Электротехника с основами электроники
Покупка
Основная коллекция
ПООП
Тематика:
Электроэнергетика. Электротехника
Издательство:
Издательский Дом ФОРУМ
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 448
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
Среднее профессиональное образование
ISBN: 978-5-8199-0747-4
ISBN-онлайн: 978-5-16-106242-5
Артикул: 103150.20.01
Доступ онлайн
В корзину
В учебном пособии излагаются основы расчета электрических цепей постоянного и переменного токов, дается описание электрических машин, электронных приборов, ЭВМ и т.д. Приведены новые материалы по интегральным микросхемам, микропроцессорам и микроЭВМ.
Для студентов неэлектротехнических специальностей средних специальных учебных заведений.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- Профессиональная подготовка по профессиям рабочих и по должностям служащих
- 15.01.05: Сварщик (ручной и частично механизированной сварки (наплавки)
- Среднее профессиональное образование
- 00.02.39: Электроника и электротехника
- 08.02.01: Строительство и эксплуатация зданий и сооружений
- 12.02.10: Монтаж, техническое обслуживание и ремонт биотехнических и медицинских аппаратов и систем
- 15.02.06: Монтаж, техническая эксплуатация и ремонт холодильно-компрессорных и теплонасосных машин и установок (по отраслям)
- 15.02.09: Аддитивные технологии
- 15.02.10: Мехатроника и робототехника (по отраслям)
- 15.02.18: Техническая эксплуатация и обслуживание роботизированного производства (по отраслям)
- 18.02.07: Технология производства и переработки пластических масс и эластомеров
- 18.02.09: Переработка нефти и газа
- 18.02.12: Технология аналитического контроля химических соединений
- 18.02.13: Технология производства изделий из полимерных композитов
- 23.02.04: Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования (по отраслям)
- 26.02.04: Монтаж и техническое обслуживание судовых машин и механизмов
- 27.02.06: Метрологический контроль средств измерений
- 27.02.07: Управление качеством продукции, процессов и услуг (по отраслям)
ГРНТИ:
Скопировать запись
Электротехника с основами электроники, 2022, 103150.17.01
Электротехника с основами электроники, 2021, 103150.16.01
Электротехника с основами электроники, 2020, 103150.15.01
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА С ОСНОВАМИ ЭЛЕКТРОНИКИ А.К. Славинский, И.С. Туревский Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Москва ИД «ФОРУМ» — ИНФРА-М 202
УДК 621.38(075.32) ББК 32.85я723 С47 Славинский А.К. С47 Электротехника с основами электроники : учебное пособие / А.К. Славинский, И.С. Туревский. — Москва : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2024. — 448 с. — (Среднее профессиональное образование). ISBN 978-5-8199-0747-4 (ИД «ФОРУМ») ISBN 978-5-16-013578-6 (ИНФРА-М, print) ISBN 978-5-16-106242-5 (ИНФРА-М, online) В учебном пособии излагаются основы расчета электрических цепей постоянного и переменного токов, дается описание электрических машин, электронных приборов, ЭВМ и т.д. Приведены новые материалы по интегральным микросхемам, микропроцессорам и микроЭВМ. Для студентов неэлектротехнических специальностей средних спе- циальных учебных заведений. УДК 621.38(075.32) ББК 32.85я723 Р е ц е н з е н т ы: доктор технических наук, профессор Московского государствен- ного технического университета (МАМИ) В.И. Ерохов; кандидат технических наук, доцент, преподаватель высшей кате- гории Московского государственного техникума технологий и права А.И. Ильянков ISBN 978-5-8199-0747-4 (ИД «ФОРУМ») ISBN 978-5-16-013578-6 (ИНФРА-М, print) ISBN 978-5-16-106242-5 (ИНФРА-М, online) © Славинский А.К., Туревский И.С., 2016 © ИД «ФОРУМ», 2016
Ââåäåíèå Ýëåêòðîòåõíèêà — ýòî íàóêà î ïðîöåññàõ, ñâÿçàííûõ ñ ïðàê- òè÷åñêèì ïðèìåíåíèåì ýëåêòðè÷åñêèõ è ìàãíèòíûõ ÿâëåíèé. Òàê æå íàçûâàþò îòðàñëü òåõíèêè, êîòîðàÿ èñïîëüçóåò èõ â ïðî- ìûøëåííîñòè, ìåäèöèíå, âîåííîì äåëå, òðàíñïîðòå è ñâÿçè. Íåïðåðûâíîå ðàñøèðåíèå îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ ýëåêòðè÷å- ñêîé ýíåðãèè âëå÷åò çà ñîáîé ãëóáîêîå âíåäðåíèå ýëåêòðîòåõíè- êè âî âñå îòðàñëè ïðîìûøëåííîñòè, ñåëüñêîãî õîçÿéñòâà è áûòà, ÷òî òðåáóåò äàëüíåéøåãî ïîäúåìà ýëåêòðîâîîðóæåííîñòè òðóäà, øèðîêîé àâòîìàòèçàöèè ïðîèçâîäñòâåííûõ ïðîöåññîâ è èñïîëü- çîâàíèÿ àâòîìàòèçèðîâàííûõ ñèñòåì óïðàâëåíèÿ. Ìîæíî âûäåëèòü òðè îñíîâíûõ íàïðàâëåíèÿ ýëåêòðîòåõíè- êè: 1) ïðåîáðàçîâàíèå ðàçëè÷íûõ âèäîâ ýíåðãèè â ýëåêòðè÷å- ñêóþ è îáðàòíî; 2) ïðåâðàùåíèå îäíèõ âåùåñòâ ïðèðîäû â äðó- ãèå; 3) îáðàáîòêà è ïåðåäà÷à èíôîðìàöèè. Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèé ïðîãðåññ íåâîçìîæåí áåç ýëåêòðèôèêà- öèè âñåõ îòðàñëåé íàðîäíîãî õîçÿéñòâà. Ïîòðåáíîñòè íàðîäíîãî õîçÿéñòâà â ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè íåïðåðûâíî ðàñòóò, ÷òî ïðè- âîäèò ê óâåëè÷åíèþ åå ïðîèçâîäñòâà.  óñëîâèÿõ íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé ðåâîëþöèè îñîáåííî îò÷åò- ëèâî ïðîÿâèëàñü äèàëåêòè÷åñêàÿ ñâÿçü íàóêè, òåõíèêè è ïðîèç- âîäñòâà. Íàóêà ñòàëà íåïîñðåäñòâåííîé ïðîèçâîäèòåëüíîé ñèëîé, à íàó÷íûå äîñòèæåíèÿ îêàçàëèñü â ñóùåñòâåííåéøåé ñòåïåíè çà- âèñÿùèìè îò óðîâíÿ ðàçâèòèÿ è âîçìîæíîñòåé ñîâðåìåííûõ òåõ- íîëîãèé. Ýëåêòðîíèêîé íàçûâàþò îáëàñòü íàóêè, òåõíèêè è ïðîèçâîä- ñòâà, â êîòîðîé ðàçðàáàòûâàþòñÿ ïðèíöèïû ïðîèçâîäñòâà è ñî- âåðøåíñòâîâàíèÿ ýëåêòðîííûõ ïðèáîðîâ, ìåòîäû èõ èíæåíåðíî- ãî ðàñ÷åòà è òåõíîëîãè÷åñêîãî îáåñïå÷åíèÿ, ñïîñîáû ñîçäàíèÿ ýëåêòðîííûõ ñèñòåì äëÿ íóæä íàðîäíîãî õîçÿéñòâà. Øèðîêîå èñïîëüçîâàíèå ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðû îáóñëîâ- ëåíî åå áûñòðîäåéñòâèåì, òî÷íîñòüþ, âûñîêîé ÷óâñòâèòåëüíî- ñòüþ, ìàëûì ïîòðåáëåíèåì ýíåðãèè, ïîñòîÿííî âîçðàñòàþùåé
ýêîíîìè÷íîñòüþ, ÷òî òðåáóåò âûñîêîé ïðîôåññèîíàëüíîé ïîä- ãîòîâêè ñïåöèàëèñòîâ, ïîäðàçóìåâàþùåé ñâîáîäíîå âëàäåíèå ñèñòåìîé çíàíèé, óìåíèé è íàâûêîâ â àêòóàëüíûõ äëÿ íèõ îá- ëàñòÿõ ýëåêòðîòåõíèêè. Òàáëèöà 0.1. Îñíîâíûå è ïðîèçâîäíûå åäèíèöû ìåæäóíàðîäíîé ñèñòåìû åäèíèö ÑÈ, èñïîëüçîâàííûå â êíèãå Ôèçè÷åñêàÿ âåëè÷èíà Íàèìåíîâàíèå åäèíèöû Îáîçíà÷åíèå Äëèíà ìåòð ì Ìàññà êèëîãðàìì êã Âðåìÿ ñåêóíäà ñ Ñèëà ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà àìïåð À Ïëîñêèé óãîë ðàäèàí ðàä Ïëîùàäü êâàäðàòíûé ìåòð ì2 Îáúåì, âìåñòèìîñòü êóáè÷åñêèé ìåòð ì3 Ñêîðîñòü (ëèíåéíàÿ) ìåòð â ñåêóíäó ì/ñ Óñêîðåíèå ìåòð íà ñåêóíäó â êâàäðàòå ì/ñ2 Óãëîâàÿ ñêîðîñòü ðàäèàí â ñåêóíäó ðàä/ñ ×àñòîòà ïåðèîäè÷åñêîãî ïðîöåñ- ñà, ÷àñòîòà êîëåáàíèé ãåðö Ãö ×àñòîòà âðàùåíèÿ* ñåêóíäà â ìèíóñ ïåðâîé ñòåïåíè ñ1 Ïëîòíîñòü êèëîãðàìì íà êóáè÷åñêèé ìåòð êã/ì3 Ìîìåíò èíåðöèè êèëîãðàìì-ìåòð â êâàäðàòå êã ì2 Ñèëà, ñèëà òÿæåñòè (âåñ) íüþòîí Í Ìîìåíò ñèëû, ìîìåíò ïàðû ñèë íüþòîí-ìåòð Í ì Äàâëåíèå, íîðìàëüíîå íàïðÿæå- íèå ïàñêàëü Ïà Ðàáîòà, ýíåðãèÿ äæîóëü Äæ Ìîùíîñòü âàòò Âò Òåìïåðàòóðà ïî Öåëüñèþ ãðàäóñ Öåëüñèÿ C Òåïëîòà, êîëè÷åñòâî òåïëîòû äæîóëü Äæ Êîëè÷åñòâî ýëåêòðè÷åñòâà (ýëåê- òðè÷åñêèé çàðÿä) êóëîí Êë 4 Ââåäåíèå
Ôèçè÷åñêàÿ âåëè÷èíà Íàèìåíîâàíèå åäèíèöû Îáîçíà÷åíèå Íàïðÿæåííîñòü ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ âîëüò íà ìåòð Â/ì Ýëåêòðè÷åñêîå íàïðÿæåíèå, ýëåêòðè÷åñêèé ïîòåíöèàë, ýëåê- òðîäâèæóùàÿ ñèëà âîëüò  Ýëåêòðè÷åñêàÿ åìêîñòü ôàðàäà Ô Ïëîòíîñòü ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà àìïåð íà êâàäðàòíûé ìåòð À/ì2 Ëèíåéíàÿ ïëîòíîñòü ýëåêòðè÷å- ñêîãî òîêà àìïåð íà ìåòð À/ì Íàïðÿæåííîñòü ìàãíèòíîãî ïîëÿ àìïåð íà ìåòð À/ì Ìàãíèòîäâèæóùàÿ ñèëà, ðàç- íîñòü ìàãíèòíûõ ïîòåíöèàëîâ àìïåð À Ìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ òåñëà Òë Ìàãíèòíûé ïîòîê âåáåð Âá Èíäóêòèâíîñòü, âçàèìíàÿ èíäóê- òèâíîñòü ãåíðè Ãí Àáñîëþòíàÿ ìàãíèòíàÿ ïðîíè- öàåìîñòü ãåíðè íà ìåòð Ãí/ì Íàìàãíè÷åííîñòü (èíòåíñèâ- íîñòü íàìàãíè÷èâàíèÿ) àìïåð íà ìåòð À/ì Ýëåêòðè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå (àêòèâíîå, ðåàêòèâíîå, ïîëíîå) îì Îì Ýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîâîäèìîñòü (àêòèâíàÿ, ðåàêòèâíàÿ, ïîëíàÿ) ñèìåíñ Ñì Óäåëüíîå ýëåêòðè÷åñêîå ñîïðî- òèâëåíèå îì-ìåòð Îì ì Óäåëüíàÿ ýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîâî- äèìîñòü ñèìåíñ íà ìåòð Ñì/ì Ìàãíèòíîå ñîïðîòèâëåíèå ãåíðè â ìèíóñ ïåðâîé ñòåïåíè Ãí1 Ìàãíèòíàÿ ïðîâîäèìîñòü ãåíðè Ãí Ìîùíîñòü àêòèâíàÿ âàòò Âò Ýëåêòðîìàãíèòíàÿ ýíåðãèÿ äæîóëü Äæ *  òåõíè÷åñêèõ äîêóìåíòàõ, êàòàëîãàõ è çàâîäñêîé ïðàêòèêå ÷àñòîòó âðàùå- íèÿ ïðèíÿòî èçìåðÿòü â åäèíèöàõ «îáîðîòû â ìèíóòó», îáîçíà÷åíèå îá/ìèí èëè ìèí1; 1 îá/ìèí 60 ñ1. Ââåäåíèå 5 Îêîí÷àíèå òàáë. 0.1
Òàáëèöà 0.2. Åäèíèöû, äîïóñêàåìûå ê ïðèìåíåíèþ íàðàâíå ñ åäèíèöàìè ÑÈ Âåëè÷èíà Íàèìåíîâàíèå åäèíèöû Îáîçíà÷åíèå åäèíèöû Ñîîòíîøåíèå ñ åäèíèöåé ÑÈ Ìàññà òîííà ò 103 êã Âðåìÿ ìèíóòà ìèí 60 ñ ÷àñ ÷ 3600 ñ ñóòêè ñóò 86 400 ñ Ïëîñêèé óãîë ãðàäóñ .../180 ðàä 1,745329 102 ðàä ìèíóòà .../10800 ðàä 2,908882 10 4 ðàä ñåêóíäà .../648 000 ðàä 4,848137 106 ðàä Îáúåì, âìåñòèìîñòü ëèòð ë 103 ì3 Ìåõàíè÷åñêîå íàïðÿ- æåíèå íüþòîí íà êâàäðàò- íûé ìèëëèìåòð Í/ìì2 1 ÌÏà Ïîëíàÿ ìîùíîñòü âîëüò-àìïåð  À — Ðåàêòèâíàÿ ìîùíîñòü âàð âàð — Òàáëèöà 0.3. Óñëîâíûå îáîçíà÷åíèÿ ýëåìåíòîâ è óñòðîéñòâ íà ýëåêòðè÷åñêèõ ñõåìàõ Íàèìåíîâàíèå Îáîçíà÷åíèå Ýëåêòðè÷åñêèå ìàøèíû: à — ãåíåðàòîð ïåðåìåííîãî õîäà; á — äâèãàòåëü ïåðåìåííîãî õîäà; â — òðåõôçíûé àñèíõðîííûé äâèãàòåëü ñ êîðîòêîçàìêíóòûì ðîòîðîì; ã — äâèãàòåëü ïîñòîÿííîãî òîêà íåçàâèñè- ìîñãî âîçáóæäåíèÿ; ä — òî æå, ïîñëåäîâàòåëüíîãî âîçáóæäåíèÿ; å — òî æå, ïàðàëëåëüíîãî âîçáóæäåíèÿ; æ — òî æå, ñìåøàííîãî âîçáóæäåíèÿ; ç — òî æå, ñ äâóìÿ ïîñëåäîâàòåëüíûìè îá- ìîòêàìè âîçáóæäåíèÿ (ðåâåðñèâíûé äâèãà- òåëü 6 Ââåäåíèå
Íàèìåíîâàíèå Îáîçíà÷åíèå Òðàíñôîðìàòîðû: à — òðàíñôîðìàòîð; á — àâòîòðàíñôîðìàòîð; â — ðåàêòîð; ã, ä — òðåõôàçíûé òðàíñôîðìàòîð, ñîåäè- íåíèå îáìîòîê çâåçäà — çâåçäà ñ íåéòðàëü- íûì ïðîâîäîì; å, æ — òðåõôàçíûé òðàíñôîðìàòîð, ñîåäè- íåíèå îáìîòîê çâåçäà — çâåçäà ñ íåéòðàëü- íûì ïðîâîäîì — òðåóãîëüíèê Âûêëþ÷àòåëè: à — îäíîïîëþñíûé âûêëþ÷àòåëü; á — îäíîïîëþñíûé ðàçúåäèíèòåëü; â — òðåõïîëþñíûé ðàçúåäèíèòåëü; ã, ä — òðåõïîëþñíûé âûêëþ÷àòåëü àâòîìà- òè÷åñêèé; å — ïóòåâîé îäíîïîëþñíûé âûêëþ÷àòåëü; æ — êíîïêà çàìûêàþùàÿ ñ ñàìîâîçâðàòîì; ç — êíîïêà ðàçìûêàþùàÿ ñ ñàìîâîçâðàòîì; è — êíîïêà çàìûêàþùàÿ áåç ñàìîâîçâðàòà; ê — êíîïêà ðàçìûêàþùàÿ áåç ñàìîâîçâðàòà Êàòóøêè ýëåêòðîìåõàíè÷åñêèõ óñòðîéñòâ (ðåëå, êîíòàêòîðû è ò. ï.) à — îáùåå îáîçíà÷åíèå; á — êàòóøêà ñ îäíîé îáìîòêîé Êîíäåíñàòîðû: à — ïîñòîÿííûé; á — ïåðåìåííûé; â — ïîäñòðîå÷íûé; ã — ýëåêòðîëèòè÷åñêèé Ââåäåíèå 7 Îêîí÷àíèå òàáë. 0.3
Ðàçäåë I ÝËÅÊÒÐÎÒÅÕÍÈÊÀ Ãëàâà 1 ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÎÅ ÏÎËÅ Âî âñÿêîì òåëå ñîäåðæàòñÿ ýëåìåíòàðíûå ÷àñòèöû, íåêîòî- ðûå èç êîòîðûõ îáëàäàþò ýëåêòðè÷åñêèìè çàðÿäàìè. Ïðèñóòñò- âèåì â òåëå çàðÿæåííûõ ÷àñòèö è îáúÿñíÿþòñÿ ýëåêòðè÷åñêèå ñâîéñòâà òåë. Òàêèå ÷àñòèöû, êàê ýëåêòðîí, ïðîòîí, ïîçèòðîí è àíòèïîçèòðîí, èìåþò ðàâíûå ïî àáñîëþòíîìó çíà÷åíèþ çàðÿ- äû, ïðè ýòîì çàðÿä ýëåêòðîíà îòðèöàòåëåí, à çàðÿä ïðîòîíà ïî- ëîæèòåëåí. Âñÿêàÿ ñîâîêóïíîñòü ýëåêòðè÷åñêèõ çàðÿäîâ îáëàäàåò ýëåê- òðè÷åñêèì ïîëåì è ñîâìåñòíî ñ íèì îáðàçóåò åäèíóþ ìàòåðèàëü- íóþ ñèñòåìó. Óêàçàííûå ÷àñòèöû âìåñòå ñ íåéòðîíàìè âõîäÿò â ñîñòàâ àòîìîâ âåùåñòâà, îäíàêî îíè ìîãóò íàõîäèòüñÿ è â ñâîáîäíîì ñîñòîÿíèè. Òåëà ñ îäíîèìåííûìè çàðÿäàìè îòòàëêèâàþòñÿ, òåëà ñ ðàçíî- èìåííûìè çàðÿäàìè ïðèòÿãèâàþòñÿ! Ýëåêòðè÷åñêè çàðÿæåííûå òåëà íåðàçðûâíî ñâÿçàíû ñ îêðóæàþùèìè èõ ýëåêòðè÷åñêèìè ïîëÿìè, ÷åðåç êîòîðûå è îñóùåñòâëÿåòñÿ âçàèìîäåéñòâèå ýëåê- òðè÷åñêè çàðÿæåííûõ òåë. Òàêèì îáðàçîì, ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå — îäíà èç äâóõ ñòîðîí ýëåêòðîìàãíèòíîãî ïîëÿ, õàðàêòåðèçóþùàÿñÿ âîçäåéñòâèåì íà ýëåêòðè÷åñêè çàðÿæåííóþ ÷àñòèöó ñ ñèëîé, ïðîïîðöèîíàëüíîé çàðÿäó ÷àñòèöû è íå çàâèñÿùåé îò åå ñêîðîñòè.
Ñëåäîâàòåëüíî, âñÿêîå èçìåíåíèå âçàèìíîãî ðàñïîëîæåíèÿ ýëåêòðè÷åñêèõ çàðÿäîâ â äàííîé ñèñòåìå, ðàâíî êàê è èçìåíåíèå âåëè÷èí ýòèõ çàðÿäîâ âî âðåìåíè, íåèçáåæíî ñâÿçàíî ñ èçìåíå- íèåì èõ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ. Ðàññìîòðèì ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå óåäèíåííîãî íåïîäâèæíîãî òî÷å÷íîãî çàðÿæåííîãî òåëà ñ çàðÿäîì Q (ðèñ. 1.1, à), ðàñïîëî- æåííîãî â ãîðèçîíòàëüíîé ïëîñêîñòè. Ïîìåñòèì â òî÷êó À ýòîé ïëîñêîñòè ïðîáíîå çàðÿæåííîå òåëî ñ çàðÿäîì q. Òàê êàê îáà òåëà çàðÿæåíû ïîëîæèòåëüíî, òî ñèëà îòòàëêèâàíèÿ äåéñòâóåò ïî ëèíèè öåíòðîâ ýòèõ çàðÿäîâ; q áóäåò ïåðåìåùàòüñÿ â ðàäèàëüíîì íàïðàâëåíèè. Ïîìåùàÿ q â äðóãèå òî÷êè âîêðóã Q, ïîëó÷èì êàð- òèíó, êîòîðàÿ óñëîâíî èçîáðàæàåò ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå ñ ïîìî- ùüþ ëèíèé, íàçûâàåìûõ ñèëîâûìè (ðèñ. 1.1, á). Ñèëîâûå ëèíèè óåäèíåííîãî òî÷å÷íîãî çàðÿäà ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ïðÿìûå, èñ- õîäÿùèå îò ýòîãî òåëà. 1.1. Îñíîâíûå ñâîéñòâà è õàðàêòåðèñòèêè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ Ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå — ýòî òàêîé âèä ìàòåðèè, ÷åðåç êîòîðóþ îñóùåñòâëÿåòñÿ ôèçè÷åñêèé ïðîöåññ âçàèìîäåéñòâèÿ ýëåêòðè÷å- ñêèõ çàðÿäîâ — âçàèìíîå ïðèòÿæåíèå ðàçíîèìåííûõ ýëåêòðè÷å- ñêèõ çàðÿäîâ è îòòàëêèâàíèå îäíîèìåííûõ. Åñëè âçàèìîäåéñòâèå ýëåêòðè÷åñêèõ çàðÿäîâ îñóùåñòâëÿåòñÿ ÷åðåç èõ ñîáñòâåííûå ýëåêòðè÷åñêèå ïîëÿ, çíà÷èò ïîëå äåéñòâóåò íåïîñðåäñòâåííî íà ýòè çàðÿäû.  ïðèðîäå èìååòñÿ áåñêîíå÷íîå ìíîãîîáðàçèå ýëåêòðè÷åñêèõ ïîëåé, îòëè÷àþùèõñÿ äðóã îò äðóãà ïî êîíôèãóðàöèè, ñèëå, ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè, çàïàñåííîé â íèõ, è ò. ä. Ãëàâà 1. Ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå 9 Ðèñ. 1.1. Ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå óåäèíåííîãî çàðÿæåííîãî òåëà
Äëÿ èññëåäîâàíèÿ ýëåêòðè÷åñêèõ ïîëåé îáû÷íî ïðèìåíÿþò ïðîáíûé ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä q, ò. å. ïîëîæèòåëüíûé åäèíè÷- íûé çàðÿä, íàñòîëüêî ìàëûé ïî âåëè÷èíå, ÷òî åãî ïðèñóòñòâèå â èññëåäóåìîì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå ïðàêòè÷åñêè íå âëèÿåò íè íà ñèëó, íè íà ýíåðãèþ, íè íà êîíôèãóðàöèþ ýòîãî ïîëÿ. Åñëè ïðîáíûé ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä âíåñòè â ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå, òî íà íåãî áóäåò äåéñòâîâàòü ñèëà ïîëÿ, èëè, èíà÷å ãîâîðÿ, ýëåêòðè÷åñêàÿ ñèëà, ñòðåìÿùàÿñÿ ïåðåìåùàòü åãî â ñòðîãî îïðå- äåëåííîì íàïðàâëåíèè. Òðàåêòîðèÿ, êîòîðóþ îïèøåò ïðîáíûé ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä ïðè ñâîåì ïåðåìåùåíèè ïîä äåéñòâèåì ñèë ïîëÿ, íàçûâàåòñÿ ýëåêòðè÷åñêîé ñèëîâîé ëèíèåé (ðèñ. 1.2, à). Íàïðàâëåíèå ýëåêòðè÷åñêîé ñèëîâîé ëèíèè ñîâïàäàåò ñ íà- ïðàâëåíèåì äâèæåíèÿ âäîëü íåå ïðîáíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî çàðÿäà. Ñëåäîâàòåëüíî, ýëåêòðè÷åñêàÿ ñèëîâàÿ ëèíèÿ — ýòî ãåîìåò- ðè÷åñêàÿ ëèíèÿ, â ëþáîé òî÷êå êîòîðîé ñèëà ïîëÿ Fý (ýëåêòðè÷å- ñêàÿ ñèëà), äåéñòâóþùàÿ íà ïðîáíûé ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä, ñîâ- ïàäàåò ñ íàïðàâëåíèåì êàñàòåëüíîé ê ýòîé ëèíèè (ðèñ. 1.2, à). Ýëåêòðè÷åñêèå ñèëîâûå ëèíèè íà÷èíàþòñÿ íà ïîëîæèòåëü- íûõ ýëåêòðè÷åñêèõ çàðÿäàõ è îêàí÷èâàþòñÿ íà îòðèöàòåëüíûõ. Ýòî ïîíÿòíî, òàê êàê ïðîáíûé ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä ïîä äåéñò- âèåì ïîëÿ âñÿêèé ðàç áóäåò ïåðåìåùàòüñÿ îò ïîëîæèòåëüíîãî çà- ðÿäà ê îòðèöàòåëüíîìó. Íà ðèñ. 1.2, á èçîáðàæåíû ñèëîâûå ëèíèè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ ñèñòåìû äâóõ ðàçíîèìåííûõ ýëåêòðè÷åñêèõ çàðÿäîâ. Çäåñü ìû âèäèì, ÷òî ýëåêòðè÷åñêèå ñèëîâûå ëèíèè èìåþò íàïðàâëåíèå îò ïîëîæèòåëüíîãî çàðÿäà ê îòðèöàòåëüíîìó, ÷òî è îòìå÷åíî íà ýòèõ ëèíèÿõ óñëîâíûìè ñòðåëêàìè. 10 Ðàçäåë I. Ýëåêòðîòåõíèêà Ðèñ. 1.2. Ñèëîâûå ëèíèè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ: à — èçîáðàæåíèå ýëåêòðè÷åñêîé ñèëîâîé ëèíèè; á — ñèëîâûå ëèíèè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ
Доступ онлайн
В корзину