Основы электротехники и электроники Методы расчета цепей

Традициями эпохи Возрождения
Карта Западной Европы
Лоренцо Бернини
Микеланджело да Караваджо
Призвание апостола Матфея
Обращение Савла
Положение во гроб
Успении Богоматери
Эль Греко

Погребение графа Оргаса

Портрет аристократа
Апостолы Пётр и Павел
Сошествии Святого Духа
Вид Толедо
Диего Веласкес
Менины
Пряхи
Венера перед зеркалом
Сдача Бреды
Аристократические портреты
«Завтрак» и серия «Шуты и карлики
Хусепе Рибера

Исаак, благословляющий Иакова

Хромоножка
Святая Инесса
Нищие философы
Мученичество Святого Варфоломея
Питер Пауэл Рубенс

Жимолостная беседка

Кермесса
Серии картин «Жизнь Марии Медичи»
Портрет камеристки инфанты Изабеллы
Елена Фоурмен и «Шубка»
Возчики камней
Автопортрет
Портрет Изабеллы Брандт
Большое количество заказов
Охота на гиппопотамов и крокодилов
«Похищение дочерей Левкиппа» и «Битва греков с амазонками»
Водружение креста
Рембрандт Ван Рейн

«Анатомия доктора Тулпа»

«Возвращение блудного сына»
«Еврейская невеста»
«Автопортрет»
«Старик в красном» и «Портрет Титуса»
«Портрет Хендрикьё Стоффелс»
«Заговор Юлия Цивилиса»
«Три дерева»
«Выступление стрелковой роты капитана Франса Баннинга Кока»
«Даная»
«Автопортрет с Саскией на коленях»
«Портрет Яна Сикса»
Никола Пуссен и живопись
Классицизма

«Царство Флоры»

«Пейзаж с Полифемом»
«Аркадские пастухи»
«Танкред и Эрминия»
Искусство Европы XVIII века
Художественная жизнь Европы
Архитектура XVIII столетия
Рококо
Малый Трианон
Церквь Святой Женевьевы
Эпоха неоклассицизма
Клод Никола Леду
Жан Батист Пигаль
Галантные празднества
Парижский Лувр
Фарфоровые изделия
Филиппе Ювара
Методы математической
статистики
Искусство России XVIII века
Архитектурные проекты
Москвы 20 годов
Архитектурная история Москвы
Советы для радиолюбителя
Авангардное искусство
Ядерные испытания на
архипелаге Новая Земля
Безопасность в
компьютерных сетях
Аппаратное обеспечение
компьютера
Установка системы
Microsoft Windows 2003
Вычисление производной
и пределов
Вычисление площадей в
декартовых координатах
Вычисление площадей фигур
при параметрическом задании
границы
Вычисление объема тела,
вычисление длин дуг
Векторная и линейная алгебра
Монтаж радиоэлементов
и микросхем

Электронно-оптические приборы Индикаторные приборы служат для преобразования электрических сигналов в визуально воспринимаемую информацию. В зависимости от назначения индикаторные приборы могут иметь разную степень сложности и базироваться на различных физических принципах. В настоящее время для отображения знаковой информации наибольшее распространение получили электронно-лучевые, вакуумно-люминесцентные, газоразрядные, полупроводниковые и жидкокристаллические индикаторы.

Электронные приборы и устройства Возникновение электроники было подготовлено всем ходом развития промышленного производства и в частности электротехники. В цепи замечательных открытий и изобретений в этой области следует особо выделить такие достижения, как открытие явления термоэлектронной эмиссии (1887 г.), создание электровакуумного диода английским ученым Я. Флемингом (1904 г.) и триода Ли де Форестом в США в 1907 г. Эти изобретения позволили генерировать и усиливать электромагнитные колебания. Электроника – важнейшая отрасль науки и техники, изучающая физические процессы, происходящие в электровакуумных и полупроводниковых приборах при взаимодействии заряженных частиц и электрических полей, а также занимающаяся разработкой и созданием электронных приборов и устройств для измерения, контроля, обработки и хранения информации.

Полупроводниковые диоды В пограничном слое двух полупроводников с различным характером электропроводности при одном направлении тока дырки и электроны движутся навстречу друг другу, и при их встрече происходит рекомбинация. В цепи, таким образом, протекает ток

Тиристоры представляют собой кристаллическую структуру из четырех слоев чередующихся электронной и дырочной проводимостей  

Биполярные транзисторы Транзисторы являются управляемыми полупроводниковыми приборами, обеспечивающими усиление сигналов. По принципам действия их делят на управляемые электрическим током (биполярные) и управляемые электрическим полем (полевые).

Интегральные микросхемы Постоянное усложнение схем электронных устройств привело к существенному увеличению количества входящих в них элементов. В связи с этим возникает проблема все большей миниатюризации электронных приборов. Это стало возможным только на базе современного научно-технического направления электроники – микроэлектроники, основным принципом которой является объединение в одном сложном микроэлементе многих простейших – диодов, транзисторов, резисторов, конденсаторов и др

Полупроводниковые индикаторы Принцип действия полупроводникового индикатора основан на излучении квантов света при рекомбинации носителей заряда в области р-n – перехода, к которому приложено прямое напряжение. К полупроводниковым индикаторам относится светодиод – полупроводниковый диод, в котором предусмотрена возможность вывода светового излучения из области р-n – перехода сквозь прозрачное окно в корпусе. Цвет определяется материалом, из которого выполнен светодиод. Выпускают светодиоды красного, желтого и зеленого свечения.

Электрические цепи. Классификация. Основные понятия

Электрическая цепь (ЭЦ) - это совокупность соединенных друг с другом источников электрической энергии (ИЭЭ) и её приемников (нагрузок), по которым может протекать электрический ток или создаваться разность потенциалов.

ЭЦ предназначены для генерирования, передачи и распределения ЭЭ, а также для взаимных её преобразований в другие виды энергии.

Электрические процессы (ЭП) - процессы, описывающие изменение токов и напряжений в электрической цепи.

ЭП описываются следующими понятиями:

Электрический ток (ЭТ) - направленное движение электрических зарядов (направленное движение- движение с тенденцией, но не в полном порядке).

Изменение тока во времени имеет случайный характер.

Ток бывает:

постоянный ток - I=

Под постоянным током понимают среднее состояние тока.

переменный ток - I~

Переменный ток – отклонение тока относительно постоянной средней составляющей (значение тока равно значению отклонения).

Если I= - постоянная составляющая тока,

I~ - переменная составляющая тока,

то i(t)=I=+I~(t) - переменныё ток по стандарту

Если значение I~ значительно меньше I= (I~ не несет информации), то можно считать, что при подсоединении амперметра будет происходить усреднение.

Если в I~ содержится информация, но она незначительна, то возникает задача выделения I~ и доведения её до необходимого значения.

Положительное направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов.

ИЭЭ

ЭДС – работа сторонних сил иного характера, чем электричество, приводящая к тому, что отрицательно (‑) и положительно заряженные свободные носители заряда (СНЗ) разделяются. Численно равна силе, действующей на единичный + заряд.

F+=q+1E

F-=q-1E

ИЭЭ – разделяет по полярности заряды за счет действия сторонних сил.

Между пластинами возникает электрическое поле (ЭП), которое характеризуется E (напряженностью). ЭП оказывает на СНЗ в пространстве между пластинами, силы противоположны по направлению соответствующим сторонним силам.

E увеличивается (↑) до тех пор, пока силы поля не уравновесят сторонние силы – достигается состояние динамического равновесия. Это объясняется тем, что скорости СНЗ в среде между пластинами случайны как по значению, так и по направлению. Как внутри, так и снаружи объема устанавливается среднее значение E, а это значит, что между A и B разность потенциалов равна U.

Если между полюсами ИЭЭ нет среды с СНЗ, то силы поля ничего перемещать не будут, а значит, что ИЭЭ работает в режиме холостого хода (ХХ). Тока нет, источник энергию не отдает.

Если же СНЗ присутствуют, поле, которое существует, будет перемещать +СНЗ вниз, т.к. на них действует сила F+(т.к. внизу избыток ‑ ), а –СНЗ ‑ вверх. Это взывает недостаток зарядов соответствующего знака на пластинах, а значит напряженность поля ↓, силы противодействия ↓, что дает возможность восполнить недостаток за счет сторонних сил.

В силу природы проводника между пластинами будет разное сопротивление движению СНЗ, т.е. разное сопротивление ЭТ. Этот режим работы называется работой под нагрузкой.

Различают также режим короткого замыкания (КЗ).

A и B соединяются идеальным проводником (R=0). В этом случае внутреннего сопротивления нет. UAB КЗ=0. Этот режим на практике является аварийным режимом. Сопротивление перемычки очень мало, но конечно (≠0), Iкз – очень большое. P=I2R=IU – мощность, также имеет большое численное значение.

На практике режим КЗ устраивать нельзя! При анализе эквивалентных схем режим КЗ применяется, как метод исследования.

В режиме ХХ передачи энергии нет, т.к. при ХХ U=E, а I=0 → Pхх=UI=0.

Схемы замещения (эквивалентные схемы) реального ИЭЭ

Графическое изображение цепи с помощь. условных обозначений её элементов называется электрической принципиальной схемой.

По принципиальной схеме можно судить о принципе работы цепи, но выполнить её точный расчет нельзя, т.к. каждый элемент цепи, который должен реализовывать соответствующий элемент цепи (параметр), содержит ещё и паразитные элементы.

Резистор

идеальный элемент 

L – индуктивность и C – емкость являются паразитными элементами в реальном элементе

Катушка

Конденсатор

Принцип эквивалентности состоит в том, что при замене элемента цепи его эквивалентом оставшаяся цепь не должна ощутить замену, а это значит, что входной ток и входное напряжение между точками подключаемого элемента должны остаться неизменными.

Замечание:

Участок цепи на принципиальной схеме, изображенный просто линией, эквивалентен проводнику с активным сопротивлением, равным 0.

Rb,c=0 a и c, b и d имеют одинаковый потенциал

При пересечении линий на схеме электрический контакт обозначается точкой.

Схемы замещения ряда ИЭЭ

ИЭЭ бывают:

Гальванический элемент 

Источник термоЭДС 

Источник трехфазного тока 

Источник постоянного тока

Схемы замещения бывают:

с источником тока 

(при Rи=0 – потерь нет – идеальный источник тока)

с источником напряжения

(при Rи=∞ – потерь нет – идеальный источник напряжения)

Идеальный источник напряжения – это такой ИЭЭ, на полюсах которого напряжение не зависит от сопротивления нагрузки, кроме режима КЗ. У такого источника Rи=0.

Идеальный источник тока – это такой ИЭЭ, ток через полюса которого не зависит от сопротивления нагрузки, кроме режима ХХ. У этого источника Rи=∞.

С физической точки зрения реальный ИЭЭ может быть как идеальным источником напряжения, так и идеальным источником тока.

Реальный источник напряжения – это такой ИЭЭ, на полюсах которого напряжение практически не зависит от сопротивления нагрузки, кроме режима КЗ. У такого источника Rи<<Rн.

Реальный источник тока – это такой ИЭЭ, ток через полюса которого не зависит от сопротивления нагрузки, кроме режима ХХ. У этого источника Rи>>Rн.

Любой реальный ИЭЭ может быть представлен любой их двух схем замещения!

Два источника можно считать одинаковыми, если у них совпадают 2 из 3 параметров: Uхх – напряжение холостого хода, Iкз – ток короткого замыкания, r – внутреннее сопротивление источника.

 б)

Устроим режим КЗ на схеме а):

Iкз = Е/Rи

Iхх = 0 → Uabхх = Е, UR = 0

Для схемы б) Iкз = I, т.к. через резистор Rи ток не идет.

Таким образом обе схемы можно применять.

ИЭЭ характеризуется нагрузочной (или внешней характеристикой) U=f1(Iн) – зависимость напряжения на полюсах источника от тока нагрузки.

При ↓Rи ↑I → ↑URи → ↓Uн=E-URи

Энергетический баланс ЭЦ

Для простоты будем считать, что вся энергия, отданная источником, превращается в тепло. Это значит, что ИЭЭ отдает в нагрузку некоторую мощность.

Мощность, отданная источником: Pн = EI = Pвн + Pн=I2 Rвн+I2 Rн

Исследуя Pн на экстремум, получаем, что максимальная передача энергии в нагрузку будет осуществляться при Rвн=Rн (режим согласования по мощности) → чем больше Rн, тем больше η.

Архитектура и скульптура Европы Декоративно-прикладное искусство Искусство России XVIII века