Przygotowanie do Egzaminu Potwierdzającego Kwalifikacje Zawodowe

Transkrypt

1 Przygotowanie do gzaminu Potwierdzającego Kwalifikacje Zawodowe Powtórzenie materiału Opracował: mgr inż. Marcin Wieczorek

2 Obwód elektryczny zespół połączonych ze sobą elementów, umożliwiający zamknięty obieg prądu Schemat elektryczny graficzne odzwierciedlenie obwodu elektrycznego wskazujące sposób połączenia elementów obwodu w postaci umownych symboli graficznych

3 Węzły, gałęzie i oczka Węzłem obwodu nazywamy punkt, w którym schodzą się co najmniej trzy prądy gałąź węzeł oczko ałęzią obwodu nazywamy taki odcinek łączący dwa węzły, w którym prąd ma taką samą wartość Oczkiem obwodu nazywamy połączenie gałęzi tworzące kontur zamknięty mający tę własność, że po usunięciu któregokolwiek elementu kontur przestaje być zamknięty elementy

4 Obwody nierozgałęzione i rozgałęzione Obwód jest nierozgałęziony, jeżeli nie ma żadnych węzłów, ma tylko jedno oczko i jedną gałąź Obwód jest rozgałęziony, jeżeli ma więcej niż jedną gałąź

5 Analiza obwodu nierozgałęzionego. Strzałkujemy dowolnie prąd, który jest jednakowy we wszystkich elementach.. Przeciwnie do prądu strzałkujemy napięcia na rezystorach. 3. kładamy równanie wg napięciowego prawa Kirchhoffa. 4. Napięcia na rezystorach wyrażamy za pomocą prawa Ohma. 5. Z otrzymanego równania wyznaczamy prąd. 6. W razie potrzeby obliczamy napięcia i inne wielkości ( 3 4 )

6 Przykład obwodu nierozgałęzionego - zadanie Akumulator samochodowy o napięciu źródłowym = 4 V i rezystancji wewnętrznej w = 0,004 Ω zasila rozrusznik samochodowy o rezystancji r = 0,09 Ω. ezystancja przewodów wynosi p = p = 0,003 Ω. Obliczyć prąd rozrusznika i napięcie na zaciskach akumulatora a oraz na zaciskach rozrusznika r. w p a p r r akumulator przewody rozrusznik

7 Przykład obwodu nierozgałęzionego - zadanie Najpierw strzałkujemy dowolnie prąd oraz napięcia na rezystorach przeciwnie do prądu. w p a r r p Prąd: w p r p 4 0,004 0,003 0,09 0, A Z prawa Ohma: r r 0,0940,6 V Z prawa koła napięć: w a 0 a w 3,58 V 4 0,00340

8 Prawa obwodów elektrycznych Obwodami elektrycznymi prądu stałego rządzą trzy podstawowe prawa: prawo Ohma sformułowane w 86 roku pierwsze prawo Kirchhoffa (prądowe) drugie prawo Kirchhoffa (napięciowe) Prawa te jednoznacznie określają zależności między napięciami i prądami w dowolnym obwodzie liniowym prądu stałego. W przypadku innych obwodów prawa te pozostają w mocy, lecz muszą być sformułowane dodatkowe prawa i zależności.

9 Prawo Ohma natężenie prądu płynącego przez przewodnik w stałej temperaturze jest wprost proporcjonalne do napięcia występującego na przewodniku i odwrotnie proporcjonalne do rezystancji tego przewodnika prawo to ustala związek między trzema wielkościami,, i służy do obliczenia jednej z nich, gdy dwie pozostałe są znane przykład Prawo Ohma Jakie napięcie panuje na zaciskach rezystora o rezystancji = 5 Ω, jeżeli płynie przez niego prąd = 3 A? 53 5 V

10 prawo Kirchhoffa (prądowe) suma algebraiczna prądów w gałęziach schodzących się w węźle jest równa zeru ( ) 0 alternatywnie suma prądów wpływających do węzła jest równa sumie prądów wypływających z węzła i i ( ) ( )

11 prawo Kirchhoffa (prądowe) - przykład obliczyć prąd 4, jeżeli = A, = 3 A, = A A

12 prawo Kirchhoffa (napięciowe) suma algebraiczna wszystkich napięć w oczku jest równa zeru (, ) przy sumowaniu napięć przyjmujemy pewien kierunek obiegu oczka i napięcia zastrzałkowane zgodnie z tym kierunkiem bierzemy ze znakiem plus, a napięcia zastrzałkowane przeciwnie bierzemy ze znakiem minus

13 prawo Kirchhoffa (napięciowe) c.d. zapisując równanie wg drugiego prawa Kirchhoffa, korzystamy często od razu z prawa Ohma, aby wyrazić napięcie na rezystorze przez iloczyn jego rezystancji i prądu

14 Prawo koła napięć bezpośrednio z prawa Kirchhoffa wynika tzw. prawo koła napięć Suma algebraiczna wszystkich napięć w dowolnym konturze zamkniętym (kole) jest równa zeru (, ) 0 C AC A prawo to służy do wyznaczania napięcia między dwoma dowolnymi punktami obwodu elektrycznego AC 6 AC AC 5 4 AC AC AC

15 Dzielnik napięcia dwa rezystory połączone szeregowo z zależności podanych obok wynika: napięcia na rezystorach połączonych szeregowo rozkładają się proporcjonalnie do wartości ich rezystancji napięcia na rezystorach połączonych szeregowo mają się do napięcia zasilania tak jak ich rezystancje do rezystancji zastępczej, Prawo Ohma ( ) prawo Kirchhoffa

16 Dzielnik prądu dwa rezystory połączone równolegle z zależności podanych obok wynika: prądy płynące przez rezystory połączone równolegle rozpływają się odwrotnie proporcjonalnie do wartości ich rezystancji prądy płynące przez rezystory połączone równolegle mają się tak do prądu całkowitego jak ich konduktancje do konduktancji zastępczej, ( )

17 PZYKŁAD Jaki prąd płynie przez rezystor 3 = 3 Ω, jeżeli = Ω, = 6 Ω, = V? Ω A 3 3 A 3 3

18 Moc wydzielana na rezystancji moc oddawana na odcinku, przez który pływnie prąd ipomiędzy końcami którego panuje napięcie, wynosi P za pomocą prawa Ohma ( =, = /) możemy ten wzór przekształcić do P moc ta jest zawsze nieujemna, wskazując, że rezystor pobiera energię elektryczną z obwodu i rozprasza ją w innej formie (typowo w postaci ciepła).

19 Dziękuję za uwagę