Электротехника и электроника

 

Учебное пособие по дисциплине

“Электротехника и электроника”.

Часть 1 - Электротехника

Для студентов заочного и дневного отделения

 

Казань 2003

УДК 621.38/39(075) Составитель: Погодин Д.В.

 

 

Электротехника и электроника. Учебное пособие по дисциплине “Электротехника и электроника”. Часть 1- Электротехника. / авт. - сост. Д.В. Погодин, - Казань; КГТУ им. Туполева, 2003 - 39с.

 

Учебное пособие написано в соответствие с типовой программой дисциплины “Электротехника и электроника”, которая принята для студентов обучающихся по направлению подготовки дипломированного специалиста 654600 - ИНФОРМАТИКА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА специальности: 2201, 2202, 0719.

 

 

Табл. 4. Ил.6. Библиогр: 2 назв.

 

Рецензенты: кафедра Электротехники и электропривода Казанского государственного технологического университета.

Зав. кафедрой д.т.н., профессор Миляшов Н.Ф.;

к.т.н., доцент Кропачев Г.Ф. (Казанский государственный технологический университет).

 

 

Введение

Процессы, протекающие в электротехнических устройствах, в общем случае подчиняются общим законам электромагнитного поля. Электромагнитные процессы, протекающие в электротехнических устройствах, сопровождаются взаимным преобразованием электромагнитной энергии в другие виды, и аналитически описываются уравнениями в частных производных (уравнениями Максвелла). Их общее решение затруднительно даже в простейших случаях. В теории электромагнитного поля оперируют с векторными величинами, такими, как плотности токов, напряженности электрического и магнитного полей.

Для исследования широкого круга устройств можно применять упрощенные методы. Их используют в электротехнике и теории электрических цепей. Они основаны на замене реального устройства некоторой упрощенной моделью, процессы в которой описываются скалярными величинами – токами, напряжениями. Отдельные элементы устройства также, заменяются моделями приближенно отражающими свойства реального элемента. Таким образом, электротехника занимается упрощенными методами исследования и расчета электромагнитных явлений и устройств на их основе, процессы в которых описываются электрическими токами и напряжениями.

Электротехника имеет два направления. Они имеют общую физическую основу, но направлены на решение различных технических задач. Силовая электротехника – это производство и передача электрической энергии и преобразование ее в другие виды: механическую, тепловую, световую. Информационная электротехника - направлена на использование электрических явлений для передачи и обработки информации. Второе направление называют радиоэлектроникой, информационной электроникой, оно изучается в курсе теория электрических цепей и рассмотрено в настоящем пособие.

 

ГЛАВА 1

Основные понятия, определения и законы

в теории электрических цепей

1.1 Схема обобщенной электрической цепи

Любое электронное устройство состоит из простых, заранее изготовленных элементов. Совокупность таких элементов, соединенных определенным образом и предназначенных для протекания по ним электрического тока называется электрической цепью.

Все элементы электрической цепи можно разбить на две группы:

1) Источники электрической энергии или электрических сигналов - создают электрический сигнал. Их называют активными элементами.

2) Приёмники электрической энергии (нагрузка) – поглощают электрическую энергию, совершая полезную работу. Их называют пассивными элементами.

Обобщённая электрическая цепь представлена на рис. 1.1. в виде схемы. В ее состав входят:

1)

Источники электрической энергии или электрических сигналов – служит для создания электрических сигналов.

2) Приёмники электрической энергии (нагрузка) – это какое-либо исполнительное устройство.

3) Линия связи - служит средством передачи сигнала источника сигнала в нагрузку. Она состоит, как из активных и пассивных элементов.

Каждый из элементов этой схемы можно рассматривать как электрическую цепь. Чаще всего под электрической цепью в информационной технике понимают линию связи. Сигнал x(t) на входе линии связи называют входным сигналом или воздействием, а сигнал y(t) на выходе называют выходным, откликом или реакцией цепи.

Схема (модель) электрической цепи –представляет собойусловное графическоеизображение электрической цепи. Различают различные типы схем:

Структурная схема – этоусловное графическоеизображение реальной цепи в виде прямоугольников или условно- графических обозначений (УГО), отражающих только важнейшие функциональные части цепи и основные связи между ними.

Принципиальная схема – показывает в виде УГО все элементы цепи и порядок соединения между ними.

Схема замещения или эквивалентная схема - составляется из УГО идеализированных элементов, которые заменяют исследуемую реальную цепь в рамках решаемой задачи.