Introdução à Engenharia Elétrica. Apresentação sobre engenharia elétrica sobre o tema: "História do surgimento e conceitos básicos da engenharia elétrica e eletrônica" Apresentação sobre engenharia elétrica sobre o tema corrente elétrica

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Conteúdo do curso TOE FIBS semestre de primavera 2013-14

7. Função de transferência do circuito e principais características do circuito 7.1. Normalização dos parâmetros do circuito 7.2. Cadeia FP e suas propriedades 7.3. Tipos de características de frequência 7.4. A relação entre a largura de banda do circuito RLC e seu fator de qualidade é 7,5. Conceito de filtros 8. Análise da unidade de controle no circuito 8.1. Sinais periódicos e seus espectros 2

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8.1.1. Formulários de gravação de RF 8.1.2. Espectros discretos de sinais periódicos 8.1.3. Utilizando a transformada de Laplace para analisar o circuito de controle em um circuito 8.2. Poder e valor efetivo da Federação Russa 8.2.1. Potência 8.2.2. Valor efetivo 8.3. Métodos de análise do RCP 8.3.1. Análise de UPR em um circuito usando RF 8.3.2. RF na forma fechada 9. Análise de circuitos pelo método espectral 3

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9.1. Sinais aperiódicos e seus espectros 9.1.1. Transição de um sinal periódico para um aperiódico 9.1.2. Características espectrais de sinais aperiódicos 9.1.3. Exemplos de espectros de sinais principais 9.2. Critérios de largura do espectro de sinal 9.2.1. Critérios de energia do sinal e largura do espectro do sinal 9.2.2. Relação entre largura do espectro e duração do sinal 9.2.3. Relação entre largura do espectro e inclinação do sinal 9.3. Cálculo aproximado do sinal do espectro 9.3.1. Cálculo de um sinal a partir da sua amplitude e espectro de fase 9.3.2. Relação entre um sinal e seu espectro imaginário e real 4

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9.4. Método espectral de cálculo de circuitos 9.4.1. características gerais método espectral de cálculo de circuitos 9.4.2. Propriedades das cadeias ideais 9.4.3. Características dos circuitos reais 9.5. Espectros de sinais modulados em amplitude 10. Análise de quadripolos e circuitos ativos 10.1. Características gerais dos quadripolos passivos 10.1.1. Equações do estado de emergência 10.1.2. Cálculo de PF e ligação de situações de emergência 10.1.3. Quadrupolo simétrico em modo combinado 5

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10.2. Cálculo de circuitos com fontes dependentes 10.2.1. Características gerais dos elementos e circuitos ativos 10.2.2. Esquemas de substituição para situações de emergência irreversíveis 10.2.3. Características dos métodos de cálculo de circuitos com equipamentos de proteção 10.3. Cálculo de circuitos com amplificador operacional 10.3.1. Amplificador operacional e suas propriedades 10.3.2. Utilização de amplificadores operacionais para implementação de operações matemáticas básicas 10.3.3. Características de cálculo de circuitos com amplificadores operacionais 11. Análise de circuitos não lineares 6

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11.1. Características gerais dos circuitos não lineares 11.1.1. Conceitos básicos 11.1.2. Classificação NC 11.2. Métodos de cálculo de NC 11.2.1. Método gráfico para cálculo de circuitos R 11.2.2. Cálculo analítico de circuitos R 11.2.3. Cálculo de circuitos R com diodos 11.2.4. Características gerais do cálculo de circuitos dinâmicos não lineares 7

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Trabalho do curso FIBS 2013-14

No manual de treinamento (Elaboração de curso sobre teoria de circuitos elétricos / Manual educacional para trabalhadores autônomos. São Petersburgo, 1996. (“No. 9222” Z 21/K 93)) tópico nº 4, em versão eletrónica tópico do manual nº 2 (o número da opção é informado pelo professor, apresentador aulas práticas) Com possíveis mudanças circuito e tipo de sinal de entrada a critério do professor. O curso é preparado de acordo com as regras estabelecidas na introdução do livro didático. A defesa do trabalho da unidade curricular é aceite pelo docente que realiza as aulas práticas antes do início da sessão de exame. Aluno que não defendeu curso não é permitido antes do exame. 8

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FUNDAMENTOS TEÓRICOS DA ENGENHARIA ELÉTRICA Aula nº 9

Capítulo 7. Função de transferência do circuito e principais características do circuito 7.1. Normalização dos parâmetros do circuito Objetivos da normalização (escala): Ir para parâmetros adimensionais: próximos de 1, ou seja, reduzir a propagação dos parâmetros do circuito. Obtenha as fórmulas mais semelhantes para as mesmas classes de circuitos. Tipos de normalização: Normalização por tempo (por frequência). tempo normalizado e adimensional, onde existe algum intervalo característico, por exemplo, a constante de tempo para um circuito de 1ª ordem ou o tempo de pulso do sinal de entrada. 9

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Frequência normalizada, ou seja, , ou seja , ou seja a normalização por tempo é inversa à normalização por frequência. 2) Normalização por nível de resistência, o valor base é a resistência característica do circuito, por exemplo, em um circuito de 1ª ordem ou resistência de carga. 3) Normalização por nível de sinal, o valor básico é o valor máximo do sinal de entrada. Este tipo de normalização é baseado na propriedade de proporcionalidade dos circuitos lineares. Cada normalização reduz o número de parâmetros do circuito em 1. Parâmetros do circuito:, ou seja, , igualmente dual. 10

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Nos cursos, tome como valores básicos, . Não há necessidade de normalizar todos os elementos; não há necessidade de normalizar o nível do sinal. Observe: (quiloOhms) kOhm = Ohm; (miliHenry) mH = Hn; (picoFarads) pF = F. Veja exemplo na versão eletrônica do curso. onze

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7.1. Função de transferência do circuito e suas propriedades De acordo com o teorema de convolução da transformada de Laplace, temos: a notação é introduzida aqui. Vamos encontrar a imagem da característica transitória Definição: A função de transferência do circuito (TF) é a razão entre a imagem da reação e a imagem do único efeito na cadeia em zero NNU. 12

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Propriedades: PF é a imagem do circuito IH. A propriedade 1 é chamada de segunda definição do PF. PH é encontrado como a integral do IH. Utilizando o PF são encontradas as características de frequência do circuito. Para passar do método do operador para o MCA, basta fazer substituições formais 4. O PF determina completamente o DE do circuito, o denominador do PF é a característica. polinomial. Conclusão: PF conecta todas as principais características do circuito. Nota: O IN está conectado ao DC passivo, vamos encontrar a corrente de entrada. 13

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7.3. Tipos de características de frequência Definição: Resposta de frequência generalizada ou simplesmente resposta de frequência de uma cadeia é a razão entre a amplitude complexa da reação e a amplitude complexa do único efeito na cadeia no USR. Porque A resposta em frequência é uma função complexa, pode ser representada na forma algébrica e exponencial: AFC FFC VFC MCH 14

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As relações entre eles são óbvias =arg=fase =Re 5) AFC Nota: AFC contém informações completas sobre todos os tipos de características, é construído por AFC e PFC ou por VFC e MFC e as frequências necessárias são definidas. Conclusões sobre a resposta em frequência: A resposta em frequência contém informações completas sobre a relação entre as amplitudes das senoides na saída e na entrada do USR. 15

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2) A resposta de fase contém informações completas sobre a mudança de fase das sinusóides da reação e influência no sistema de controle. Nota: na prática, a resposta de frequência é medida usando dois dispositivos (entrada e saída), e a resposta de fase é medida usando um osciloscópio de dois feixes. Exemplo: resposta de fase de resposta de frequência 16

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Vamos construir gráficos qualitativos de características: Nota: os gráficos de resposta em frequência e resposta de fase são construídos qualitativamente com base em 3 pontos. O gráfico AFC é construído em um plano complexo baseado no AFC e no PFC. 17

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Nota: é necessário ser capaz de controlar a resposta em frequência de um circuito usando diagramas de circuitos equivalentes em frequências características. 18

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7.4.Relação entre a banda passante de um circuito RLC e seu fator de qualidade Definição: A banda passante (BP) é geralmente chamada de faixa de frequência na região de resposta de frequência máxima, na qual. Nota: As frequências de corte da banda passante são frequentemente chamadas de frequências de corte 19

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Vamos dar uma interpretação às frequências limite: na frequência de ressonância: , . Na fronteira do PP, . Diminui na fronteira do PP por um fator. cai 2 vezes. Vamos encontrar o PP, ou seja, 1) () , ou seja , ou seja , ou seja "+" 20

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2) () , ou seja , ou seja + = Q= Conclusões: quanto maior o fator de qualidade do circuito ressonante, menor será sua largura de banda. Nota:1), ou seja, não depende de C, portanto, ao sintonizar a ressonância, a largura de banda não muda quando a capacitância muda. 21

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2) Conhecendo o gráfico de resposta em frequência, você pode encontrar todos os parâmetros do circuito. 7.5. Conceito de filtros Vamos considerar um estado de emergência Definição: Uma rede de quatro portas (rede de quatro portas) faz parte de um circuito que possui 2 pares de terminais externos (pólos). Definição: Um filtro é uma resposta de frequência em que em uma determinada banda de frequência, chamada PP, a resposta de frequência geralmente varia de 1 a 0,707 ou de a, e na banda de frequência restante, chamada de banda de parada (SP), a resposta de frequência rapidamente atenua. Definição: Um filtro é chamado de ideal se tiver resposta de frequência = 1 em PP e resposta de frequência = 0 em PZ. Nota: é impossível implementar um filtro ideal, até porque sua resposta em frequência não é uma função racional fracionária da frequência generalizada, como deveria ser para circuitos reais. 22

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Classificação dos filtros: considere filtros simétricos clássicos do tipo “k” LPF – filtro passa-baixa, transmite em baixas frequências Interpretação do comportamento do circuito em frequências características: , ou seja KZ; , ou seja XX 23

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2), ou seja XX; , ou seja SC 2. Filtro passa-alta – filtro passa-alta, transmite em altas frequências A interpretação é dupla 24

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3. BPF – filtro passa-banda, passa sinal em uma determinada faixa de frequência 4. BPF – filtro bandstop, não transmite sinal em uma determinada faixa de frequência 25

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Outros tipos de filtros também estão sendo considerados. Por exemplo, polinômios (filtros Butterworth e Chebyshev de várias ordens), filtros tipo m e outros. 8. Análise da UPR no circuito 8.1. Sinais periódicos e seus espectros 8.1.1 Formas de registro de RF Convencionalmente, assumimos que uma influência periódica é aplicada ao circuito em Então, a qualquer momento, o componente livre desapareceu e um modo periódico estacionário (forçado) foi estabelecido. no circuito. 26

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Sinais periódicos reais satisfazem as condições de Dirichlet: 1) dentro de um período são limitados em nível, 2) dentro de um período são contínuos, têm um número finito de máximos e mínimos, se tiverem descontinuidades, então são descontinuidades de 1º tipo; e seu número é finito. Definição: Um sinal periódico que satisfaça as condições de Dirichlet para todos t pode ser expandido em uma série de Fourier harmônica convergente, com as frequências harmônicas sendo múltiplos da frequência do primeiro harmônico (fundamental), ou seja, , o período do sinal () neste caso a soma da série de Fourier nos pontos de continuidade é igual, e no ponto de descontinuidade do 1º tipo é igual à metade da soma dos limites à esquerda e à direita, ou seja, A RF converge mal em pontos de descontinuidade. Formulários de gravação de RF: 1. 27

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Harmônico zero, ou seja, componente constante 2. É possível converter o RF para outra forma Propriedades do RF de sinais simétricos: 1) Sinais pares não contêm senoides, ou seja, 28

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2) Sinais ímpares não contêm ondas cosseno, ou seja, . 3) Sinais de RF que são simétricos em relação ao eixo t quando deslocados por meio período não contêm harmônicos de números pares 3. Forma complexa de registro de RF 8.1.2 Espectros discretos de sinais periódicos Definição: O conjunto de amplitudes complexas de RF. Os harmônicos de RF são chamados de espectro discreto de um sinal periódico, respectivamente, o conjunto de amplitudes é chamado de espectro de amplitude discreto e o conjunto de fases é chamado de espectro de fase discreto. 29

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O espectro de amplitude é uma função par; função ímpar do espectro de fase. Nota 1: O espectro é denominado discreto, pois existe apenas em valores de frequência discretos, a distância entre os harmônicos ao longo do eixo de frequência é 2: O espectro é frequentemente chamado de espectro de linha, porque é denotado por segmentos de linha reta. 3: A peculiaridade do espectro é essa. 4: A onda senoidal também é um sinal periódico. Seu espectro é 30

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Conclusões: o espectro de amplitude caracteriza totalmente as amplitudes harmônicas, ou seja, sinusóides com as quais a RF substitui o sinal periódico, e o espectro de fases caracteriza completamente as fases iniciais, cada harmônico existe em um intervalo de tempo e o número de harmônicos também é infinito. Nota 1: Ao longo do caminho, provamos que um harmônico de frequência negativa tem o mesmo direito de existir que um harmônico de frequência positiva 2: Todas as formas de gravação de RF são equivalentes. 8.1.3. Uso da transformada de Laplace para analisar o circuito de controle em um circuito 31

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Chamemos o primeiro pulso condicional de descrição de um sinal periódico dentro do primeiro período condicional, procedemos à transformada de Laplace, expandindo o limite superior e substituindo-o na integral; Conclusão: Os coeficientes de RF podem ser encontrados usando a imagem de Laplace do primeiro pulso condicional de um sinal periódico. 8.2.Potência e valor efetivo da RF 8.2.1.Potência Considere uma CC passiva na unidade de controle, cuja corrente e tensão estão decompostas na RF Potência média para o período (potência ativa da CC) 32

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FUNDAMENTOS TEÓRICOS DA ENGENHARIA ELÉTRICA Aula nº 9

Substituímos o RF da corrente e da tensão, levando em consideração o fato de que (a área total da senóide ao longo de um período), e a integral do produto dos harmônicos com números diferentes também é igual a 0. 8.2.2 . Valor efetivo do valor quadrático médio da raiz de RF, que tem uma interpretação de energia substituída por na fórmula de potência 33.

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Da mesma forma para tensão Nota: Para um sinal de valor constante, os valores instantâneo, de amplitude, médio e efetivo são iguais. 8.3. Métodos de análise do RCP 8.3.1. Análise de UPR em um circuito usando RF Ideia básica: Consideramos as influências de RF como a soma das influências elementares e usamos o método de superposição para encontrar as reações de RF. Sequência de ações: 1. A exposição periódica é estabelecida na Federação Russa. Na prática, eles são geralmente limitados aos primeiros harmônicos, porque RF converge rapidamente, use “RF encurtado” (segmento de RF) 34

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2. Encontramos o PF do circuito, de acordo com ele a resposta em frequência (AFC e resposta de fase). O significado da resposta em frequência no USR, e para cada harmônico c do circuito do USR. 3. Usando o método de superposição, encontramos a reação de RF com base em 1-3 = = 35

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Sendo um método aproximado, o método é eficaz se o circuito for um filtro passa-baixa. No entanto, em alguns circuitos a diminuição nas amplitudes de impacto é compensada por um aumento na resposta de frequência do circuito, centenas de harmônicos devem ser levados em consideração e um cálculo aproximado usando RF torna-se trabalhoso; Nota 1: A composição espectral da resposta corresponde totalmente à composição espectral do efeito e novos harmônicos não podem aparecer na saída. 2: O circuito passa diferentes harmônicos com diferentes coeficientes de transmissão, ou seja, o formato do sinal periódico na saída não corresponde ao formato do sinal periódico na entrada. 8.3.2. RF na forma fechada (cálculo exato da função de controle) A ideia principal do método é que o componente livre é determinado pelas raízes do CP (ou seja, os pólos do PF), e o componente forçado tem um cálculo matemático forma de influência (não é cumprida na ressonância). 36

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Sequência de ações: Convencionalmente assumimos que uma ação periódica é aplicada em t=0 Encontramos a imagem da ação levando em consideração a fórmula da soma de uma progressão geométrica amortecida 2. Encontramos o PF do circuito, encontramos. os pólos do PF, os pólos são considerados não múltiplos. 3. Encontre a imagem da reação (sinal de saída) e selecione os componentes livres e forçados nela. 37

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A componente livre é determinada pelos pólos do PF, e a componente forçada tem uma forma matemática de influência, ou seja, progressão geométrica, ou seja, a descrição desejada do primeiro impulso de uma reação em estado estacionário no intervalo do primeiro período, ou seja, defina como de costume 4. Encontre o 1º pulso na saída ]() Determine seu original, ou seja, uma descrição exata de uma reação periódica no intervalo de 1 período e continuá-la periodicamente. Observação 1: A solução exata encontrada é chamada de RF na forma fechada, porque leva em consideração um número infinito de harmônicos. 38

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Nota 2: Se assumirmos que o sinal de entrada começa em 0, então este método pode ser usado para calcular o PP, de fato, o componente livre em 3 é encontrado: O cálculo também pode ser realizado para uma função racional não fracionária; . Capítulo 9. Análise de circuitos pelo método espectral 9.1. Sinais aperiódicos e seus espectros 9.1.1. Transição de um sinal periódico para um sinal aperiódico Um sinal aperiódico (pulso único) pode ser considerado periódico ao Transformar o RF em forma complexa para um sinal periódico 39

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Corrente elétrica Plano de aula 1. O conceito de corrente de condução. Vetor atual e força atual. 2. Forma diferencial da lei de Ohm. 3. Conexão serial e paralela de condutores. 4. Motivo do aparecimento campo elétrico em um condutor, o significado físico do conceito de forças externas. 5. Derivação da lei de Ohm para todo o circuito. 6. Primeira e segunda regras de Kirchhoff. 7. Entre em contato com a diferença de potencial. Fenômenos termoelétricos. 8. Corrente elétrica em diversos ambientes. 9. Corrente em líquidos. Eletrólise. Leis de Faraday.

1. O conceito de corrente de condução. Vetor atual e intensidade da corrente A corrente elétrica é o movimento ordenado de cargas elétricas. Os portadores de corrente podem ser elétrons, íons e partículas carregadas.  Se um campo elétrico for criado em um condutor, então as cargas elétricas livres nele começarão a se mover - aparece uma corrente, chamada corrente de condução.  Se um corpo carregado se move no espaço, então a corrente é chamada de convecção.

 A direção da corrente é geralmente considerada a direção do movimento das cargas positivas. Para a ocorrência e existência de corrente é necessária: 1. a presença de partículas carregadas livres; 2.presença de campo elétrico no condutor.  A principal característica da corrente é a intensidade da corrente, que é igual à quantidade de carga que passa pela seção transversal do condutor em 1 segundo. Onde q é a quantidade de carga; t – tempo de trânsito da cobrança; A força atual é uma quantidade escalar. I   q  t I = [  ] A Cl s

A corrente elétrica sobre a superfície de um condutor pode ser distribuída de forma desigual, portanto, em alguns casos, o conceito de densidade de corrente j é usado. A densidade média de corrente é igual à razão entre a intensidade da corrente e a área da seção transversal do condutor.  I  S   I  S dI dS j j  lim  S 0      A m 2     Onde j é a mudança na corrente; S – mudança de área.

Densidade atual

2. Forma diferencial da lei de Ohm em 1826 Físico alemão Ohm estabeleceu experimentalmente que a intensidade da corrente J em um condutor é diretamente proporcional à tensão U entre suas extremidades, onde k é um coeficiente de proporcionalidade chamado condutividade elétrica ou I  Uk [k] = [Sm] (Siemens). condutividade; Tamanho do condutor. R = Ohm 1 k é chamado de resistência elétrica Lei de Ohm para uma seção de um circuito elétrico que não I = contém uma fonte de corrente U R

Expressamos a partir desta fórmula R  B   R  U I   A Ohm A resistência elétrica depende da forma, tamanho e substância do condutor. A resistência de um condutor é diretamente proporcional ao seu comprimento le inversamente proporcional à área da seção transversal S R  l S Onde  caracteriza o material do qual o condutor é feito e é chamado de resistividade do condutor.

Expressemos :  SR  l     mOhm 2  m    mOhm   A resistência do condutor depende da temperatura. Com o aumento da temperatura, a resistência aumenta. Onde R0 é a resistência do condutor em 0С;  t – temperatura;  – coeficiente de resistência de temperatura RR  1(0 t) (para metal   0,04 graus1). A fórmula também é válida para resistividade, onde 0 é a resistividade do condutor em 0С.  1(0t)

Em baixas temperaturas (<8К) сопротивление некоторых металлов (алюминий, свинец, цинк и др.) скачкообразно уменьшается до нуля: металл становится абсолютным проводником. Это явление называется сверхпроводимостью. Подставим  US  l I  U l  S

Vamos reorganizar os termos da expressão I S U 1   l Onde I/S=j – densidade de corrente; 1/= – condutividade específica da substância condutora; U/l=E – intensidade do campo elétrico no condutor. i  E Lei de Ohm na forma diferencial.

Lei de Ohm para uma seção homogênea de uma cadeia. Forma diferencial da lei de Ohm.   1   E  r    E j r j   j dS d  j dS l    I E d  E dS  

3. Conexão serial e paralela de condutores Conexão serial de condutores R1 R2 R3 I=const (de acordo com a lei de conservação de carga); U=U1+U2 Rtot=R1+R2+R3 Rtot=Ri R=N*R1 (Para N condutores idênticos)

Conexão paralela de condutores R1 R2 R3 U=const I=I1+I2+I3 U1=U2=U 1 R  2 1 R 1 R 1 R R 1 N Para N condutores idênticos

4. O motivo do aparecimento de corrente elétrica no condutor. O significado físico do conceito de forças externas Para manter uma corrente constante em um circuito, é necessário separar as cargas positivas e negativas na fonte de corrente; para isso, forças de origem não elétrica, chamadas de forças externas, devem atuar sobre o; cobranças gratuitas. Devido ao campo criado por forças externas, as cargas elétricas movem-se dentro da fonte de corrente contra as forças do campo eletrostático.

Devido a isso, uma diferença de potencial é mantida nas extremidades do circuito externo e uma corrente elétrica constante flui no circuito. Forças estranhas causam a separação de cargas diferentes e mantêm uma diferença de potencial nas extremidades do condutor. Um campo elétrico adicional de forças externas em um condutor é criado por fontes de corrente (células galvânicas, baterias, geradores elétricos).

EMF de uma fonte de corrente A quantidade física igual ao trabalho de forças externas para mover uma única carga positiva entre os pólos da fonte é chamada de força eletromotriz da fonte de corrente (EMF). q   1 E А st q E A st  

Lei de Ohm para uma seção não homogênea da cadeia A 12 A 12   A A  q  1      q E 12 1  2 2 1   A q   A E I t E q     1  2 12 2 12 U  A 12 q U      1 2 E

5. Derivação da lei de Ohm para um circuito elétrico fechado Deixe um circuito elétrico fechado consistir em uma fonte de corrente com , com resistência interna r e uma parte externa com resistência R. R é resistência externa; r – resistência interna.  U ` A q U   1 onde é a tensão na resistência externa 2; A – trabalho na carga móvel q dentro da fonte de corrente, ou seja, trabalho na resistência interna.

Então, como A  U  IUR , então Ir rt reescrevemos a expressão para : A `  I 2 IR  Ir q  It ,  IR I 2 rt It Uma vez que de acordo com a lei de Ohm para um circuito elétrico fechado ( =IR) IR e Ir – queda de tensão nas seções externa e interna do circuito,

Então I =   rR Lei de Ohm para um circuito elétrico fechado Em um circuito elétrico fechado, a força eletromotriz da fonte de corrente é igual à soma das quedas de tensão em todas as seções do circuito.

6. Primeira e segunda regras de Kirchhoff A primeira regra de Kirchhoff é a condição para corrente constante no circuito. A soma algébrica da intensidade da corrente no nó de ramificação é igual a zero n  0 iI onde n é o número de condutores; i = 1 Ii – correntes nos condutores. As correntes que se aproximam do nó são consideradas positivas e as correntes que saem do nó são consideradas negativas. Para o nó A, a primeira regra de Kirchhoff será escrita:  I 1 I 2 I  03

A primeira regra de Kirchhoff Um nó em um circuito elétrico é o ponto para o qual convergem pelo menos três condutores. A soma das correntes convergindo em um nó é igual a zero – primeira regra de Kirchhoff. I 4 = 0 0 A primeira regra de Kirchhoff é uma consequência da lei da conservação da carga - a carga elétrica não pode acumular-se num nó. I 1  I 2   I 3  I i N  i 1

Segunda regra de Kirchhoff A segunda regra de Kirchhoff é uma consequência da lei da conservação da energia. Em qualquer circuito fechado de um circuito elétrico ramificado, a soma algébrica Ii da resistência Ri das seções correspondentes deste circuito é igual à soma da fem aplicada nele i n  i  1  i RI i  i n i = 1

A segunda regra de Kirchhoff

Para criar uma equação, você precisa selecionar a direção de deslocamento (sentido horário ou anti-horário). Todas as correntes que coincidem em direção com o bypass do circuito são consideradas positivas. O EMF das fontes de corrente é considerado positivo se elas criarem uma corrente direcionada para contornar o circuito. Assim, por exemplo, a regra de Kirchhoff para as partes I, II, III I I1r1 + I1R1 + I2r2 + I2R2 = – 1 – 2 II –I2r2 – I2R2 + I3r3 + I3R3 = 2 + 3 III I1r1 + I1R1 +. I3r3 + I3R3 = – 1 + 3 Com base nessas equações, os circuitos são calculados.

7. Entre em contato com a diferença de potencial. Fenômenos termoelétricos  Os elétrons, que possuem a maior energia cinética, podem voar para fora do metal para o espaço circundante. Como resultado da emissão de elétrons, forma-se uma “nuvem de elétrons”. Existe um equilíbrio dinâmico entre o gás de elétrons no metal e a “nuvem de elétrons”.  A função trabalho de um elétron é o trabalho que deve ser realizado para remover um elétron de um metal para um espaço sem ar.  A superfície do metal é uma dupla camada elétrica, como um capacitor muito fino.

 A diferença de potencial entre as placas do capacitor depende da função trabalho do elétron. A e Onde e é a carga do elétron;  – diferença de potencial de contato entre o metal e o meio ambiente; A – função trabalho (elétron-volt – EV).  A função trabalho depende da natureza química do metal e do estado da sua superfície (poluição, umidade).

Leis de Volta:  1. Quando dois condutores feitos de metais diferentes são conectados, surge uma diferença de potencial de contato entre eles, que depende apenas da composição química e da temperatura.  2. A diferença de potencial entre as extremidades de um circuito constituído por condutores metálicos conectados em série à mesma temperatura não depende da composição química dos condutores intermediários. É igual à diferença de potencial de contato que surge quando os condutores mais externos estão conectados diretamente.

 Considere um circuito fechado composto por dois condutores metálicos 1 e 2. A fem aplicada a este circuito é igual à soma algébrica de todos os saltos de potencial.   (Se as temperaturas das camadas forem iguais, então =0.  Se as temperaturas das camadas forem diferentes, por exemplo,   (TTT     1 a 2 b 2 a) 1 b ) então a b a  Onde  é uma constante, caracterizando as propriedades do contato TT entre dois metais. T  (a T b ) b Neste caso, surge uma força termoeletromotriz no circuito fechado, diretamente proporcional à diferença de temperatura de ambas as camadas.

 Fenômenos termoelétricos em metais são amplamente utilizados para medir temperatura. Para isso, são utilizados termoelementos ou termopares, que são dois fios feitos de diversos metais e ligas. As pontas desses fios são soldadas. Uma junção é colocada em um meio cuja temperatura T1 precisa ser medida, e a segunda junção é colocada em um meio com temperatura constante conhecida.  Os termopares têm uma série de vantagens sobre os termômetros convencionais: eles permitem medir temperaturas em uma ampla faixa de dezenas a milhares de graus na escala absoluta.

Gases em condições normais são dielétricos R=>∞, consistindo de átomos e moléculas eletricamente neutros. Quando os gases são ionizados, aparecem portadores de corrente elétrica (cargas positivas). A corrente elétrica nos gases é chamada de descarga de gás. Para realizar uma descarga de gás, deve haver um campo elétrico ou magnético no tubo com gás ionizado.

A ionização gasosa é a desintegração de um átomo neutro em um íon positivo e um elétron sob a influência de um ionizador (influências externas - forte aquecimento, ultravioleta e raios X, radiação radioativa, bombardeio de átomos de gás (moléculas) por elétrons rápidos ou íons ). elétron íon átomo neutro

 Uma medida do processo de ionização é a intensidade de ionização, medida pelo número de pares de partículas de carga oposta que aparecem em uma unidade de volume de gás em um período unitário de tempo.  Ionização por impacto é a separação de um ou mais elétrons de um átomo (molécula), causada pela colisão de elétrons ou íons acelerados por um campo elétrico em uma descarga com átomos ou moléculas de um gás.

A recombinação é a união de um elétron com um íon para formar um átomo neutro. Se a ação do ionizador parar, o gás torna-se novamente dialético. íon elétron

 1. Descarga de gás não autossustentável é uma descarga que existe apenas sob a influência de ionizadores externos. Características corrente-tensão de uma descarga de gás: à medida que U aumenta, o número de partículas carregadas que atingem o eletrodo aumenta e a corrente aumenta para I = Ik, no qual todas as partículas carregadas atingem os eletrodos. Neste caso, U=Uк In Ne = 0 corrente de saturação Onde e é a carga elementar; N0 é o número máximo de pares de íons monovalentes formados no volume de gás em 1 s.

2. Descarga de gás autossustentável – uma descarga de gás que persiste após o ionizador externo parar de funcionar. Mantido e desenvolvido devido à ionização por impacto. Uma descarga de gás não autossustentável torna-se independente em Uз – tensão de ignição. O processo dessa transição é chamado de ruptura elétrica do gás. Há:

 Descarga corona - ocorre em alta pressão e em campo nitidamente heterogêneo e com grande curvatura de superfície, utilizada na desinfecção de sementes agrícolas.  Descarga luminescente - ocorre em baixas pressões, utilizada em tubos de luz a gás, lasers a gás.  Descarga de faísca - em P = Ratm e em grandes campos elétricos, relâmpagos (correntes de até vários  mil Amperes, comprimento - vários quilômetros). E  Descarga de arco - ocorre entre eletrodos pouco espaçados, (T=3000 °C - à pressão atmosférica. Utilizado como fonte de luz em holofotes potentes, em equipamentos de projeção.

O plasma é um estado agregado especial de uma substância, caracterizado por um alto grau de ionização de suas partículas. O plasma é dividido em: – fracamente ionizado ( – frações de um percentual – camadas superiores da atmosfera, ionosfera); – parcialmente ionizado (vários%); – totalmente ionizado (sol, estrelas quentes, algumas nuvens interestelares). Plasma criado artificialmente é usado em lâmpadas de descarga de gás e fontes de plasma energia elétrica, geradores magnetodinâmicos.

 Nos sólidos, um elétron interage não apenas com seu próprio átomo, mas também com outros átomos da rede cristalina, e os níveis de energia dos átomos são divididos para formar uma banda de energia.  A energia desses elétrons pode ser encontrada dentro de regiões sombreadas chamadas bandas de energia permitidas. Os níveis discretos são separados por áreas de valores de energia proibidos - zonas proibidas (sua largura é proporcional à largura das zonas proibidas). As diferenças nas propriedades elétricas dos vários tipos de sólidos são explicadas por: 1) a largura das lacunas de energia; 2) diferentes preenchimentos de bandas de energia permitidas com elétrons

Muitos líquidos conduzem muito mal a eletricidade (água destilada, glicerina, querosene, etc.). Soluções aquosas de sais, ácidos e álcalis conduzem bem a eletricidade.  Eletrólise é a passagem de corrente através de um líquido, provocando a liberação de substâncias que compõem o eletrólito nos eletrodos. Eletrólitos são substâncias com condutividade iônica. A condutividade iônica é o movimento ordenado de íons sob a influência de um campo elétrico. Íons são átomos ou moléculas que perderam ou ganharam um ou mais elétrons. Os íons positivos são cátions, os íons negativos são ânions.

 Um campo elétrico é criado em um líquido por eletrodos (“+” – ânodo, “–” – cátodo). Os íons positivos (cátions) movem-se em direção ao cátodo, os íons negativos movem-se em direção ao ânodo.  O aparecimento de íons nos eletrólitos é explicado pela dissociação elétrica - a desintegração de moléculas de uma substância solúvel em íons positivos e negativos como resultado da interação com o solvente (Na+Cl; H+Cl; K+I...) .  O grau de dissociação α é o número de moléculas n0 dissociadas em íons em relação ao número total de moléculas n0  Com o movimento térmico dos íons, também ocorre o processo reverso de reunificação dos íons, denominado recombinação. n 0 n 0

A energia elétrica (eletromagnética) é um dos tipos de energia à disposição do homem. Energia é uma medida de várias formas de movimento da matéria e da transição do movimento da matéria de um tipo para outro. As vantagens da energia elétrica incluem: - relativa facilidade de produção, - possibilidade de transmissão quase instantânea a grandes distâncias, - métodos simples de conversão em outros tipos de energia (mecânica, química), - facilidade de controle de instalações elétricas, - alta eficiência de dispositivos elétricos.

Para extrair 1 tonelada de carvão ou minério, são necessários cerca de 20 kWh de eletricidade, e para enriquecer o minério em 1 tonelada de concentrado de ferro, são necessários cerca de 90 kWh, para fundir 1 tonelada de aço elétrico, cerca de 2.000 kWh. Uma grande empresa KMA como a Lebedinsky GOK gasta cerca de kWh de eletricidade por mês em seu trabalho 1960 1970 1980 1990 2000 2005 Total gerado (bilhões de kWh) 30, Em usinas termelétricas, % 0,2 Em usinas hidrelétricas, % 39,91214,2 Nas usinas nucleares, % 00.115.6 Geração de eletricidade em usinas na Rússia (RSFSR).

A pré-história da engenharia elétrica deve ser considerada o período anterior ao século XVII. Durante esses tempos, alguns fenômenos elétricos (atração de partículas de poeira pelo âmbar) e magnéticos (bússola na navegação) foram descobertos, mas a natureza desses fenômenos permaneceu desconhecida. A primeira etapa da história da engenharia elétrica deve ser considerada o século XVII, quando surgiram os primeiros estudos na área de fenômenos elétricos e magnéticos. Com base nesses estudos, a primeira fonte de corrente elétrica foi criada em 1799 por Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta (italiano) - “coluna voltaica”. não viveu para ver essa descoberta, mas sendo médico, fez muito para realizar essa descoberta

A segunda etapa do desenvolvimento da engenharia elétrica - Foi descoberta a ação magnética da corrente (Hans Christian Ørsted) (dinamarquês) - Físico dinamarquês - Foi descoberta a lei da interação das correntes elétricas (Andre-Marie Ampère) (francês) - Físico francês - Foi descoberta a lei fundamental do circuito elétrico (Georg Simon Ohm) (Alemão) – Físico alemão – Foi descoberta a lei da indução eletromagnética (Michael Faraday) (Inglês) – Físico inglês – O fenômeno da autoindução foi descoberto (Joseph Henry) (Americano) - Físico americano - Fabricação de um gerador elétrico de corrente contínua (Hippolyte Pixie) (Francês) - Fabricante francês de instrumentos (encomendado por Andre-Marie Ampère (Francês) - Físico francês.

A segunda etapa no desenvolvimento da engenharia elétrica g. – Foi formulada uma regra que determina a direção da corrente de indução (Emily Christianovich (Heinrich Friedrich Emil) Lenz) (Alemão) – Físico russo g – Invenção do primeiro motor elétrico adequado. para fins práticos (Boris Semenovich (Moritz Hermann von) Jacobi) (Alemão) - Físico russo - 1842 - Determinação do efeito térmico da corrente (James Prescott Joule) (Inglês) - Físico inglês, (Heinrich Friedrich Emil) Lenz) (Alemão ) - Físico russo - Regras formuladas para cálculos de circuitos (Gustav Robert Kirchhoff) (Alemão) – Físico alemão.

A terceira etapa no desenvolvimento da engenharia elétrica g. – Foi criada a teoria do campo eletromagnético (James Clerk (Clark) Maxwell) (Inglês) – Físico inglês g. – Criação do primeiro gerador elétrico que recebeu aplicação prática (Zenobus (). Zinovy) Theophilus Gramm) (Belga) – Físico francês g. – Invenção da lâmpada elétrica incandescente (obtenção de patente) (Alexander Nikolaevich Lodygin) (Russo) – Engenheiro elétrico russo g. Alexander Graham Bell) (inglês) – físico americano.

A terceira etapa do desenvolvimento da engenharia elétrica - Criação de um transformador para alimentação de fontes de iluminação (obtenção de patente) (Pavel Nikolaevich Yablochkov) (Russo) - Engenheiro elétrico russo - Construção da primeira linha de transmissão de energia (Marcel Depres) (Francês) - Físico francês – Invenção do receptor de rádio (Alexander Stepanovich Popov) (Russo) – Engenheiro elétrico russo – Invenção do radiotelegrafo (Guglielmo Marconi) (Italiano) Engenheiro de rádio italiano – Descobriu o elétron (Sir Joseph John Thomson) (Inglês) – Inglês físico.

A quarta etapa no desenvolvimento da engenharia elétrica - Invenção do diodo valvulado (Sir John Ambrose Fleming) (Inglês) - Físico inglês - Invenção do triodo valvulado (Lee de Forest) (Inglês) - Físico americano - Invenção do campo- transistor de efeito (obtenção de patente) (Julius Edgar Lilienfeld) Físico austro-húngaro g - Invenção do transistor bipolar (William Shockley, John Bardeen e Walter Brattain no Bell Labs) Físicos americanos g. (Jack Kilby (Texas Instruments) baseado em germânio, Robert Noyce (fundador da Fairchild Semiconductor) baseado em silício) Inventores americanos.

A engenharia elétrica é a ciência da aplicação prática dos fenômenos elétricos e magnéticos. Elétron do grego. elétron – resina, âmbar. Todas as definições básicas relacionadas à engenharia elétrica são descritas em GOST R. As quantidades constantes são indicadas em letras maiúsculas: I, U, E, as quantidades variáveis ​​​​no tempo são escritas em letras minúsculas: i, u, e. A carga elétrica elementar é uma propriedade de um elétron ou próton que caracteriza sua relação com o próprio campo elétrico e interação com um campo elétrico externo, determinado para o elétron e o próton por valores numéricos iguais com sinais opostos. Convencionalmente, um sinal negativo é atribuído à carga do elétron e um sinal positivo à carga do próton. (-1,6*Cl)

Um campo eletromagnético é um tipo de matéria definida em todos os pontos por duas grandezas vetoriais que caracterizam seus dois lados, denominadas “campo elétrico” e “campo magnético”, que exercem uma força sobre partículas eletricamente carregadas, dependendo de sua velocidade e força elétrica. cobrar. Um campo elétrico é um dos dois lados de um campo eletromagnético, caracterizado por um efeito sobre uma partícula eletricamente carregada com uma força proporcional à carga dessa partícula e independente de sua velocidade. O campo magnético é um dos dois lados do campo eletromagnético, caracterizado pelo efeito sobre uma partícula eletricamente carregada em movimento com uma força proporcional à carga dessa partícula e à sua velocidade.

Um portador de cargas elétricas é uma partícula que contém um número desigual de cargas elétricas elementares de sinais diferentes. A corrente elétrica é o fenômeno do movimento direcional dos portadores de carga elétrica e (ou) o fenômeno das mudanças no campo elétrico ao longo do tempo, acompanhadas por um campo magnético. Nos metais, os portadores de carga são os elétrons; nos eletrólitos e nos plasmas, são os íons. O valor da corrente elétrica através de uma determinada superfície S em um determinado momento é igual ao limite da razão entre a carga elétrica q transferida por partículas carregadas através da superfície durante o intervalo de tempo t e a duração deste intervalo, quando este último tende a zero, ou seja, onde i é a corrente elétrica, (A); q – carga, (C); t – tempo(s).

Corrente contínua é uma corrente na qual a mesma carga é transferida durante cada período igual de tempo, ou seja: onde I é a corrente elétrica, (A); q – carga, (C); t – tempo(s). A intensidade da corrente elétrica é uma grandeza vetorial que caracteriza o campo elétrico e determina a força que atua sobre uma partícula eletricamente carregada a partir do campo elétrico. É igual à razão entre a força que atua sobre uma partícula carregada e sua carga e tem a direção da força que atua sobre uma partícula com carga positiva. Medido em N/C ou V/m. Uma força externa é uma força que atua sobre uma partícula eletricamente carregada, causada por processos que não são eletromagnéticos quando vistos macroscopicamente. Exemplos de tais processos são reações químicas, processos térmicos, influência de forças mecânicas e fenômenos de contato.

Força eletromotriz; EMF é uma grandeza escalar que caracteriza a capacidade de um campo externo e de um campo elétrico induzido de causar uma corrente elétrica. Numericamente, o EMF é igual ao trabalho A (J) realizado por esses campos ao transferir uma unidade de carga q (C) igual a 1 C. onde E - (EMF) força eletromotriz, V; A – trabalho de forças externas ao mover uma carga (J); q – carga, (C). A tensão elétrica é uma grandeza escalar igual à integral de linha da intensidade do campo elétrico ao longo do caminho em consideração. É determinado para a tensão elétrica U 12 ao longo do caminho considerado do ponto 1 ao ponto 2. Onde ε é a intensidade do campo elétrico, dl é o elemento infinitesimal do caminho, r1 e r2 são os vetores de raio dos pontos 1 e 2, ou seja tensão é o trabalho das forças de campo com intensidade ε gasto na transferência de uma unidade de carga (1 C) ao longo do caminho l. A diferença de potencial é uma tensão elétrica em um campo elétrico irrotacional, caracterizando a independência da escolha do caminho de integração.

Um circuito elétrico é um conjunto de dispositivos e objetos que formam um caminho para a corrente elétrica, cujos processos eletromagnéticos podem ser descritos usando os conceitos de força eletromotriz, corrente elétrica e tensão elétrica. O circuito elétrico mais simples (diagrama de fiação).

Um elemento de um circuito elétrico é um dispositivo separado que faz parte de um circuito elétrico e executa função específica. Os principais elementos do circuito elétrico mais simples são fontes e receptores de energia elétrica. O circuito elétrico mais simples (diagrama de fiação).

Em fontes de energia elétrica tipos diferentes A energia, por exemplo química, mecânica, é convertida em elétrica (eletromagnética). Nos receptores de energia elétrica ocorre uma conversão reversa - a energia eletromagnética é convertida em outros tipos de energia, por exemplo química (banhos galvânicos para fundição de alumínio ou aplicação de revestimento protetor), mecânica (motores elétricos), térmica (elementos de aquecimento), leve ( lâmpadas fluorescentes). Fontes de energia elétrica Receptores de energia elétrica Condutores

Um diagrama de circuito elétrico é uma representação gráfica de um circuito elétrico contendo símbolos seus elementos e mostrando a conexão desses elementos. Para a montagem dos circuitos são utilizados diagramas esquemáticos, onde cada elemento corresponde a uma designação gráfica e alfabética convencional, e para os cálculos dos circuitos são utilizados circuitos equivalentes, nos quais os elementos reais são substituídos por modelos de cálculo e todos os elementos auxiliares são excluídos. Diagramas esquemáticos compilado de acordo com GOST, por exemplo: GOST Sistema unificado de documentação de projeto. Designações gráficas condicionais em esquemas. Indutores, bobinas, transformadores, autotransformadores e amplificadores magnéticos GOST Sistema unificado de documentação de projeto. Designações gráficas condicionais em esquemas. Resistores, capacitores

Diagrama equivalente é um diagrama de um circuito elétrico que exibe as propriedades do circuito sob certas condições. Um elemento ideal (de um circuito elétrico) é uma representação abstrata de um elemento de um circuito elétrico, caracterizado por um parâmetro. Um terminal de circuito elétrico é um ponto em um circuito elétrico projetado para fazer uma conexão com outro circuito elétrico. Uma rede de dois terminais faz parte de um circuito elétrico com dois terminais dedicados. Os circuitos podem ser simples ou complexos. Nos circuitos simples, todos os elementos estão conectados em série. Em circuitos complexos existem ramificações para corrente.

Com base no tipo de corrente, os circuitos são divididos em circuitos de corrente contínua, variável e alternada. A corrente contínua é uma corrente elétrica que não muda ao longo do tempo t (Fig. 1.3.a). Todas as outras correntes são variantes no tempo (Fig. 1.3.b.) ou variáveis ​​(Fig. 1.3.c.). Um circuito de corrente alternada é um circuito com uma corrente que varia de acordo com uma lei senoidal. I t I t t I a) b) c) Fig Tipos de correntes em circuitos.

Os circuitos lineares incluem circuitos nos quais a resistência elétrica de cada seção não depende do valor e da direção da corrente e da tensão. Aqueles. A característica corrente-tensão (característica volt-ampère) das seções do circuito é apresentada na forma de uma linha reta (dependência linear) (Fig. a). a) b) Fig Volt – características de amperagem (CV) dos circuitos. U I U I onde U é a tensão, (V); I – intensidade da corrente, (A). Os circuitos restantes são chamados de não lineares (Fig. 1.3.b).

A resistência elétrica à corrente contínua é uma quantidade escalar igual à razão entre a tensão elétrica direta entre os terminais de uma rede passiva de dois terminais e a corrente elétrica contínua nela. onde R é a resistência elétrica à corrente contínua, (Ohm); ρ - resistividade, (Ohm*m); - comprimento do condutor, (m); S – área da seção transversal, (m2), onde R – resistência elétrica à corrente contínua, (Ohm); você - tensão, (V); I – intensidade da corrente, (A). Um resistor é um elemento de um circuito elétrico projetado para usar sua resistência elétrica. Para fios, a resistência é encontrada pela fórmula:

A resistência dos fios, resistores e outros condutores de corrente elétrica depende da temperatura T do ambiente. A condutividade elétrica (para corrente contínua) é uma quantidade escalar igual à razão entre a corrente elétrica contínua através de uma rede passiva de dois terminais e a constante. tensão elétrica entre os terminais desta rede de dois terminais. Aqueles. o valor recíproco da resistência onde R é a resistência elétrica à corrente contínua, (Ohm); R 20 – resistência elétrica à corrente contínua à temperatura de 20ºС, (Ohm); α é o coeficiente de resistência à temperatura, dependendo do material; T – temperatura ambiente, (ºС). onde G é a condutividade elétrica, (Sm) (Siemens) ou Ohm -1; você - tensão, (V); I – intensidade da corrente, (A); R – resistência elétrica, (Ohm).

A ligação de fluxo é a soma dos fluxos magnéticos ligados aos elementos do circuito elétrico. A ligação de fluxo de autoindução é a ligação de fluxo de um elemento de um circuito elétrico causado pela corrente elétrica neste elemento. A autoindutância é uma quantidade escalar igual à razão entre a ligação do fluxo da autoindutância de um elemento de circuito elétrico e a corrente elétrica nele contida. onde Ψ – ligação de fluxo, (Wb); m - número de voltas; Ф – fluxo magnético (Wb). onde L é indutância, (H); Ψ – ligação de fluxo, (Wb); I – intensidade da corrente, (A).

Uma bobina indutiva é um elemento de um circuito elétrico projetado para usar sua própria indutância e/ou campo magnético. A tensão nos terminais da bobina é igual ao produto da indutância e a taxa de variação da corrente através dela. onde você L – tensão, (V); L - indutância, (H); i – intensidade da corrente, (A). A corrente através da bobina é diretamente proporcional à integral da tensão e inversamente proporcional à indutância da bobina. onde eu L – intensidade da corrente, (A); L - indutância, (H); você – tensão, (V).

A indutância de uma bobina sólida de camada única pode ser determinada pela fórmula empírica: Indutância de uma bobina multicamadas: onde L é a indutância, (μH); D – diâmetro da bobina, (cm); ω – número de voltas da bobina; - comprimento do enrolamento, (cm); t – espessura do enrolamento, (cm).

A capacitância elétrica de um condutor é uma grandeza escalar que caracteriza a capacidade de um condutor acumular carga elétrica, igual à razão entre a carga elétrica do condutor e seu potencial elétrico, assumindo que todos os outros condutores estão infinitamente distantes e que o potencial elétrico do ponto infinitamente distante é assumido como zero. A capacitância elétrica entre dois condutores é uma grandeza escalar igual ao valor absoluto da razão entre a carga elétrica de um condutor e a diferença nos potenciais elétricos dos dois condutores, desde que esses condutores tenham cargas do mesmo valor, mas de sinal oposto. e que todos os outros condutores estão infinitamente distantes. onde C é capacidade, (F); q - carga, (C); Uc é a tensão entre os terminais do capacitor, (V).

A capacitância elétrica de um capacitor é a capacitância elétrica entre os eletrodos de um capacitor elétrico. Para um capacitor plano com duas placas (placas), a capacitância é igual a: onde C é a capacitância, (pF); S – área das placas do capacitor, (cm2); d – distância entre as placas do capacitor (largura dielétrica), (cm); ε – constante dielétrica do dielétrico (vácuo e ar = 1; âmbar = 2,8; pinho seco = 3,5; mármore = 8-10; cerâmica ferroelétrica =). Um capacitor elétrico é um elemento de um circuito elétrico projetado para utilizar sua capacidade elétrica.

Onde você C é a tensão, (V); C - capacidade, (F); i – intensidade da corrente, (A). A corrente equivalente através de um capacitor é diretamente proporcional à capacitância do capacitor e à taxa de variação da tensão em suas placas. onde C é capacidade, (F); i C – intensidade da corrente, (A). você – tensão, (V). A tensão nos terminais do capacitor mudará em proporção direta à integral da corrente e inversamente proporcional à capacitância do capacitor.

Uma seção de circuito elétrico é parte de um circuito elétrico que contém um conjunto selecionado de seus elementos. Um ramo de um circuito elétrico é uma seção de um circuito elétrico ao longo da qual flui a mesma corrente elétrica (seção a-b, b-d, b-d). Um nó de rede elétrica é uma junção de ramos de um circuito elétrico (a, b, c, c, d, d). Um circuito de circuito elétrico é uma sequência de ramos de um circuito elétrico que forma um caminho fechado, em que um dos nós é simultaneamente o início e o fim do caminho, e os demais ocorrem apenas uma vez ( seção a-b-d-c-a). E1E1 R2 R3 E2E2 R4 R5 E4 R7 ab c d R6 c d R1

Cada dispositivo num circuito elétrico pode ter vários circuitos equivalentes. O tipo e os parâmetros do circuito dependem das características de muitos fatores, por exemplo, do projeto do dispositivo, modo de operação, frequência do sinal de influência, precisão de cálculo necessária, suposições aceitas

“Equipamentos de vigilância eletrônica” - Vantagens dos equipamentos de vigilância EO e TV. O princípio físico de funcionamento de um dispositivo óptico-eletrônico. Problemas resolvidos com a ajuda de meios EO e TV. Perguntas de estudo. informações gerais sobre equipamentos de vigilância óptico-eletrônicos. Palestra 13/1. Tais dispositivos incluem: A iluminação mínima permitida no fotocátodo (E) é de 5,10-3 a 5,10-4 lux.

“Lâmpadas elétricas” - A regulação ainda era manual. V.V.Petrov. A lâmpada de Yablochkov. Durante a primeira metade do século XIX. A iluminação a gás ocupava uma posição dominante. No outono de 1875, Yablochkov conduziu um experimento de eletrólise do sal de cozinha. Em 1879, Edison interessou-se pelo problema da iluminação elétrica. Introdução. Ao mesmo tempo, em 1802, Davy, na Inglaterra, demonstrou o aquecimento de um condutor por corrente.

“Explicando Fenômenos Elétricos” - Plano de Aula. Se carregada, que sinal a bola tem? Dielétricos. Elétron. Por que os elétrons passam da lã para a ebonita e não vice-versa? Os corpos são compostos. Olhe a foto e responda: a bola está carregada? Ebonite. Átomos. O objetivo principal da lição. Corpo. Mini-conferência sobre proteção de projetos. Próton. Justifique sua resposta.

“Dispositivos de aquecimento elétrico” - Chaleira elétrica de Peter Behrens. Emil Rathenau. Dispositivos de aquecimento elétrico. Emílio Christianovich Lenz. Precisamos de todos os tipos de elementos de aquecimento... Fogão russo. Aparelhos de aquecimento eléctrico na cozinha. Resistência do condutor. 1883 – fundação da Allgemeine Electricitats-Gesellschaft (AEG). James Prescott Joule.

“Lâmpadas economizadoras de energia” - Muito provavelmente, é simplesmente uma questão de falta de manutenção básica. E num dia já não são quilogramas, mas dezenas de toneladas de combustível descartado. Economia de energia usando o exemplo do meu apartamento. Os europeus estão a tentar reduzir os custos de energia de todas as formas possíveis. É triste, mas é verdade: o nosso país é um dos que mais desperdiça energia no mundo.

“Lâmpada incandescente” - Dois fios de mesmo comprimento e seção transversal, ferro e cobre, são conectados em paralelo. 2. Quais são os nomes das partes 3 e 4 de uma lâmpada elétrica incandescente? O que significam os números nos cilindros da base ou do bulbo? Insira as letras que faltam nas fórmulas. 4. Lâmpada de arco elétrico de 1878 - “Vela de P.N Yablochkov”. Teste de escolha múltipla.

São 12 apresentações no total

Conteúdo da palestraFormalidades
Visão geral do curso
Introdução à Engenharia Elétrica Teórica:
TOE não é difícil!
Definições básicas
Leis de Ohm e Kirchhoff
Classificação de circuitos elétricos
Breves conclusões
2

Formalidades

Conferencista:
Degtyarev Sergey Andreevich
Exame final:
Exame
Aulas:
Palestras
Prática (uma classificação é compilada com base nos resultados)
Relatórios durante o semestre:
A avaliação é submetida à reitoria 3 vezes por semestre
(em outubro, em novembro, no final do semestre)
Faltando a duas ou mais aulas seguidas - memorando para a reitoria
O dever de casa será entregue na próxima aula prática
3

Formalidades (continuação)

Tipos de controle intermediário:
Trabalho independente - geralmente possível
use notas, guias de estudo, etc.
Testes – 3 trabalhos por semestre; é proibido
não use materiais de referência;
testes não escritos são levados para o exame
Lição de casa - atribuída em cada
aula prática, deve ser aprovado
próxima aula prática
4

Avaliação

Principais indicadores para cálculo da classificação
Pontuação média
Porcentagem de conclusão curricular (porcentagem
trabalho concluído – doméstico, independente,
ao controle)
Classificação = (pontuação média) x (porcentagem de conclusão)
Comparecimento
A classificação pode influenciar o desempenho no exame
avaliação em casos controversos
5

Bibliografia

Literatura principal:
Adicional
literatura:
6
Fundamentos da engenharia elétrica teórica: Tutorial/ Yu.
Bychkov, V. M. Zolotnitsky, E. P. Chernyshev, A. N. Belyanin - São Petersburgo:
Editora "Lan", 2009.
Coleção de problemas sobre os fundamentos da engenharia elétrica teórica:
Livro didático / Abaixo. Ed. Yu. A. Bychkova, V. M. Zolotnitsky,
E. P. Chernysheva, A. N. Belyanina, E. B. Solovyova. - São Petersburgo:
Editora "Lan", 2011.
Fundamentos da Teoria dos Circuitos: Workshop de Laboratório sobre
engenharia elétrica teórica / Ed. Yu. A. Bychkova, E. B.
Solovyova, E. P. Chernysheva. São Petersburgo: Editora da Universidade Eletrotécnica de São Petersburgo "LETI",
2012.
Manual de Fundamentos de Engenharia Elétrica Teórica: Educacional
subsídio / abaixo. Ed. Yu. A. Bychkova, VM Zolotnitsky, E. B.
Solovyova, E. P. Chernysheva. – São Petersburgo: Lan Publishing House, 2012.
Savelyev I.V. Curso de física geral. Livro 2. Eletricidade e
magnetismo
Beletsky A.F. Teoria dos circuitos elétricos lineares
K. Tietze, U. Schenk Tecnologia de circuitos semicondutores
Horowitz P., Hill W. - A arte do design de circuitos
Curso Aberto do MIT 6.002 OCW – http://ocw.mit.edu

Visão geral do curso

Principais tópicos do curso fundações teóricas engenharia elétrica (1
semestre):
Cálculo de circuitos elétricos resistivos (projeto de circuito)
Cálculo de circuitos dinâmicos lineares (projeto de circuito, teoria
gerenciamento)
Métodos de cálculo numérico (processamento de computador
sinais)
Cálculo de circuitos dinâmicos lineares com senoidal
influências (circuitos, circuitos de alimentação)
Método do operador para cálculo de circuitos - transformada de Laplace
(teoria de controle)
Características de frequência (equipamento de rádio, equipamento de áudio, TV)
Cálculo de circuitos trifásicos (circuitos de alimentação)
Circuitos acoplados indutivamente (tecnologia de transformador,
circuitos de alimentação)
7

Visão geral do curso

Principais tópicos do curso sobre fundamentos teóricos da engenharia elétrica
(2º semestre):
Métodos espectrais para cálculo de circuitos (engenharia de rádio,
televisão, equipamento audiovisual)
Circuitos ativos e amplificadores operacionais
(circuitos, tecnologia digital)
Linhas longas – circuitos com parâmetros distribuídos
(dispositivos de microondas e antenas)
Sistemas discretos (processamento digital de sinais,
visão computacional, dispositivos digitais e
microprocessadores, sistemas em um chip, médicos
técnica)
Sistemas não lineares (circuitos, audiovisuais
tecnologia, engenharia de rádio)
8

Exemplo

Lâmpada incandescente
Tarefa: simular o comportamento de uma lâmpada incandescente em
circuito elétrico
*fonte da imagem: http://jeromeabel.net
9

Exemplo (continuação)

Conecte a lâmpada a uma fonte de tensão
*fontes de imagem: http://jeromeabel.net, https://openclipart.org
10

Exemplo (continuação)

Alvo
Construa um modelo de objeto adequado para
prever seu comportamento com precisão suficiente
Meios para atingir o objetivo:
Considere apenas propriedades que são interessantes para nós e
parâmetros do objeto (abstração)
Aproveite ao máximo métodos simples, precisão
que ainda são suficientes para resolver o problema (simplificação
e idealização)
Aplicar métodos matemáticos conhecidos para
construindo e usando o modelo
11

Exemplo (continuação)

Quanta corrente fluirá através da lâmpada?
Quanto tempo durará uma lâmpada com uma bateria?
Que seção transversal devo escolher para conectar os fios?