Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Obwody elektryczne - podstawowe prawa Układy sterowania i regulacji.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Obwody elektryczne - podstawowe prawa Układy sterowania i regulacji."— Zapis prezentacji:

1 Obwody elektryczne - podstawowe prawa Układy sterowania i regulacji

2 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 2 Obwód elektryczny i jego schemat Obwodem elektrycznym nazywamy zespół połączonych ze sobą elementów, umożliwiający zamknięty obieg prądu. Schemat elektryczny jest graficznym odzwierciedleniem obwodu elektrycznego wskazującym sposób połączenia elementów obwodu w postaci umownych symboli graficznych. W schemacie elektrycznym wyróżniamy: – elementy – część z nich przedstawiono wcześniej, – węzły, – gałęzie, – oczka. 1Struktura obwodu elektrycznego

3 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 3 Węzły, gałęzie i oczka Węzłem obwodu nazywamy punkt, w którym schodzą się co najmniej trzy prądy. Gałęzią 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. 6 gałęzi 4 węzły 3 oczka elementy gałąźwęzełoczko Struktura obwodu

4 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 4 Obwody nierozgałęzione i rozgałęzione Obwód jest nierozgałęziony, jeżeli nie ma żadnych węzłów, ma tylko jedno oczko i jedną gałąź. Obwód o więcej niż jednej gałęzi jest rozgałęziony. Obwód nierozgałęziony Obwód rozgałęziony Struktura obwodu

5 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 5 Prawa obwodów elektrycznych Obwodami elektrycznymi prądu stałego rządzą trzy podstawowe prawa: – prawo Ohma − sformułowane w 1826 roku, – pierwsze prawo Kirchhoffa (prądowe), – drugie prawo Kirchhoffa (napięciowe) – obydwa prawa sformułowane w 1847 roku. 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. 2Podstawowe prawa

6 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 6 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 U, I, R i służy do obliczenia jednej z nich, gdy dwie pozostałe są znane. I R U Podstawowe prawa

7 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 7 Przykład – prawo Ohma Jakie napięcie panuje na zaciskach rezystora o rezystancji R = 5 Ω, jeżeli płynie przez niego prąd I = 3 A? Podstawowe prawa

8 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 8 I prawo Kirchhoffa (prądowe) Suma algebraiczna prądów w gałęziach schodzących się w węźle jest równa zeru Alternatywnie Suma prądów wpływających do węzła jest równa sumie prądów z niego wypływających Prawo to wynika z prawa zachowania ładunku i ciągłości prądu (ładunek przepływa, ale nie „spiętrza się”). I1I1 I2I2 I3I3 I4I4 I5I5 Podstawowe prawa

9 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 9 Przykład – I prawo Kirchhoffa Obliczyć prąd I 4, jeżeli I 1 = 2 A, I 2 = 3 A, I 1 = 1 A. I1I1 I2I2 I3I3 I4I4 Podstawowe prawa

10 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 10 II 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. E1E1 U1U1 U2U2 U3U3 U4U4 E2E2 Podstawowe prawa

11 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 11 II prawo Kirchhoffa – 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. E1E1 R1R1 R2R2 R3R3 R4R4 E2E2 I1I1 I2I2 I3I3 I4I4 Podstawowe prawa

12 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 12 Obwód nierozgałęziony Obwód nierozgałęziony zawiera tylko jedną gałąź, jedno oczko i żadnych węzłów. Analiza obwodów nierozgałęzionych jest szczególnie łatwa, gdyż do wyznaczenia mamy tylko jeden prąd. 3Obwody nierozgałęzione E1E1 E2E2 R1R1 R2R2 R3R3 R4R4

13 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 13 Analiza obwodu nierozgałęzionego 1. Strzałkujemy dowolnie prąd, który jest jednakowy we wszystkich elementach. 2. Przeciwnie do prądu strzałkujemy napięcia na rezystorach. 3. Układamy 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. E1E1 E2E2 R1R1 R2R2 R3R3 R4R4 I U1U1 U2U2 U3U3 U4U4 Obwody nierozgałęzione

14 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 14 Rezystancja zastępcza Rezystory w obwodzie elektrycznym mogą być połączone na różne sposoby. W każdym przypadku istnieje możliwość wyznaczenia tzw. rezystancji zastępczej. Rezystancja zastępcza grupy rezystorów to rezystancja, która włączona w obwód w miejsce rozpatrywanej grupy nie zmienia rozpływu prądów i rozkładu napięć w pozostałej części obwodu. Rozróżniamy dwa typowe przypadki: – Połączenie szeregowe, – Połączenie równoległe. 4Połączenia rezystorów

15 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 15 Połączenie szeregowe Połączeniem szeregowym rezystorów nazywamy takie ich połączenie, w którym przez wszystkie rezystory płynie jeden i ten sam prąd. Naszym celem jest wyznaczenie rezystancji zastępczej, tj. zastąpienie grupy n szeregowo połączonych rezystorów R 1, R 2, …, R n za pomocą jednego tylko rezystora R. R1R1 R2R2 RnRn R Połączenia rezystorów

16 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 16 Rezystancja zastępcza p. szeregowego Z prawa koła napięć Z prawa Ohma dla i -tego rezystora mamy U i = R i I ; uwzględniwszy to w poprzednim wzorze Rezystancja z definicji wynosi U / I, czyli Rezystancja zastępcza szeregowego połączenia rezystorów równa się sumie ich rezystancji. R1R1 R2R2 RnRn U1U1 U2U2 UnUn U IA B R U I A B Połączenia rezystorów

17 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 17 Połączenie równoległe Połączeniem równoległym rezystorów nazywamy takie ich połączenie, w którym na zaciskach wszystkich rezystorów występuje jedno i to samo napięcie. Do zaznaczenia, że rezystory R 1, R 2, …, R n połączone są równolegle stosujemy czasem zapis Naszym celem jest wyznaczenie rezystancji zastępczej, tj. zastąpienie grupy n równolegle połączonych rezystorów R 1, R 2, …, R n za pomocą jednego tylko rezystora R. R1R1 R2R2 RnRn R Połączenia rezystorów

18 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 18 Rezystancja zastępcza p. równoległego Z pierwszego prawa Kirchhoffa Z prawa Ohma dla i -tego rezystora mamy I i = U / R i, stąd ostatni wzór przyjmuje postać Rezystancja z definicji wynosi U / I, czyli Odwrotność rezystancji zastępczej równoległego połączenia rezystorów równa się sumie odwrotności ich rezystancji. R U I A B R1R1 R2R2 RnRn U I1I1 I2I2 InIn A B I Połączenia rezystorów

19 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 19 Połączenie równoległe dwóch rezystorów W przypadku dwóch rezystorów połączonych równolegle Po przekształceniu Pułapka: wzorując się na ostatniej zależności, część studentów zapisze dla trzech rezystorów NIEPOPRAWNIE R1R1 R2R2 Połączenia rezystorów

20 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 20 Szeregowo kontra równolegle Szeregowo Równolegle Rezystancja zastępcza jest większa od każdej jest mniejsza od każdej z wartości R 1, R 2, …, R n Konduktancja zastępcza Rezystancja w przypadku n jednakowych rezystorów R 1 Połączenia rezystorów

21 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 21 Połączenia mieszane Układ złożony z rezystorów połączonych szeregowo lub równolegle nazywamy układem o połączeniu mieszanym. Rezystancję zastępczą takiego układu wyznaczamy stosując na przemian wzory dla połączenia szeregowego i równoległego. Połączenia rezystorów

22 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 22 Redukcja układu połączeń A B ABAB AB AB Połączenia rezystorów

23 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 23 Przykład Wyznaczyć rezystancję zastępczą względem zacisków AB oraz AC. Wartości rezystancji w omach. AB C Połączenia rezystorów

24 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 24 Rezystancja R AB AB C A B A B A B 2 3 AB R AB Połączenia rezystorów

25 Paweł Jabłoński, Podstawy elektrotechniki i elektroniki 25 Rezystancja R AC AB C A C 1 4 AC R AC A C Połączenia rezystorów


Pobierz ppt "Obwody elektryczne - podstawowe prawa Układy sterowania i regulacji."

Podobne prezentacje


Reklamy Google