Введение
Электротехника-область науки и техники, которая занимается изучение5м электрических и магнитных явлений и их использованием в практических целях.
Эл. энергия широко применяется во всех областях промышленности, с/х, связи, транспорта, автоматики, вычислительной техники, электроники, радиотехники и в быту.
Преимущества эл. энергии:
1) Легко преобразуется в другие виды энергии (тепловую, механическую, химическую, ядерную и др.)
2) Легко дробится
3) Передается на большие расстояния, легко регулируется (реостаты) и контролируется (счетчики и др. измерит. приборы)
4) Экологически чистая
5) Дешевая
Электроника-область науки, техники и производства, в которой разрабатываются принципы производства и совершенствования электронных приборов, методы инженерного расчета и технологического обеспечения, способы создания электронных систем для нужд.
Формы существования материи вещество поля молекулы эл.поле м.поле атомы материя, существующая вокруг зарядаэлектростат. электрич.
(неподвижные q) (подвижные q) Эл. заряд-это физ.величина, определяющая интенсивность э/м взаимодействий.
Электризация-сообщение телу эл.заряда (трение, влияние, прикосновение).
При электризации выполняется закон эл.заряда:
· В замкнутой системе алгебраическая сумма эл.зарядов всех частиц остается неизменной
q1+q2+…+qn=const
Виды взаимодействия:
· Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются
Взаимодействие точечных заряженных тел описывается законом Кулона:
F=k
R-расстояние между зарядами
- в среде - в вакууме
ℰ0 – эл.постоянная; 8,85*10-12
ℰ - относительная диэл. Проницаемость среды
ℰабс = ℰ0 * ℰ -абсолютная проницаемость среды
Электрический ток. Параметры тока.
Эл. ток - упорядоченное движение эл. зарядов.
В металлах – упорядоченное В электролитах - упорядоч.
движение свободных эл. движение ионов.
В газах – упорядоченное
движение ионов и электр.
За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц.
Действие тока.
1) тепловое; 2) магнитное; 3) химическое
Условие существования постоянного тока
1) напряженность эл. поля в проводнике должна быть отлична от нуля и не должна изменяться с течением времени;
2) цепь пост. Тока проводимости должна быть замкнутой;
3) На свободные эл. заряды, помимо кулоновских сил, должны действовать неэлектростат. Силы, называемые сторонними силами.
Интенсивность направленного перемещения зарядов характеризует величину тока.
Сила тока - заряд, перенесенный через поперечное сечение проводника в единицу времени.
Пусть проводник имеет поперечное сечение площадью S. Заряд каждой частицы равен q0
Сила тока в метал. проводнике:
q0nυSn-число носителей зарядов в единице объема
υ-ср. скорость упорядоченного движения электронов
[I]= А
Силу тока измеряют амперметром.
Сопротивление – способность проводника изменять силу тока в цепи.
Зависит:
·
от длины проводника· от материала проводника
· от S поперечного сечения
[R]= Ом
– уд. электропроводность Измеряется:
· от температуры
R=R0(1+αt0)
R- сопротивление при любой температуре
R0 – сопротивление при t=0°
α – температурный коэф-т сопротивления
[α]= °C-1
Закон Ома для участка цепи: Сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна его сопротивлению.
Напряженность – величина хар-ая Потенциал – это величина, равная
силу, с которой эл. поле действует отношению работе, совершаемой
на заряд, помещенную в данную эл.полем при переносе заряда из
точку эл. поля. бесконечности в данную точку поля
Си:[E]=
Си: [ = = =ВВектор напряженности есть
- средакасательная к силовой линии
- вакуумэл.поля. разность потенциалов
- = - = = U(B)E=
- среда U- напряжение – разность потенци-E=
– вакуум алов, численно ровное работе,Совершаемой эл.полем при пере-
мещении заряда из одной точки в
E=const (поле однородное) другую.
E≠const (неоднородное)
a) Е Е*S=N-потоквектора
S⊥E- напряженности
[E]=В*м
б) поток через сферическую поверхность определяется отношением суммы зарядов, расположенных внутри этой поверхности к абсолютной диэлектрической проницаемости среды.
=
N=
- вакуум N= - среда ⇒ теорема ГауссаСвязь между напряженностью и напряжением E=
– расстояние.Электропроводность.
Проводники, диэлектрики и полупроводники.