Система единиц СИ В основе Международной системы физических единиц (СИ) лежат следующие независимые единицы (табл. 1.1).

Таблица 1.1. Бдиниш ! физических величин в системе СИ

Таблица 1.2. Единицы системы СИ, используемые в злектротехнике

Наим

кой величины

яие физичес-

Еоинииа

Обозначение

Связь с независимыми единицами

Емкость фарад

Заряд кулои

Энергия джоуль

Сила ньютон

Частота герц

Освещенность люкс

№1дуктивность генри

Световой поток люмен

Магнитный поток вебер

Плотность магнитного тесла потока

Потеншшл волы

Мощность ватт

Сопротивление оы

А с- В А с Н м

кг м с с-

лм м * ВсА~ кд-ср ВС Вб - м

Вт-Л Дж с~ В А

Вое остальные единицы являются зависимыми и получаются в результате комбинации вышеназванных единиц. Многие зависимые единицы измерения имеют наименование, и те из них, которые часто используются в электротехнике, приведены в табл. 1.2.

Измер№ие углов

В электротехнике для измерения углов используются как градусная, так и радианная мера. Единица плоского угла - радиан - зто угол между радиусами круга, вырезающими на окружности дугу, длина которой равна радиусу.

Единица телесного угла - стерадиан. Он равен телесному углу, вершина которого расположена в центре сферы и который вырезает на поверхности сферы площадь, равную квадрату радиуса сферы.

Поскольку длина окружности составляет 2п/? (где R - радиус), полный угол, получающийся при вращении радиуса вокруг центра крута, равен 27Г рад (радиан). Этот же угол равен 360 градусам (360°). Следовательно. 1 рад = 360°/2jr = 57,3° (я = 3,142). Это соотношение используется при пересчете из градусов в радианы и наоборот.

Правило 1. Для того чтобы перейти от радианов к градусам, нужно количество радиан умножить на 57,3.

Правило 2. Для того чтобы перейти от градусов к радианам, нужно количество градусов разделить на 57,3.

Пример 1.1. Две кривые переменного напряжения сдвинуты относительно друг друга на угол 0,8 рад. Выразите лот сдвиг в градусах.

Согласно правилу 1 получаем

0x 57,3 = 45,84°.

Пример 1.2. Катушка индуктивности поворачивается на угол 90°. Выразите этот угол в радианах. Согласно правилу 2 получаем

90 : 57,3 1.57 рад

npHMqi 1.3. Двигатель вращается с угловой скоростью ЗОООоб/мии. Выразите его угловую скорость в рад/с.

В течение 1 с двигатель совершит 3000/60 = 50 оборотов. Один оборот эквивалентен 2п рад. Полный угол, на который повернется двигатель за 1 с, равен 50 2jr = ЮОярад. Поэтому его угловая скорость составляет ЮОтг рад/с.

Единиць! и символы электрических величин приведены в табп. 1.3.

Множители

В повседневной практике удобно пользоваться величинами, кратными фундаментальным ещшицам величин. В табл. 1.4 приведены иазва-

Таблица 1-3- Еднннкы и символы электрических величин

Единииа

Обозначтие Символ

Примпание

Вебер

Единица сипы электрического тока (ток силой 1 А течет в проводнике, если через этот проводник передается заряд, равный 1 Кл, за 1 с) 1%[щница электрического заряда или количества электричества Единица емкости (конденсатор имеет емкость I Ф, когда разность потенциалов 1 В между его обкладками создает зарад, равный 1 Кл) Еница индуктивности (катушка имеет индуктивность 1 Гн, если при изменении тока со скоростью 1 А/с на ее зажимах возникает разность потенциалов I В) Единица частоты (сигнал имеет частоту 1 Гц, если полный цикл его изменения осуществляется за 1 с) Единица энергии Единица сопротивления Единица времени Единица электропроводиосги (величина , обратная сопротивлению) Единииа плотности магнитного потока (плотность потока 1 Тл достигается, если магнитный поток 1 Вб пересекает плошадь 1 м)

Единица электрического потенциала Единица мощности (определяется энергией 1 Дж. вьшслвющейся в течение 1 с)

Единица магнитного потока

Таблица 1.4. Множители и приставки единиц системы СИ

ния и обозначения постоянно применяющихся множителей и приставок единиц СИ.

Пример 1.4. В цепи течет ток 0,025 А. Выразите его в мА.

Для этого нужно умножить заданную велишну на 10 или просто передвинуть запятую на три знака вправо. Таким образом, 0,025 А то же самое, что и 25 мА.

Пример 1.5. Сигнал имеет частоту 795 кГц. Выразите частоту в МГц. Для решения задачи необходимо заданную величину разделить на 10. Таким образом, 795 кГц то же самое, что 0,795 МГц.

Пример 1.6. Конденсатор имеет емкость 27 000 пФ. Выразите ее в микрофарадах.

JlnR решения задачи заданное значение h>tkho разделить на 10*, ибо именно во столько раз различаются пикофарады и микрофарады. Можно воспользоваться следующей пропорцией:

1 пФ = 1(Г* мкФ 27 000иФ = ;!ГмкФ. Тогда

27 ООО 10

Табяииа IS Свойства металлических проводников

= 0,027 мкФ.

Следовательно, 27 ООО пФ это то же, что 0,027 мкФ.

Провод1Ики и изоляторы

в металлах электрический ток представляет собою упорядоченное движение свободных электронов. Материалы, в которых много свободных электронов, легко пропускают их направленный поток и называются проводниками. Материалы, в которых мало или совсем нет свободных электронов, называются изоляторами. Примерами хороших проводников являются такие металлы, как медь, алюминии, золото и серебро. Различные пластмассы и керамические материалы представляют собою хорощие изоляторы. В табл. 1.5 и 1.6 соответственно приведены основные свойства проводников и изоляторов.

Электрический ток, напряжение и сопротивление

Способность источника энергии (например, батареи) обеспечивать заданное значение электрического тока в проводнике, определяется его электродвижущей силой (ЭДС). Если ЭДС действует на участке цепи, то возникает разность потенциалов, измеряемая в вольтах (В). Разность потенциалов появляется на каждом участке замкнутой цепи при протекании в ней электрического тока.

Материал

Удельное сотгротив-ленис. Ом м

Температурный Теплопро-

коэффиииент водность

сопротивлепия (пои

(при20°С) 20 С)

Точка плавления. °С

Алюминий

Латунь

Константан

Медь

Золото

Железо

Свинец

Нихром

Никель

Серебро

Олово

Вольфрам

2,7 10

7.2 10~* 4.9 10 1,6- КГ*

2.3 10 * 9.1 10~* 2 - Ю-

1 10 * 1 Ю- 1,5 10 * 1,3- 10

5.4 10 *

4 10- 2 10 1 10

4.3 10-

3.4 -10 6 10 4 10 1.7 10 4,7 10 4 10 4.2 10 4 10

0.48

0,26

0.054

0,918

0,705

0.18

0.083

0.035

0.142

1.006

Oil 5 5

0Л76

1210

1083

1063

1535

1350

1452

960,5

231,9

3370

Таблица 1.6. Свойства изоляторов

Сила тока в любом проводнике прямо пропорциональна действующей ЭДС. Сила тока зависит также от физических характеристик проводника (его длины, шющади поперечного сечения) и материала. Из которого он изготовлен. Сила токд в проводнике при данном значении ЭДС обратно пропорциональна его сопротивлению. Таким образом, чем больше сопротивление, тем меньше ток при постоянной ЭДС.

Закон Ома

При постоянной температуре отношение разности потенциалов на концах проводника к силе протекающего в нем тока есть величина по-