Elektrotechnika - Kompendium Wiedzy.pdf
(
6798 KB
)
Pobierz
Microsoft Word - Elektrotechnika - Kompendium Wiedzy.doc
Historia elektrotechniki
około 600 lat
p.n.e
znane już były starożytnym Grekom właściwości rudy żelaznej (Fe
3
O
4
)
przyciągania przedmiotów żelaznych i właściwości bursztynu, który potarty
wełną przyciągał drobne lekkie przedmioty,
1600
lekarz William Gilbert stwierdził, że właściwości podobne do bursztynu
posiadają również liczne inne ciała np. szkło i żywica. Utrzymywał On jednak,
że zjawiska elektryczne i magnetyczne są od siebie zupełnie niezależne,
1785
francuski fizyk Charles August Coulomb wyznaczył eksperymentalnie siłę
oddziaływania na siebie ładunków elektrycznych,
1789
doświadczenie z żabimi udkami, uznawane za narodziny elektrotechniki,
przeprowadzone przez lekarza włoskiego, Luigi Galvaniego,
1799
zbudowanie przez Alessandro Volta pierwszego ogniwa i „stosu
elektrycznego” będącego bateria szeregowo połączonych ogniw,
1800
elektroliza wody przez Nicolsona,
1802
łuk elektryczny Pietrowa,
1807
Davy odkrywa metale alkaliczne : sód i potas,
1819
odkrycie działania prądu na igiełkę magnetyczną przez fizyka duńskiego
Hansa Oersteda, wykazał tym samym związek pomiędzy polem elektrycznym
i magnetycznym,
1820-1823
fizyk francuski Andre Maria Ampere zbadał elektrodynamiczne
oddziaływanie obwodów elektrycznych i stwierdził, że właściwości
magnetyczne rud żelaznych i stali są wynikiem prądów molekularnych
wewnątrz materii,
1873
James Clark Maxwell ogłasza „Traktat o elektryczności i magnetyzmie”, w
którym rozwinął teorię fal elektromagnetycznych, potwierdzoną
doświadczalnie przez fizyka niemieckiego Heinricha Hertza, co
zapoczątkowało rozwój nowej nauce – radiotechnice,
1877
powstaje prototyp żarówki wykonany przez Th. A. Edisona,
1877
odkrycie przez inżyniera serbskiego N. Teslę pola magnetycznego wirującego
i zbudowanie pierwszego silnika indukcyjnego dwufazowego,
1889
układy dwufazowe ustępują układom trójfazowym wynalezionym przez
Doliwo-Dobrowolskiego,
Wiadomości wstępne
1.
Wielkości i jednostki używane w elektrotechnice
Wielkością fizyczną
nazywamy cechę zjawiska fizycznego lub właściwość ciała, którą
można zmierzyć. Przykładem wielkości fizycznej jest napięcie elektryczne, prąd elektryczny,
temperatura itd.
Układem wielkości
nazywamy zbiór wielkości fizycznych obejmujący wszystkie lub
niektóre dziedziny fizyki. W układzie wielkości można wyróżnić wielkości podstawowe i
wielkości pochodne.
Wielkością podstawową
nazywamy wielkość, która jest umownie przyjęta jako
niezależna od pozostałych wielkości układu.
Wielkością pochodną
nazywamy wielkość, którą określa się korzystając z wielkości
podstawowych.
Wielkości fizyczne mogą mieć charakter
wektorowy
i
skalarny
.
Wielkość fizyczna skalarna N
jest określona za pomocą wartości liczbowej N
*
i jednostki
[N], czyli
N
N
*
Przykładem wielkości fizycznej skalarnej jest napięcie elektryczne; w równaniu
U
= 220
V wielkość fizyczna
U
ma wartość liczbową
U
*
= 220 i jednostkę [U] = 1 V.
Wielkość fizyczna wektorowa
charakteryzuje się nie tylko wartością liczbową i
jednostką, lecz także określa się jej kierunek i zwrot. Przykładem wielkości wektorowej jest
natężenie pola elektrycznego, przy czym w równaniu
E
=
E
1
r
mamy:
E
- wektor natężenia
pola elektrycznego,
E
- wartość bezwzględna, czyli miara natężenia pola,
1
r
- wektor
jednostkowy, tzw.
wersor
, którego kierunek i zwrot odpowiada kierunkowi i zwrotowi
E
.
Jednostką miary
danej wielkości fizycznej nazywamy wartość danej wielkości fizycznej,
której umownie przyporządkowujemy wartość liczbową równą jedności. Wartość liczbowa
informuje więc, ile razy rozpatrywana wielkość fizyczna (np. napięcie
U
= 220 V) jest
większa od jednostki miary tej wielkości (w tym przypadku 220 razy).
Jednostki podstawowe
są jednostkami wielkości podstawowych. Każdej wielkości
podstawowej odpowiada zatem jednostka podstawowa. Natężenie prądu elektrycznego jest
wielkością podstawową, a odpowiadająca tej wielkości jednostka (1 amper = 1 A) jest
jednostką podstawową.
Jednostki pochodne
tworzymy w zależności od jednostek podstawowych. Przykładem
jednostki pochodnej jest jednostka ładunku elektrycznego 1 kulomb (1 C). Jednostka ta jest
iloczynem jednostki natężenia prądu elektrycznego 1 ampera i jednostki czasu 1 sekundy, a
więc 1 C = 1 A · 1s; przy zapisie iloczynu jednostek stawiamy między nimi zawsze kropkę.
N
Tablica 1. Jednostki podstawowe i uzupełniające układu SI
Jednostki
podstawowe
Jednostka miary
Nr
Wielkość
nazwa
ozna-
czenie
1 Długość, odległość
metr
m
2 Masa
kilogram kg
3 Czas
sekunda s
4 Prąd elektryczny
amper A
5 Temperatura
kelwin K
Liczność materii (ilość
materii)
6
mol mol
7 Światłość
kandela cd
Jednostki uzupełniające
1
Kąt płaski
radian rad
2
Kąt bryłowy
steradian sr
Tablica 2. Wielkości i jednostki pochodne używane w elektrotechnice
Wielkość fizyczna
Jednostka miary
Nr
Nazwa
ozna-
czenie
Nazwa
ozna-
czenie
1 Gęstość prądu elektrycznego
J
amper na metr kwadratowy A/m
2
2 Ładunek elektryczny
Q
kulomb
C
3 Napięcie elektryczne
Siła elektromotoryczna
Potencjał elektryczny
U
E
V
wolt
wolt
wolt
V
V
V
4 Natężenie pola elektrycznego
E
wolt na metr
V/m
5 Indukcja elektryczna
D
kulomb na metr kwadratowy C/m
2
6 Strumień elektryczny
kulomb
C
7 Pojemność elektryczna
C
farad
F
8 Przenikalność elektryczna
(bezwzględna)
farad na metr
F/m
9
Opór elektryczny
Rezystancja
(opór czynny)
Reaktancja (opór bierny)
Impedancja
(opór pozorny)
om
R
X
om
om
Z
om
10
Opór właściwy (rezystywność)
omometr
·m
11 Przewodność elektryczna
Konduktancja (przewodność
czynna)
Susceptancja (przewodność
bierna)
Admitancja (przewodność
pozorna)
simens
S
G
simens
S
B
simens
S
Y
simens
S
12 Przewodność właściwa
(konduktywność)
,
simens na metr
S/m
13 Strumień magnetyczny
weber
Wb
14 Strumień magnetyczny
skojarzony
weber
Wb
15 Indukcja magnetyczna
B
tesla
T
16 Natężenie pola magnetycznego
H
amper na metr
A/m
17 Indukcyjność własna
L
henr
H
18 Indukcyjność wzajemna
M
henr
H
19 Przenikalność magnetyczna
(bezwzględna)
henr na metr
H/m
20
Przepływ
amper
A
21 Siła magnetomotoryczna
F
m
amper
A
22 Napięcie magnetyczne
U
m
amper
A
23 Reluktancja
(opór magnetyczny)
henr do potęgi minus
pierwszej
R
m
H
-1
24 Permaencja
(przewodność magnetyczna)
henr
H
25 Energia pola
- elektrycznego
- magnetycznego
W
c
W
m
dżul
dżul
J
J
26 Częstotliwość
F
herc
Hz
27 Okres
T
sekunda
s
28 Pulsacja
radian na sekundę
rad/s
29 Moc
- czynna
- bierna
- pozorna
P
Q
S
wat
war
woltoamper
W
var
V·A
Tablica 3. Dziesiętne wielokrotności i podwielokrotności jednostek miar
Przedrostek
Oznaczenie
Mnożnik
eksa
E
10
18
= 1 000 000 000 000 000 000
peta
P
10
15
= 1 000 000 000 000 000
tera
T
10
12
= 1 000 000 000 000
giga
G
10
9
= 1 000 000 000
mega
M
10
6
= 1 000 000
kilo
k
10
3
= 1 000
hekto
h
10
2
= 100
deka
da
10
1
= 10
decy
d
10
-1
= 0,1
centy
c
10
-2
= 0,01
mili
m
10
-3
= 0,001
10
-6
= 0,000 001
mikro
nano
n
10
-9
= 0,000 000 001
piko
p
10
-12
= 0,000 000 000 001
femto
f
10
-15
= 0,000 000 000 000 001
atto
a
10
-18
= 0,000 000 000 000 000 001
Plik z chomika:
realmodeler
Inne pliki z tego folderu:
Poradnik. Inżyniera elektryka. Tom 3.pdf
(19691 KB)
Poradnik. Inzyniera elektryka. Tom 3.jpg
(147 KB)
Poradnik. Inżyniera elektryka. Tom 2.pdf
(18894 KB)
Poradnik. Inzyniera elektryka. Tom 2.jpg
(137 KB)
Poradnik. Inżyniera elektryka. Tom 1.pdf
(20700 KB)
Inne foldery tego chomika:
Aquaponics
Archeologia
Archery
Architektura
Art-tystyczne
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin