Эта статья посвящена начальной информации по электротехнике, физическим понятиям и определениям, закону Кулона, закону Ома, закону Кирхгофа, электрическим схемам, (электрические схемы, однолинейные схемы, электрические цепи, топология и схемы замещения, электродвижущие силы в электрических цепях). В самом начале страниц раздела вы найдете понятия и определения, необходимые для базовой теории электротехники, но я постарался представить теоретическую часть (ТОЕ) в очень краткой и простой форме. Я напоминаю студентам, что физическая основа электротехники состоит из электрических и магнитных явлений, которые они знают из курса физики, а «Электротехника вкратце» позволяет им быстро вспомнить теории, формулы и чертежи. evkova.org/elektrotehnika
Основные физические понятия и определения по электротехнике
Электропроводность — это свойство материала, которое позволяет протекать неизменному во времени электрическому току под действием изменяющегося во времени электрического поля.
Электромагнитное поле — это тип материи, характеризующийся воздействием силы на заряженные частицы, величина которой зависит от скорости частиц и величины их заряда. (Электромагнитные поля могут проявляться как единое целое или отдельно как электрические или магнитные поля, в зависимости от условий).
Субатомный заряд — это свойство электронов и протонов, характеризующее их отношение к собственному электрическому полю и взаимодействие с внешними электрическими полями. (Электроны и протоны имеют одинаковый размер и заряд противоположного знака, который считается элементарной частицей — 1,6*10-19 Cl).
Закон Кулона
Величина силы, действующей под действием общего электрического поля на каждое из двух точечных заряженных тел, находящихся в среде, пропорциональна произведению зарядов этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Закон Ома
Сила тока в однородной цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к цепи, и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению цепи.
Понятие электрической схемы, параметры и элементы электрической цепи
Параметры электрической цепи — это величины, которые связывают ток и напряжение в данной части цепи (r = сопротивление, рис. 1a; L = индуктивность, рис. 1b; C = емкость).
Отдельные компоненты, составляющие электрическую цепь и выполняющие в ней определенную функцию, называются «элементами цепи». Примеры отдельных элементов и простая электрическая схема
Электрическая схема
Принципиальные электрические схемы необходимы для проектирования, строительства и эксплуатации электрических систем (электрооборудования). Существуют различные типы электрических схем для разных целей: структурные, функциональные, принципиальные, электрические и однолинейные схемы.
Принципиальная электрическая схема дает полное представление об электроустановке, ее компонентах и соединениях между ними.
Принципиальная электрическая схема — это диаграммное изображение электрической цепи, показывающее комбинацию компонентов цепи и их соединения. Символы для электрических схем определены в стандартах системы USCD. В схемах и электрических цепях различают последовательное и параллельное соединение элементов. Сложная электрическая схема — это результат включения группы элементов, соединенных последовательно или параллельно.
Электродвижущая сила (ЭДС)
Физический процесс производства электрической энергии зависит от типа преобразуемой энергии, но главное отличие заключается в природе силы, которая разделяет положительные и отрицательные заряды вещества. Помимо сил электрического поля, на электрически заряженные частицы при определенных условиях действуют внешние силы, обусловленные неэлектромагнитными процессами (тепловые процессы, химические реакции и т.д.).
Когда к источнику электрической энергии прикладывается внешняя сила, заряды разделяются и возникает электродвижущая сила.
Величина, отражающая способность внешнего поля и индуцированного электрического поля вызывать электрический ток, называется электродвижущей силой.
В качестве примера рассмотрим преобразование тепловой энергии в электрическую.
В замкнутой цепи из двух разных металлов при одинаковой температуре (контакты 1 и 2) контактная разность потенциалов между двумя контактами одинакова, но направлена в противоположные стороны в цепи, поэтому ток не возникает.
