Основные характеристики электрического поля

Федеральное агентство по образованию

ГОУ СПО

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ КОЛЛЕДЖ ИНФОРМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ

Т.Л. ЕРЕМКИНа

ОПОРНЫЕ КОНСПЕКТЫ

Для студентов по дисциплине «Электротехника»

 

 

Санкт-Петербург

2010

Федеральное агентство по образованию

ГОУ СПО

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ КОЛЛЕДЖ ИНФОРМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ

Т.Л. ЕРЕМКИНа

ОПОРНЫЕ КОНСПЕКТЫ

Для студентов по дисциплине «Электротехника»

по разделу «Электрические цепи постоянного тока»

Введение

 

Электротехника изучает электрические и магнитные явления и их практическое применение.

Этапы развития электротехники.

I

1800 – 1830 – изучение действий электрического тока и различных законо­мерностей в электрических цепях.

II

1831 – 1870 – закон электромагнитной индукции, создание моделей электрических машин.

III

1871 – 1890 – создание практических моделей электрических машин, первых электростанций.

IV

1891 – до настоящего времени – развитие электроэнергетики.

 

Электроэнергетика – широкое внедрение электрической энергии во все области промышленности, сельского хозяйства и в быту.

Электрическая энергия – тип энергии наиболее распространенный, благодаря следующим преимуществам:

1. Относительно легко электрическую энергию можно получить из других видов энергии. Традиционные источники: механическая энергия, химическая, тепловая, ядерная.

Традиционные источники большой мощности наносят вред окружающей среды.

Нетрадиционные источники: энергия солнца, ветра, приливов и отливов, геотермальное тепло.

2. Относительно легко электрическую энергию можно передать на большие расстояния с помощью ЛЭП.

3. Относительно легко электрическая энергия распределяется по потребителям различной мощности, а также преобразуется в другие виды энергии.

Основные характеристики электрического поля

 

Электрическое поле – особый вид материи, в которой осуществляется физический процесс возникновения механической силы, действующей на пробный заряд (положи­тельный, бесконечно малый), внесенный в электрическое поле.

Электрическое поле изображается силовыми линиями.

+                                                                        Q

–                                Q

 

+                                Q1

Q2

F 12 = сила Кулона – диэлектрическая посто­ян­ная; = 8,85 · 10–12Ф/м;

 

 

+

– относительная диэлектрическая проницаемость среды; = 1 ¸ 10 – абсолютная диэлектри­ческая проницаемость среды;

 

Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются.

 

     +      –

                                однородное поле

 

 

Напряженность – силовая характеристика электрического поля.

 

   [Е] = В/м

.

Напряженность численно равна отношению силы, действующей на заряд, к величине заряда.

Напряженность направлена по касательным к силовым линиям.

Напряженность электрического поля, созданного точечным зарядом

 .

2. Напряжение – энергетическая характеристика электрического поля  [U] = В

                                                                  +  +Q            

                                    А      В

Напряжение численно равно отношению работы, совершаемой силами поля по перемещению положительного заряда из одной точки поля в другую к величине этого заряда.

 

3. Потенциал – энергетическая характеристика энергетического поля [ ] = В

А ° + Q

 

Потенциал численно равен отношению потенциальной энергии заряда, находя­щегося в данной точке поля к величине этого заряда или отношению работы, совершаемой силами поля по перемещению положительного заряда из данной точки поля в бесконечность к величине этого заряда.

Напряжение равно разности потенциалов точек.