схема электрической цепи?

В) Какие виды источника тока вы знаете?

Г) Какие потребители тока, используемые в штукатурных работах вы знаете?

Д) Назовите основные параметры, характеризующие реальную электрическую цепь.

Е) Назовите основные элементы, используемые в схеме замещения реальной электрической цепи.

Ж) Чем характеризуется сопротивление?

З) Что такое реостат и какая функция у него в цепи?

З) Что характеризует ёмкость?

И) Что характеризует индуктивность?

К) Что представлял собой первый конденсатор?

3. Изложение нового материала: — 20 мин.

А) Классификация электрических цепей и схем

Б) Электрические цепь и схема постоянного и переменного тока

В) Примеры электрических схем

Г) Практический показ применения знаний электрических схем.

Г) Классификация электрических цепей и схем в зависимости от соединения потребителей в цепи

Д) Последовательное соединение потребителей тока (практический показ)

Е) Параллельное соединение потребителей тока (практический показ)

Ж) Смешанное соединение потребителей тока (практический показ)

З) Демонстрация применения знаний составления, сборки цепей и расчёта электрических схем при выполнении отделочных и штукатурных работ.

4. Закрепление нового материала: — 10 мин.

Устный опрос:

А) Сформулируйте цель урока.

Б) Какие задачи были поставлены на уроке?

Б) Какие электрические цепи и схемы были рассмотрены на уроке?

Б) Назовите пример источника постоянного тока

В) Где используются цепи постоянного тока?

Г) Где используются цепи переменного тока?

Д) Из каких элементов состоит цепь постоянного тока?

Е) Из каких элементов состоит цепь переменного тока?

Ж) С электрической схемой каких инструментов вы познакомились на уроке?

З) При выполнении каких работ знания электротехники и конкретно составления и расчёта электрических цепей и схем вам понадобятся?

И) Как могут быть соединены потребители электрического тока в цепи?

К) Чему равна сила тока в цепи при последовательном соединении потребителей?

Л) Чему равно напряжение в цепи при последовательном соединении потребителей?

М) Чему равно сопротивление в цепи при последовательном соединении потребителей?

Н) Чему равно напряжение в цепи при параллельном соединении потребителей?

О) Чему равна сила тока в цепи при параллельном соединении потребителей?

П) Чему равно сопротивление в цепи при параллельном соединении потребителей?

Р) Как определяются основные параметры электрической цепи при смешанном соединении потребителей?

5. Выставление оценок -1 мин.

6. Рефлексия: — 2мин.

Что вам было не понятно на уроке?
Что вы узнали нового на уроке?
Что из сказанного вы возможно будете использовать в жизни?

Домашнее задание: — 2 мин.

Решение задач на тему: «Соединение элементов в цепи постоянного тока»

Повторить «Электротехника» П А. Бутырин стр.8-11, составить конспект по раздаточному материалу.

Преподаватель Артемьев А.Н.

Конспект

Ход урока

Организационная часть-2 мин.

Тема урока: Схемы электрических цепей

Цель урока: Познакомиться со схемами электрических цепей и выяснить, при выполнении каких работ эти знания могут быть использованы.

Задачи:

Изучить виды электрических цепей и их схемы.
Познакомиться с элементами электрических схем инструментов, используемых штукатурами
Приобрести практические знания сборки электрических цепей.
Выяснить при выполнении каких работ знания составления, сборки и расчёта электрических цепей понадобятся .
Повторить порядок расчёта электрических схем, изученных при освоении предмета физика в общеобразовательной школе.

2. Актуализация опорных знаний: -10 мин.

Устный опрос:

А) Назовите основные элементы электрических цепей

(источник тока, потребители, ключ, соединительные провода)

Б) Что собой представляет простая схема электрической цепи?

(Чертежи, на которых показано, как электрические приборы соединены в цепь, называются электрическими схемами)

В) Какие виды источника тока вы знаете?

(механический, тепловой, световой, химический)

Г) Какие электрические инструменты, используемые в штукатурных работах вы знаете?

( перфоратор, дрель аккумуляторная, лобзик, шлифмашинка, электрорубанок, электрический миксер)

Д) Назовите основные параметры, характеризующие реальную электрическую цепь.

(сопротивление, индуктивность, ёмкость)

Е) Назовите основные элементы, используемые в схеме замещения реальной электрической цепи.

( резистор, катушка, конденсатор)

Ж) Чем характеризуется сопротивление?

(R=p*l/s)

З) Что характеризует индуктивность?

(энергию магнитного поля)

И) Что характеризует ёмкость?

(энергию электрического поля)

К) Что представлял собой первый конденсатор?

( лейденская банка)

Раздаточный материал

3. Изложение нового материала: -20 мин.

А) Классификация электрических цепей и схем

Классификация электрических цепей и схем

источник

переменного тока

последовательное

параллельное

смешанное

В зависимости от источника тока все электрические цепи и схемы делятся на цепи и схемы постоянного и переменного тока. Ток считается постоянным, если его значения напряжение и сила тока не меняется со временем и переменным, если его значение меняется.

Примером источника постоянного тока служит химический источник тока

(гальванический элемент), световой источник тока (фото — элемент). Для получения постоянного тока в промышленных масштабах используют электрические машины — генераторы постоянного тока, а также солнечные батареи. Принцип работы источника переменного тока основан на явлении электромагнитной индукции, изучению которой будут посвящены следующие уроки. Переменный ток поступает к нам по линиям электропередач от электростанции.

Б) Электрические цепь и схема постоянного тока –наиболее простой класс цепи.

Основным параметром, характеризующим цепь постоянного тока, является сопротивление, резистор является основным элементом, характеризующим процессы протекающие в цепи, другими параметрами пренебрегают.

В) Электрические цепь и схема переменного тока

Основными параметрами, характеризующим цепь переменного тока, являются сопротивление, ёмкость, индуктивность, а резистор, конденсатор и катушка являются основными элементами, характеризующим реальные процессы протекающие в цепи.

Г) Примеры электрических схем инструментов, применяемых в штукатурных работах

Болгарка является инструментом, который наиболее часто применяется для резки металла. Этот инструмент является источником повышенной опасности, поэтому следует перед каждым ее использованием проверять исправность электрического и механического компонентов конструкции

Электрощетки в конструкции прибора служат для передачи электротока от силового кабеля. В процессе работы, если щетки имеют нормальное техническое состояние, то через вентиляционные отверстия корпуса видно образующееся ровное свечение. В случае если свечение в процессе включения прибора не наблюдается или имеет пульсирующий характер, то это является признаком появления проблем с этим электрическим компонентом прибора.

Замена графитовых щеток

Выход из строя графитовых щеток является одной из наиболее распространенных поломок. Срок службы этого элемента конструкции инструмента составляет порядка 1,5-2 года. Процесс замены щеток не представляет особых сложностей. Для замены этих конструктивных элементов потребуется вскрыть корпус инструмента. После вскрытия корпуса при помощи отвертки приподнимаются и сдвигаются щеткодержатели, которые закреплены на коллекторе.

Замену щеток следует производить только на фирменные, приобретенные в спецмагазинах. При приобретении новой щетки ее следует сравнить с оригинальной, которая извлечена из инструмента. Новая щетка должна полностью, по всем параметрам, совпадать с извлеченной из болгарки. После установки новых щеток, следует проверить плавность ее перемещения. После установки и проверки плавности перемещения щетки она фиксируется при помощи щеткодержателя. После фиксирования щеткодержателя корпус инструмента закрывается.

Замена щеток – единственная операция, которую в процессе ремонта следует проводить собственными силами, остальные виды ремонта лучше доверить специалистам.

Д) Соединение потребителей в цепи

Е) Последовательное соединение потребителей тока

Последовательное соединение проводников

I= I₁=I₂ U₁=IR₁ U₂=IR₂

Параллельное соединение проводников

Пример смешанного соединения проводников

В таких схемах выделяют ветви — последовательность элементов, имеющих один ток и узлы – места соединения нескольких ветвей. Представлено 3 ветви с током I1, I2, I3 и два узла: В и С.

4. Закрепление нового материала: -10 мин.

Устный опрос:

А) Сформулируйте цель урока.

Б) Какие задачи были поставлены на уроке?

Б) Какие электрические цепи и схемы были рассмотрены на уроке?

Б) Назовите пример источника постоянного тока

В) Где используются цепи постоянного тока?

Г) Где используются цепи переменного тока?

Д) Из каких элементов состоит цепь постоянного тока?

Е) Из каких элементов состоит цепь переменного тока?

Ж) С электрической схемой каких инструментов вы познакомились на уроке?

З) При выполнении каких штукатурных и отделочных работ знания электротехники и конкретно составления и расчёта электрических цепей и схем вам понадобятся?