КУРС ЛЕКЦИЙ
по дисциплине
ОП.03 Электротехника
базовая подготовка
Специальность: 23.02.06 Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог
Профиль: технический
Квалификация выпускника: техник
Форма обучения: очная.
Воронеж 2017 г.
Автор-составитель преподаватель высшей категории Андреещева Е.Ф.
предлагает курс лекций дисциплины ОП.03 Электротехника
в качестве материала для реализации основной образовательной программы –программы подготовки специалистов среднего звена филиала РГУПС в г. Воронеж и осуществления учебно-воспитательного процесса в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования, утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 22 апреля 2014г. № 388 для специальности: 23.02.06 Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог.
Учебный план по основной образовательной программе –программе подготовки специалистов среднего звена утвержден директором филиала РГУПС в г. Воронеж от 29.08 2017г.
|
|
Курс лекций дисциплины рассмотрен на заседании цикловой комиссии «Общепрофессиональных дисциплин»
Председатель цикловой комиссии____________________ Гукова Н.С.
Протокол № 1 от «1» сентября 2017г.
Рецензент курса лекций: Гукова Н.С.
Преподаватель высшей категории, Железнодорожный колледж.
Раздел 1. Электростатика.
Тема 1.1. Электрическое поле.
Любое тело состоит из молекул и атомов. Упрощенно атом вещества можно представить в виде ядра и оболочки. Ядро состоит из протонов (положительно заряженных) и нейтронов (электрически нейтральных), а оболочка – из движущихся отрицательно заряженных электронов. В целом, атом электрически нейтрален, т.к. суммарный положительный заряд ядра равен суммарному отрицательному заряду электронов. Тела, состоящие из электрически нейтральных атомов, не обладают электрическим зарядом. Если атом теряет электроны, равновесие нарушается, и он превращается в положительно заряженный ион. Если же атом приобретает электроны, он превращается в отрицательно заряженный ион. Процесс превращения электрически нейтральных атомов в ионы называется ионизацией. Если в теле преобладают положительные или отрицательные ионы, оно является электрически заряженным. Электрически заряженное тело характеризуется количеством заряда, которое обозначается буквой Qи измеряется в Кулонах (Кл). Заряд электрона .
|
|
Электрически заряженные тела взаимодействуют друг с другом. Одноименно заряженные тела отталкиваются, разноименно заряженные – притягиваются. Для удобства вводится понятие точечного заряженного тела. Заряженные тела называются точечными, если их линейные размеры малы по сравнению с расстоянием между телами. Сила их взаимодействия описывается законом Кулона и измеряется в Ньютонах (Н).
Сила взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел прямо пропорциональна произведению зарядов этих тел, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и зависит от среды.
где Q1, Q2 – величины зарядов, R – расстояние между зарядами, εа – абсолютная диэлектрическая проницаемость среды (учитывает влияние среды на силу взаимодействия). Абсолютная диэлектрическая проницаемость разных веществ различна. Абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума называется электрической постоянной:
Величина, показывающая во сколько раз абсолютная диэлектрическая проницаемость вещества больше электрической постоянной, называется относительной диэлектрической проницаемостью вещества:
Электрическое поле - одна из двух сторон электромагнитного поля,характеризующаяся воздействием на электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной заряду частицы и не зависящей от ее скорости. Электростатическое поле – поле неподвижных зарядов.
Силовой характеристикой электрического поля является напряженность (Е).
Напряженность электрического поля – это отношение силы, с которой электрическое поле действует на пробный точечный заряд (F), помещенный в данную точку, к величине этого заряда (q).
Единица измерения напряженности Н/Кл. Напряженность – величина векторная и совпадает по направлению с вектором силы.
Электрическое поле, во всех точках которого векторы напряженности одинаковы, называется однородным.
Графически электрическое поле изображается с помощью силовых линий (линий напряженности), которые проводятся таким образом, чтобы в каждой точке вектор напряженности был направлен вдоль касательной к ней в этой точке. Линии напряженности электрического поля начинаются на положительном заряде, а заканчиваются на отрицательном заряде. Таким образом, силовые линии электрического поля являются незамкнутыми.
Если поместить в какую-либо точку электрического поля пробный заряд q, он будет обладать определенной потенциальной энергией W. Отношение потенциальной энергии пробного заряда, помещенного в данную точку электрического поля (W), к величине этого заряда (q) называется электрическим потенциалом поля в данной точке и является энергетической характеристикой поля.
Единицей измерения электрического потенциала является Вольт (В).
Если пробный заряд qпереносится в электрическом поле из точки А в точку Б, то при этом поле совершает работу AАБ. Отношение этой работы к величине заряда называется разностью потенциалов или напряжением.
Единицей измерения напряжения является Вольт.