Info
Записки от лекциите по GENB004B Електроника, водени от доц. д-р Ясен Горбунов.
Лекция 1
Основни понятия
Електрониката е инженерна наука, чиято цел е ползването за полезни цели на контролирано и регулирано движение на електрони в различна среда.
Електрическо напрежение:
- физична величина, характеризираща изменението на потенциалната енергия на единица електрически заряд
- предизвиква протичането на електрически ток при затваряне на електрическа верига
- възниква между две точки само, ако те имат различни потенциали
- измерва се във волтове [V]
Електрически ток:
- физическо явление, представляващо насоченото движение на електрически заряди (напр. под въздействието на електрическо поле)
- в проводници зарядите са електрони
- в електролити - йони (катиони и аниони)
- в плазма - електрони и йони
- в полупроводниците са електрони и дупки (отсъствие на електрони)
Големина на тока:
- физична величина, характеризираща протичането на електрическия ток
- бележи се с
- равна на заряда, преминал за единица време през напречното сечение на проводника
- измерва се в ампери [A]
Един ампер
За една секунда през напречното сечение на проводника преминава заряд от един кулон [C]. Заряд от 1C е приблизително равен на заряда на
електрона.
Променлив ток (AC):
- електрически ток, който изменя периодично във времето своята големина и посока (знак)
- честота на промяна на знака се измерва в херцове (Hz)
Постоянен ток (DC):
- електрически ток, който не изменя посоката (знак) и големината си
- при тях единия им полюс винаги има по-висок електрически потенциал от другия
- източници: токоизправители, батерии, динамо
Електрическо съпротивление:
- физична величина, характеризираща способността на проводниците да се съпротивляват на електрическия ток, който протича през тях
- при постоянен ток се определя като отношението на електрическата потенциална разлика към тока в проводник, в който няма електродвижещо напрежение
- мерната единица е Ом [
]
Специфично електрическо съпротивление:
- мярка за противопоставянето на материала на протичането на електрически ток
- ниско специфично съпротивление означава по-лесно движение на електрическите заряди
- мерна единица в системата SI е Ом.метър (
) - означава се с
- електрическото съпротивление на хомогенен образец от материала [ ] - дължината на образеца [ ] - сечението на образеца [ ]
Електрическа мощност:
- физична величина, характеризираща скоростта, с която електрическата енергия се предава или преобразува в електрическата верига
- мерната единица е ват [
] или джаул за секунда [ ]
Моментна електрическа мощност:
Мощност на постоянен ток:
Затворена електрическа верига: Една електрическа верига е затворена, ако кръгът е пълен, ако всички токове могат да стигнат отново там, откъдето са тръгнали.
Късо съединение: Късо съединение се получава, когато път с ниско съпротивление се свърже (обикновено поради грешка) към даден компонент. Резисторът, показан по-долу, е поставен там умишлено, а извитият проводник, който го заобикаля, е късото съединение. Токът се отклонява от предвидения си път, понякога с драматични резултати. Проводникът дава накъсо резистора, като предоставя път с по-ниско съпротивление на тока (вероятно не това, което създателят на веригата е имал предвид).
Възел:
Мястото на свързване на 2 или повече елемента се нарича възел. Тъй като линиите в електрическата схема представляват идеални проводници с нулево съпротивление, няма правило, според което линиите от няколко елемента задължително да трябва да се срещнат в една точка. Тези два начина на представяне на възела са идентични.
Еквивалентни електрически схеми Казваме, че електрическата верига и електрическата схема (или две схеми) са еквивалентни, ако съдържат еднакъв брой възли и разклонения.
За да бъдат еквивалентни, две схеми трябва:
- Да съдържат всички компоненти и източници
- Да имат еднакъв брой възли
- Всеки възел трябва да е свързан със същите разклонения
Линиите в електрическата схема не показват задължително специфичния ред от точка до точка на свързване, който е налице в съответната реална електрическа верига.
Основни означения на елементите
Основни закони
Закон на Ом
Физичен закон определящ зависимостта между напрежението
За пълната верига законът на Ом включва вътрешното съпротивление на захранващия източник.
ЕДН
Електродвижещото напрежение е величина, която показва способността на източника да преобразува своята вътрешна енергия в електрическа. Всеки източник на електрическа енергия има ЕДН.
- големина на тока във веригата - съпротивление на всички елементи от веригата - вътрешно съпротивление на източника на захранване
За част от веригата, законът на Ом има вида:
1
1
е електрическото съпротивление на проводник, върху който ток от предизвиква пад на напрежение .
Закон на Ом за променлив ток
Ако електрическа верига съдържа не само активни, но и реактивни елементи (капацитети, индуктивности), а токът е синусоидален с кръгова (ъглова) честота
Допълнителна информация
Обяснение (евентуално) на следното:
Първи закон на Кирхоф
за токовете; за възел от електрическата верига
Алгебричната сума на всички токове в даден възел на една верига е равен на нула. (сумата на втичащите се токове е равен на сумата на изтичащите се токове)
Втори закон на Кирхоф
Алгебричната сума на напреженията в затворен контур от електрическа верига е равна на алгебричната електродвижещите напрежения в същия контур.
