Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Leonardo da Vinci Prowadzący: dr hab. inż. Jakub Dawidziuk, prof. nzw., budynek WE, KAiE, p. 234, tel. 085 746 94 19, konsultacje s.234;

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Leonardo da Vinci Prowadzący: dr hab. inż. Jakub Dawidziuk, prof. nzw., budynek WE, KAiE, p. 234, tel. 085 746 94 19, konsultacje s.234;"— Zapis prezentacji:

1

2 Leonardo da Vinci

3 Prowadzący: dr hab. inż. Jakub Dawidziuk, prof. nzw., budynek WE, KAiE, p. 234, tel , konsultacje s.234; poniedziałek Elektrotechnika i elektronika – Jakub Dawidziuk piątek, 17 stycznia 2014 Elektrotechnika i elektronika UWAGA!!! Dodatkowe materiały nie zastąpią wykładu, mają jedynie charakter pomocniczy!!!

4 Przedmiot obejmuje wykład i ćwiczenia. Elektrotechnika i elektronika – Jakub Dawidziuk piątek, 17 stycznia 2014 Elektrotechnika i elektronika Zasady zaliczania: wykład 50 pkt – zaliczenie od 30 pkt, ćwiczenia 50 pkt – zaliczenie od 30 pkt. Repetio est mater studiorum.

5 Celem wykładu jest przedstawienie: zarysu elektryki i elektroniki, podstaw elektryczności, obwodów elektrycznych, elementów biernych, przyrządów półprzewodnikowych, układów elektronicznych. Elektrotechnika i elektronika – Jakub Dawidziuk piątek, 17 stycznia 2014 Cel wykładu

6 WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY Jakub Dawidziuk POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA Temat i plan wykładu Podstawy elektryczności 1.Budowa materii 2.Metale i niemetale 3.Pojęcie prądu elektrycznego 4.Podstawowe modele zjawisk w obwodzie 5.Prawa Ohma i Kirchhoffa 6.Łączenie szeregowe i równoległe elementów ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKIA – Jakub Dawidziuk piątek, 17 stycznia 2014

7 J EDNOSTK I MIAR - PRZEDROSTKI T – 10 12tera G giga M mega k kilo m mili mikro n nano p piko f femto Przy skracaniu jednostki z przedrostkiem, symbol jednostki następuje po przedrostku, bez odstępu. Nazwy jednostki nie pisze się dużą literą, jeśli jest ona podawana w pełnym brzmieniu, zarówno z przedrostkim, jak i bez niego; duże litery stosuje się tylko w skrótach. Piszemy: herc i kiloherc, ale Hz i kHz; wat, miliwat i megawat, ale, W, mW i MW.

8 Symbole, duże i małe litery Symbole Duże litery Q, I, V, U, R, G, C, L i inne oznaczją wartości statyczne tzn. niezależne od czasu (lub bardzo wolno zmienne tzn. quasi-statyczne). Małe litery q, i, v, u, r, g i inne oznaczają funkcje czasu odpowiednich wielkości czyli naprawdę: q(t), i(t), v(t), u(t) lub wielkości dynamiczne tzn. definiowane w oparciu o przyrosty lokalne. Wyjątki: t – czas, T – temperatur w skali bezwzględnej, f – częstotliowść, ω- częstość.

9 A wszystko zaczęło się od elektryczności…

10 1783 Volta termin pó ł przewodnik w elektrofizyce 1874 F, Braun w ł asno ś ci prostownicze siarczków metalicznych 1897 Thomson odkrycie elektronu 1896 Pollak 1897 Greatz WAŻNIEJSZE WYDARZENIA W HISTORII ELEKTRYKI ROZWÓJ PROSTOWNIKÓW

11 Definicja energoelektroniki Jądro (protony, neutrony) Elektron w atomie może znajdować się tylko w niektórych stanach kwantowych. Model atomu

12 Elektron o ładunku ujemnym (e -) ujemnym (e -) Jądro atomu ładunek dodatni ( +) protony (p+) neutrony ( n o) Powłoki elektronowe

13 P - 6 e -2 e - 4 Powłokawalencyjna Liczba elektronów na powłokach ATOM WĘGLA

14 Powłoka walencyjna? Jest to ostatnia, najdalej odsunięta od jądra powłoka elektronowa atomu!

15 Metale i niemetale Atomy dowolnego pierwiastka składają się z protonów i neutronów, tworzących jądro atomu, wokół którego krążą elektrony, przy czym liczba elektronów jest równa liczbie protonów. Elektrony rozmieszczone są na orbitach, lub na poziomach energetycznych, a najdalej położone poziomy tworzą pasmo walencyjne. Zapełnione pasmo walencyjne zawiera osiem elektronów i jest bardzo stabilne.

16 Metale i niemetale c.d. Metale posiadają zapełnione wewnętrzne poziomy energetyczne, natomiast w paśmie walencyjnym znajduje się jeden lub dwa elektrony. Atom miedzi ma zapełnione orbity K, L i M odpowiednio 2, 8 i 18 elektronami, natomiast 1 elektron znajduje się na N orbicie, która stanowi pasmo walencyjne. Elektron znajdujący się na N orbicie jest bardzo słabo związany z jądrem, dlatego też on łatwo opuszcza obszar swojego atomu i przemieszcza się między innymi atomami. W ten sposób, każdy atom miedzi dostarcza swobodny elektron, który porusza się przypadkowo. Pod wpływem pola elektrycznego ruch elektronów staje się ukierunkowany. W ten sposób odbywa się przepływ prądu przez metale.

17 Metale i niemetale c.d. Pierwiastki-niemetale, i ich związki mają częściowo zapełnione pasmo walencyjne, w którym brakuje jednego lub dwóch elektronów. Niemetale i ich związki chemiczne charakteryzują się silnymi wiązaniami elektronów walencyjnych z jądrem atomu.

18 Metale i niemetale c.d. Np. złoto jest materiałem dobrze przewodzącym prąd elektryczny i nie ulega utlenianiu, ale jest drogie. Niekiedy stosowane jest ono przy produkcji płytek drukowanych, w szczególności jako materiał na kontaktach drukowanych. Miedź jest dużo tańsza i znajduje częste zastosowanie jako dobry materiał przewodzący.

19 MODEL PASMOWY PrzewodnikPółprzewodnikIzolator Pasmo podstawowe Pasmo zabronione Pasmo przewodnictwa

20 Prąd elektryczny to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych. Co to jest prąd elektryczny?

21 Przepływ prądu pod wpływem przyłożonego napięcia Prąd elektryczny to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych.

22 Kierunek przepływu prądu

23 Raz, dwa, trzy... Natężenie prądu to stosunek ładunku elektrycznego przepływającego przez poprzeczny przekrój przewodnika do czasu jego przepływu.

24 natężenie prądu ładunek czas przepływu ładunku Jednostką natężenia prądu jest amper.

25 Prąd elektryczny w przewodniku b) a) a)przypadkowy ruch elektronów nie wytwarza żadnego prądu, b)przepływ elektronów wywołany przez zewnętrzne źródło zasilające. Electron I

26 kulomb=amperosekunda Definicja prądu elektrycznego 1C stanowi 6,28×10 18 elektronów 1A=1C/1s Electron I

27 Prąd elektryczny Kulomb – C – ładunek jaki przepływa przez pewną powierzchnię w czasie 1s, gdy prąd płynący przez tę powierzchnię wynosi 1A. Jeden ładunek elementarny: e=1,602· C Uporządkowany ruch nośników ładunku elektrycznego Nośniki ładunku elektrycznego to: elektrony – w metalach, dziury lub elektrony – w półprzewodnikach, jony dodatnie lub ujemne – w elektrolitach, Warunki powstania prądu elektrycznego: nośniki ładunku muszą mieć możliwość poruszania się w przestrzeni tzn. nie być unieruchomione w sieci krystalicznej, musi istnieć przyczyna ruchu: gradient potencjału lub gradient koncentracji nośników.

28 Do pomiaru natężenia prądu służy amperomierz.

29 Opór elektryczny-rezystancja Opór elektryczny (rezystancja) to wynik oddziaływania elektronów przewodnictwa z jonami sieci krystalicznej. ρ - opór właściwy (rezystywność), G - przewodność (konduktancja), przewodność właściwa (konduktywność)

30 Opór przewodnika zależy od rodzaju materiału, z którego zastał wykonany i jego rozmiarów geometrycznych (tj. długości i przekroju poprzecznego). Do metali będących dobrymi przewodnikami prądu elektrycznego należy srebro, złoto, miedz i aluminium. Jeżeli dwa przewodniki wykonane z tego samego materiału mają: taką samą długość to ten z nich ma większy opór, który ma mniejszy przekrój poprzeczny, taki sam przekrój poprzeczny to ten z nich ma większy opór, którego długości jest większa. Opór elektryczny-rezystancja

31 Opór właściwy w temperaturze 20 0 C Metale x m Metale x m Aluminium Cyna Cynk Miedź Ołów 0,0282 0,114 0,0522 0,0168 0,22 Platyna Rtęć Srebro Wolfram Żelazo (czyste) 0,111 0,958 0,0162 0,055 0,0978 Izolatory x m Stopy x m Bakelit Bursztyn Ebonit Szkło – – – Brąz fosforowy Mosiądz Stal Żeliwo 0,038 – 0,17 0,08 – 0,07 0,07 – 0,1 2,0 – 5,0 Stopy oporowe x m Konstantan (Cu, Ni) Nikielina (Cu, Ni, Zn) Manganian (Cu, Mn, Ni) Chromonikielina (Cr, Ni, Fe) Kantal (Fe, Cr, Al.) 0,47 – 0,50 0,33 0,43 – 0,45 1,06 1,35 – 1,45

32 Rodzaj urządzeniaOpór elektryczny (Ω) Grzałka elektrycznaOkoło 100 Spirala grzejna w żelazku Około 30 Włókno żarówki400 – 2000 Uzwojenie głośnika radiowego Około 8 Przykłady

33 R – rezystancja, R 0 - rezystancja w danej temperaturze, temperaturowy współczynnik rezystancji (cecha charakterystyczna substancji), T - różnica temperatur. Zależność wartości rezystancji od temperatury

34 Napięcie (symbol U lub E) jest różnicą potencjału elektrycznego między dwoma wybranymi punktami i jest wyrażane w woltach (V). 1V jest to różnica potencjałów (napięcie), przy której dla przesunięcia w obwodzie ładunku elektrycznego o wartości 1C (6, elektronów) prąd elektryczny wykona pracę 1J (Ws). Napięcie jest pracą przypadającą na jednostkowy ładunek. U EB = 5V oznacza, że między punktami E i B występuje napięcie 5V. Punkt E ma potencjał elektryczny dodatni (lub wyższy) względem punktu B. U C = 5 V oznacza, że między punktem C a wspólnym punktem odniesienia (masą) występuje napięcie o wartości 5 V. Napięcie

35 Należy odróżniać napięcia wymuszające prąd czyli siły elektromotoryczne SEM od spadków napięcia będących skutkiem wymuszania prądu. SEM występuje na zaciskach źródeł energii np. baterii elektrycznych, zasilaczy czy nawet elektrowni (symbole: E lub U). Spadki napięć (symbole: tylko U) to po prostu stopniowe obniżenia potencjału na elementach zamykających obwód elektryczny między zaciskami sił elektromotorycznych SEM. Napięcie

36 Prawo Ohma Natężenie prądu płynącego w obwodzie jest wprost proporcjonalne do napięcia zasilającego obwód i odwrotnie proporcjonalne do oporu tego obwodu.

37 . Prawo Ohma U=RI R I U

38

39

40

41 PPK (I) prawo Kirchhoffa I 2 =I 1 +I 3 +I 4 I2I2 I1I1 I4I4 I3I3 węzeł 7A=1A+2A+4A

42 NPK (II) prawo Kirchhoffa U1U1 U5U5 U4U4 U3U3 U2U2 oczko sieci

43 NPK (II) prawo Kirchhoffa U1U1 + _ E + _ +_+_ U2U2 _ + U3U3 15V=20V+3V-8V

44 Łączenie oporników R1R1 R2R2 R3R3 R1R1 R2R2 szeregowe równoległe

45 Połączenie równoległe (2)

46 Dzielnik napięcia U R1R1 R2R2 I U2U2 Przykład: U = 12V, R 1 = 4k, R 2 = 8k I = 12V/12k = 1mA U 2 = 1mA8k = 8 V

47 V R1R1 R2R2 zasilacz odbiornik (R) U we U wy Bez obciążenia Przy obciążeniu oporem R Dzielnik napięcia

48 Dzielnik napięcia… inaczej U R1R1 R2R2 I U2U2 12V 4k 8k U 2 =8V Zwróć uwagę na wartość napięcia zasilającego i wartości rezystancji! Oblicz w pamięci!

49 Praca i moc prądu Moc prądu elektrycznego stałego [W] wat Praca=energia prądu elektrycznego stałego [Ws] watosekunda

50 Sprawność urządzeń elektrycznych Sprawność urządzenia elektrycznego: - sprawność urządzenia elektrycznego, P Z - moc otrzymana z danego urządzenia, P P - moc doprowadzona do danego urządzenia.

51 Koniec W1


Pobierz ppt "Leonardo da Vinci Prowadzący: dr hab. inż. Jakub Dawidziuk, prof. nzw., budynek WE, KAiE, p. 234, tel. 085 746 94 19, konsultacje s.234;"

Podobne prezentacje


Reklamy Google