Н. В. Пашкова, д. В. Пашков электротехника омск 2010
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Омский государственный университет путей сообщения
Н. В. Пашкова, Д. В. Пашков
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
Учебное пособие
Омск 2010
УДК 006.91:621.317 (075.8)
ББК 30.10я73
П22
Пашкова Н. В. Электротехника: Учебное пособие / Н. В. Пашкова, Д. В. Пашков; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2010. 71 с.
Рассмотрены методы расчета линейных электрических цепей при постоянных и синусоидальных напряжениях и токах, характеристики и параметры нелинейных элементов, нелинейные и магнитные цепи постоянного тока. Приведены основные теоретические положения, типовые примеры, задания для самостоятельной работы, а также методические указания для проведения лабораторных работ по дисциплине «Электротехника».
Предназначено для студентов очной и заочной форм обучения по направлению подготовки дипломированных специалистов 230101 – «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», 230201 – «Информационные системы и технологии» – и 190303 – «Электрический транспорт железных дорог».
Библиогр.: 6 назв. Табл. 18. Рис. 46.
Рецензенты: доктор техн. наук, профессор А. П. Попов;
доктор техн. наук, профессор В. Д. Авилов.
Омский гос. университет
путей сообщения, 2010
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 5
1. Цепи постоянного тока 6
1.1. Сведения из теории 6
1.1.1. Метод преобразования электрических цепей 6
1.1.2. Законы Кирхгофа 8
1.1.3. Баланс мощностей 10
1.2. Задание № 1 на расчет цепи постоянного тока 12
2. Цепи синусоидального тока 17
2.1. Сведения из теории 17
2.2. Задание № 2 на расчет цепи синусоидального тока 21
3. Нелинейные электрические цепи 27
3.1. Общие положения теории нелинейных электрических цепей 27
3.2. Графический метод расчета нелинейных электрических це- пей постоянного тока 28
3.3. Задание № 3 на расчет нелинейной цепи постоянного тока 30
4. Магнитные цепи 34
4.1. Понятие и назначение магнитных цепей 34
4.2. Законы магнитных цепей при постоянных потоках 35
4.3. Задание № 4 на расчет магнитной цепи постоянного тока 39
5. Катушка с ферромагнитным сердечником 41
5.1. Уравнение и схема замещения катушки с ферромагнитным сердечником 41
5.2. Задание № 5 на расчет цепи, содержащей катушку с ферро-магнитным сердечником 45
6. Лабораторный практикум 48
6.1. Лабораторная работа 1. Линейные цепи постоянного тока 48
6.1.1. Цель работы 48
6.1.2. Особенности выполнения работы 49
6.1.3. Описание лабораторной установки 49
6.1.4. Опытная часть 49
6.1.5. Расчетная часть 52
6.1.6. Заключение по работе 53
6.1.7. Вопросы к защите работы 54
6.2. Лабораторная работа 2. Линейные цепи синусоидального тока 54
6.2.1. Цель работы 54
6.2.2. Опытная часть 54
6.2.3. Определение показаний приборов 58
6.2.4. Расчетная часть 59
6.2.5. Заключение по работе 60
6.2.6. Вопросы к защите работы 61
6.3. Лабораторная работа 3. Нелинейные цепи постоянного тока 61
6.3.1. Цель работы 61
6.3.2. План выполнения работы 61
6.3.3. Вопросы к защите работы 62
6.4. Лабораторная работа 4. Нелинейные элементы в цепях пере-менного тока 63
6.4.1. Цель работы 63
6.4.2. Особенности выполнения работы 63
6.4.3. План выполнения работы 63
6.4.4. Вопросы к защите работы 65
6.5. Лабораторная работа 5. Периодические процессы в нели- нейных цепях переменного тока 66
6.5.1. Цель работы 66
6.5.2. Сведения из теории 66
6.5.3. План выполнения работы 69
6.5.4. Вопросы к защите работы 69
Библиографический список 70
ВВЕДЕНИЕ
Электрическая энергия, как известно, широко применяется во всех отраслях промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве и в быту.
Электротехникой в широком смысле слова называется обширная область практического применения электромагнитных явлений. В настоящее время специальные технические дисциплины ставят перед курсом электротехники задачи расчета и исследования процессов, характеризуемых токами, напряжениями, мощностями, магнитными потоками и т. д., а также задачи расчета и исследования электромагнитных явлений, которые характеризуются напряженностью электрического и индукцией магнитного полей, потоком мощности и т. д.
Курс электротехники дает студенту возможность в достаточно общей форме изучить качественные и количественные соотношений для электромагнитных явлений и процессов и намечает основные пути для решения задач, которые ставят специальные дисциплины.
Качественные и количественные стороны исследуемых электромагнитных явлений и процессов находятся в неразрывной связи [1, 2], поэтому изучение курса электротехники в высшей школе основывается на знаниях, полученных из курсов физики и математики. Эти знания в курсе электротехники расширяются и развиваются в направлении разработки методов анализа, расчета и экспериментального исследования явлений и процессов, протекающих в электрических и магнитных цепях и в электромагнитных полях.
Издание данного учебного пособия обусловлено изменениями в учебных планах и программах ряда специальностей и, как следствие, сокращением срока изучения дисциплины «Электротехника» до одного семестра.
Целью данного учебного пособия является оказание помощи студентам в получении знаний по методам расчета линейных электрических цепей при постоянных и синусоидальных напряжениях и токах, определении характеристик и параметров нелинейных элементов и магнитных цепей постоянного тока.
В первых разделах рассмотрены теоретические сведения и приведены задания для самостоятельного решения. В конце учебного пособия представлен лабораторный практикум, целью которого является экспериментальное исследование рассмотренных выше теоретических сведений.