1. ƖЭлектрический ток  — упорядоченное движение свободных электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля. Силой тока называется физическая величина, равная отношению количества заряда, прошедшего за некоторое время черезпоперечное сечение проводника, к величине этого промежутка времени.Сила тока измеряется в амперах. Плотностью тока называется вектор, модуль которого равен отношению силы тока, протекающего через некоторую площадку,перпендикулярную направлению тока, к величине этой площадки, а направление вектора совпадает с направлением движения положительного заряда в токе.

2. Электрическоесопротивление (R - Ом)- физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождениюэлектрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему Электрическая проводимость  — способность тела проводить электрический ток, а также физическая величина, характеризующая эту способность и обратная электрическому сопротивлению.

Сопротивление однородного проводника постоянного сечения зависит от свойств вещества проводника, его длины, сечения и вычисляется по формуле:

3. Разность электрических потенциалов между полюсами источника тока, под действием который во внешней цепи протекает электрический ток, называется электрическим напряжением, действующим в данной цепи.

Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока.Измеряется в вольтах В.

Е- источник тока.

R- резистор.

Закон Ома сила тока   для участка цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению   к участку цепи и обратно пропорциональна сопротивлению  проводника этого участка цепи :

Закон Ома для полной цепи:

, (2)

где:

• — ЭДС источника напряжения(В),

• — сила тока в цепи (А),

• — сопротивление всех внешних элементов цепи (Ом),

• — внутреннее сопротивление источника напряжения (Ом).

5. Мощность- это величина, характеризующая скорость, с которой происходит преобразование энергии , или скорость, с которой совершается работа.

Величина, характеризующая скорость, с которой происходит преобразование эл. энергии во внешних участках цепи в другие виды энергии, называется мощностью потребителя.

• Работа электрического тока показывает, какая работа была совершена электрическим полем при перемещении зарядов по проводнику.

Формула расчета работы эл. Тока:

6. Электрический ток нагревает проводник. Объясняется это тем, что свободные электроны в металлах, перемещаясь под действием электрического поля, взаимодействуют с ионами или атомами вещества проводника и передают им свою энергию.

В строительстве используется для электропрогрева бетона, замерзшего грунта…

7. Для электрической цепи наиболее характерными являются ре­жимы работы: нагрузочный, холостого хода и короткого замыкания.

Нагрузочный: На основании закона Ома э. д. с. источника равна сумме напряжений IR на внешнем участке цепи и IRo на внутреннем сопротивлении источника:

E = IR + IR₀

Режим холостого хода: При этом режиме присоединенная к источнику электрическая цепь разомкнута, т. е. тока в цепи нет. В этом случае внутреннее падение напряжения IRoбудет равно нулю

E = U₀

Режим короткого замыкания: Коротким замыканием называют такой режим работы источника, когда его зажимы замкнуты проводником, сопротивление которого можно считать равным нулю. Практически к. з. возникает при соединении друг с другом проводов, связывающих источник с приемником, так как эти провода имеют обычно незначительное сопротивление и его можно принять равным нулю При коротком замыкании ток

I_к.з = E / R₀

Ввиду того что внутреннее сопротивление источника Ro обычно очень мало, проходящий через него ток возрастает до весьма больших значений. Напряжение же в месте к. з. становится равным нулю, т. е. электрическая энергия на участок электрической цепи, расположенный за местом к. з., поступать не будет.

8. При последовательном соединении цепи электрический ток сначала идет через один потребитель, затем следует через другой и т.д.

При последовательном соединение, потребители тока оказывают суммарное сопротивление большее, чем каждый из них. По этому, сила тока будет так же меньшей, чем в случае с одним потребителем.

9. При параллельном соединении цепи эл. ток течет через все потребители сразу, разделяясь на меньшие потоки, в зависимости от встречаемого на их пути сопротивления.

При параллельном соединении, потребители тока оказывают суммарное сопротивление меньшее, чем каждый из них в отдельности. По этому сила тока будет, большей, чем в случае всего с одним потребителем. Напряжение будет таким же что и источника питания.

10. Магнитное поле и его характеристики. При прохождении электрического тока по проводнику вокруг него образуется магнитное поле. Магнитное поле представляет собой один из видов материи. Оно обладает энергией, которая проявляет себя в виде электромагнитных сил, действующих на отдельные движущиеся электрические заряды (электроны и ионы) и на их потоки, т. е. электрический ток. Под влиянием электромагнитных сил движущиеся заряженные частицы отклоняются от своего первоначального пути в направлении, перпендикулярном полю . Магнитное поле образуется только вокруг движущихся электрических зарядов, и его действие распространяется тоже лишь на движущиеся заряды. Магнитное и электрические поля неразрывны и образуют совместно единое электромагнитное поле. Всякое изменение электрического поля приводит к появлению магнитного поля и, наоборот, всякое изменение магнитного поля сопровождается возникновением электрического поля.

11. Если в поле (или электромагнита) поместить проводник с током, который создает свое собственное магнитное поле, то оба магнитных поля, взаимодействуя между собой, создадут силу, которая стремиться вытолкнуть проводник из поля.

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, пропорциональна силе тока в проводнике I, магнитной индукции B, длине проводника L и синусу угла между направлением тока в проводнике и направлением вектора магнитной индукции  (Закон Ампера):

F=BLIsin.

12. Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.

Это явление используется в электрогенераторах, измерительных приборах и т.д.

13. Для измерения силы тока существует измерительный прибор– амперметр. Амперметр включается в электрическую цепь последовательно с тем элементом цепи, силу тока в котором необходимо измерить.

14. Для измерения напряжения существуют специальный измерительный прибор -вольтметр. Вольтметр подключается параллельно участку цепи, на котором будет измеряться напряжение;

Для измерения напряжения источника питания вольтметр присоединяют непосредственно к его зажимам.

15. Для определения работы или мощности тока можно использовать специальный измерительный прибор - ваттметр. При отсутствии ваттметра пользуются одновременным подключением двух измерительных приборов к нужному участку цепи: амперметра и вольтметра.

16. Переменный ток  называю электрический ток, периодически (т. е. через равные промежутки времени) меняющий свое направление и непрерывно изменяющийся по величине.

Параметры: Амплитудное значение – называется наибольшее значение переменного тока, которого он достигает в процессе изменений

Мгновенное – значение переменного тока в любой момент времени

17. Графически переменный ток можно изображать, используя прямоугольную систему координат.

18. Закон Ома для цепи с активным сопративлением:

Мощность, расжодуемая в цепи на активном сопративлении, равна:

Где - угол сдвига фаз между током и напряжением.

Произведением угловой скорости на индуктивность катушки называется индуктивным сопративлением:

21. В цепях переменного тока мы встречаемся с несколькими видами сопротивлений. Все эти сопротивления можно подразделить на две группы: активные и реактивные.В активных сопротивлениях при включении в цепь переменного тока электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Реактивное сопротивление создают индуктивности и емкости.

22. Для цепей переменного тока различают активную, полную и реактивную мощности.

Активная мощность представляет собой действительную мощность переменного тока, аналогичную мощности, развиваемой постоянным током.

Полной мощностью называют максимально возможную величину активной мощности, развиваемую переменным током при заданных значениях напряжения и силы тока при . Полная мощность S(В·А)

Произведение действующего в цепи напряжения на реактивную составляющую тока, называется реактивной мощностью и обозначается Q. Измеряется в «вар»

Коэффициент мощности .

23. Трехфазной системой называют совокупность трех однофазных цепей, в которых действуют три ЭДС одинаковой частоты, сдвинутых по фазе одна относительно другой на 120°

Потребители соединяются в звезду или треугольник.

Основные понятия:

а) обеспечивает получение кругового вращающегося магнитного поля, которое необходимо для работы двигателей переменного тока;

б) в одной электроустановке существуют две системы различных напряжений – фазное и линейное;

в) осуществляет эффективную передачу электрической энергии на большие расстояния.

24. Соединение потребителей «звездой»:

Нулевой провод обеспечивает независимость работы фаз при не равномерной нагрузке, когда по нему текут уравнительные токи.

Линейное напряжение при соединении в «звезду» в раз больше фазного, линейные и фазные точки одинаковы. I_л=I_ф

25. Соединение потребителей «треугольником»

При соединение в «треугольник» линейные и фазные напряжения равны, а линейный ток в раз больше фазного. U_л=U_{ф .}

Мощность трехфазной системы складывается из мощностей каждой фазы.

P= I_лU_л

26. Однофазный трансформатор состоит из замкнутого сердечника, набранного из отдельных изолированных друг от друга листов трансформаторной стали. На сердечнике размещается обмотки. Обмотка которая присоединяется к источнику переменного тока, называется первичной. Обмотка, к которой присоединяют нагрузку, называется вторичной.

Трехфазный трансформатор состоит из трех однофазных трансформаторов.

27. Если первичную обмотку трансформатора при разомкнутой вторичной включить в сеть переменного тока с напряжением u1, то по ней потечет ток i₁ = i₀, называемый током холостого хода. Обусловленная током i0 магнитодвижущая сила (МДС) первичной обмотки i₀w₁ создает в магнитопроводе трансформатора переменный магнитный поток Ф, который почти полностью, за исключением некоторого рассеяния, сцеплен со всеми витками первичной и вторичной обмоток. Магнитный поток Ф в соответствии с законом электромагнитной индукции наведет в первичной обмотке ЭДС самоиндукции e₁, значение которой пропорционально числу витков w₁, а во вторичной обмотке — ЭДС e₂, пропорциональную числу витков w₂. 

28. Отношение индуктированных в первичной и вторичной обмотках ЭДС, равное отношению чисел витков этих обмоток, называют коэффициентом трансформации K = e_l/e₂= w_l/w₂.

Подбирая число витков обмоток, можно при заданном напряжении u_l, которое примерно равно ЭДС e_l, получить требуемое выходное напряжение трансформатора u₂ = e

29. Основные типы двигателей. По конструкции асинхронные двигатели подразделяют на два основных типа: с короткозамкнутым ротором и фазным ротором (последние называют также двигателями с контактными кольцами). Рассматриваемые двигатели имеют одинаковую конструкцию статора и отличаются лишь выполнением обмотки ротора.

Двигатели с короткозамкнутым ротором: На статоре расположена трехфазная обмотка, которая при подключении к сети трехфазного тока создает вращающееся магнитное поле. Обмотка ротора выполнена в виде беличьей клетки, является короткозамкнутой и никаких выводов не имеет.

Беличья клетка состоит из медных или алюминиевых стержней, замкнутых накоротко с торцов двумя кольцами.

Двигатели с фазным ротором . Обмотка статора выполнена так же, как и в двигателях с короткозамкнутым ротором. Ротор имеет трехфазную обмотку с тем же числом полюсов. Обмотку ротора обычно соединяют по схеме Υ, три конца которой выводят к трем контактным кольцам , вращающимся вместе с валом машины. С помощью металлографитных щеток, скользящих по контактным кольцам, в ротор включают пусковой или пускорегулирующий реостат, т. е. в каждую фазу ротора вводят добавочное активное сопротивление.

	Устройство асинхронного двигателя с фазным ротором и схема его включения: 1 - обмотка статора; 2 - сердечник статора; 3 - корпус; 4 -сердечник ротора; 5 - обмотка ротора; б - вал; 7 - кольца; 8 - пусковой реостат

30. Если подключить статорные обмотки двигателя к сети трехфазного переменного тока, то внутри статора возникает вращающееся магнитное поле. Это поле пересекает одновременно обмотки статора и ротора. В статорных обмотках индуктируется противо-электродвижущиеся силы, определяющие величину сил токов обмотки.

В роторных обмотках индуктируется ЭДС, под действием которой в обмотках протекают токи, которые, взаимодействуя с вращающимся магнитным полем статора, создают вращающий момент, в результате которого ротор начинает вращаться в сторону вращения поля статора.

Разница между частотой вращения поля статора n и частотой ротора n₁ характеризуемая величиной s называемой скольжением.

31. Асинхронный двигатель пускается в ход путем присоединения обмоток статора к источнику питания по схеме «звезда» или «треугольник». На двигателях с фазным ротором схема собирается в звезду. У таких двигателей есть приспособление, дающее возможность либо включить роторную обмотку последовательно с реостатом во время пуска, либо замыкать ее накоротко во время работы.

Частота вращения ротора двигателя с короткозамкнутым ротором, регулируется либо переключением числа пар полюсов, либо изменением величины подаваемого напряжения.

Частота вращения ротора с фазным ротором регулируется реостатом, включенным в обмотки ротора.

Для изменения направления вращения асинхронных двигателей(реверсирования) необходимо изменить чередование фаз питающего напряжения(поменять местами любые две фазы).

32. Основными частями двигателя постоянного тока является: не подвижная часть- статор, вращающаяся- ротор и два подшипниковых щита. Статор состоит из станины, сердечников полюсов электромагнитов, выполненных из тонких листов стали, изолированных друг от друга лаковой пленкой или тонкими листами бумаги. На сердечники надеты катушки из изолированной медной проволоки, являющиеся обмоткой возбуждения двигателя. Ротор двигателя, называемый в машинах постоянного тока якорем, представляет собой цилиндрическое тело, собранное из тонких листов стали, так же как сердечники электромагнитов. В якоре двигателя устраивают пазы для размещения обмотки, концы которой прикрепляют к пластинам коллектора, изолированным друг от друга и вала якоря (миканитом). На внешнюю поверхность коллектора накладывают щетки, которые при помощи траверсы прикреплены к не подвижной части двигателя.

Обратимость электродвигателей вызвана одинаковым устройством преобразованием электрической энергии в механическую и механической в электрическую. Таким образом, двигатели взаимозаменяемы: любой электродвигатель может использоваться в качестве генератора и наоборот.

33. Под энергетической системой (ЭС) понимается совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общностью режимов в непрерывном процессе производства, преобразования, передачи и распределения электрической и тепловой энергии при общем управлении этими режимами.

34. Источниками эл. энергии служат тепловые (ТЭС), гидравлические (ГЭС),и атомные (аэс), Электростанции, имеющие общий режим производства. Линии эл. передачи, трансформаторы и распределительные устройства обеспечивают совместную работу эл. станций и распределение энергии между потребителями. В начальный период строительства в удаленных районах применяют в качетве временных источников электроснабжения собственные электростанции, как правило передвижные.

35. Трансформаторные подстанции служат для приема эл. энергии, преобразования напряжения и распределения эл. энергии на объекте. По назначению различают следующие виды тп: главные(повышающие и понижающие) подстанции.

36. Воздушные линии прокладываются на открытом воздухе и состоят из изолированных или не изолированных проводов, прикрепленных линейной арматурой к опорам, изоляторам или кронштейнам, к стенам зданий и инженерным сооружениям.

Кабельные линии прокладываются преимущественно под землей, в траншеях, каналах, коллекторах, и состоят из одного или нескольких, совместно проложенных, кабелей.

Классификация: Воздушные, кабельные, электропроводки.

Провода: Для воздушной линии эл. Передачи напряжением до1 кВ на строительных площадках применяют изолированные или не изолированные провода. Сталеалюминиевые провода на строительных площадках применяют для сооружения линий напряжением 35 кВ и выше

Кабелем называют одножильный или чаще многожильный изолированный провод специальной конструкции в герметической оболочке. Кабели предназначенные для передачи электроэнергии, носят название силовых.

Опоры воздушных линий рекомендуется применять либо деревянные с ЖБ пасынками (приставками), либо железобетонные.

37. Для питания силовых и осветительных эл. Установок, работающих при напряжении до 1 кВ, на строй площадках в соответствии с рекомендациями СНиПа применяют четырехпроводные сети напряжением 380/220 В. В четырехпроводных сетях нулевая точка трансформатора (или генератора) обязательно заземляется. Для питания ТП желательно применять сети напряжением 10 кВ, так как при повышении напряжения условия эл. Снабжения улучшаются, а сети получаются легче (меньшее сечение провода). В случае, когда на площадке работают строительные машины (экскаваторы) с эл. Приводом, приходится применять для эл. Сетей напряжение 6 кВ.

Кабельные подземные линии на строительных площадках почти не применяются.

38. В качестве источников света на строительстве и в промышленности применяют лампы накаливания и газоразрядные лампы, которые, в свою очередь, подразделяются на ртутные лампы низкого давления – люминесцентные и ртутные лампы высокого давления – лампы ДРЛ.

Светильники служат для освещения предметов, расположенных на относительно не больших расстояниях. В качестве осветительных приборов дальнего действия применяют прожекторы различных типов. Для освещения строительных площадок служат прожекторы заливающего типа, работающие с обычными лампами накаливания мощностью от 200 до 1000 Вт

39. Выбор сечения проводов по допустимому нагреву (току) и потере напряжения

Соотношения между напряжением, током и мощностью:

- в однофазной (фаза-ноль) сети:

P = Uф * I * соs()

- двухфазной (фаза-фаза) сети:

P = Uл * I * соs()

- в трехфазной сети (фаза-фаза-фаза):

P = 3*Uл * I * соs()

Коэффициент запаса применяется для тока и является общим для расчета по тепловым нагрузкам и по потерям. 30% - рекомендуемое значение. Для ответственных участков он должен быть увеличен. Для неответственных - может быть уменьшен. Сечение выбирается для тока с запасом, все остальные расчеты ведутся по номинальному току.

Если количество одновременно нагруженных проводников, проложенных в трубах, коробах, а также в лотках пучками, будет более четырех, то табличные значения максимального тока умножаются на поправочный коэффициенты: 0.68 при 5 и 6 проводниках, 0.63-при 7-9, 0.6 - при 10-12.

Сечения выбираются с учетом действия этого коэффициента. Результирующий ток выводится в колонке результатов как Imах для полученных сечений и представляет для выбранного проводника при выборе по нагреву максимальный ток по нагреву, при выборе по потерям и при паритете - максимальный по потерям, но не выше тока по нагреву.

При выборе способов прокладки «свободно», «в воздухе» и «в земле», программа сохраняет текущее количество проводников, но блокирует коррекцию.

Тепловые нагрузки приняты из расчета нагрева жил до +65^оС при температуре окружающей среды +29^оС.

При определении количества проводов, прокладываемых в одной трубе, нулевой рабочий провод четырехпроходной системы трехфазного тока (или заземляющий провод) в расчет не входит. Однофазные и двухфазные потребители питаются по двум проводам.

Расчет по потерям ведется из расчета потерь на активном сопротивлении провода. Сечение и максимальная длина выбирается для тока с запасом, расчет потерь ведется по номинальному току. Максимально допустимое значение потерь указано в паспорте потребителя. Типовое значение - 10%, рекомендуемое для расчетов - 5%, для компрессоров кондиционеров допустимое значение потерь - 2%.

Потери в однофазной сети, ноль-фаза (потери на обоих проводах):

 (2 * I * L * p * соs() * 100) / (Uф * S) = (2 * P * L * p * 100) / (Uф² * S)

Потери в двухфазной сети, фаза-фаза (потери на обоих проводах):

 (2 * I * L * p * соs() * 100) / (Uл * S) = (2 * P * L * p * 100) / (Uл² * S)

Потери в трехфазной сети (потери на одном (фазном) проводе):

 (1.73 * I * L * p * соs() * 100) / (Uл * S) = (P * L * p * 100) / (Uл² * S)

В формулах приняты следующие обозначения:

Р - мощность нагрузки, Вт

I - ток в линии, А

Uф - фазное напряжение (ноль-фаза), В

Uл - линейное напряжение (фаза-фаза, фаза-фаза-фаза), В

- потери напряжения на проводнике, %

L - длина линии в одном направлении, м

S - сечение проводника, мм2

р - удельное сопротивление материала проводника, ом*мм2/м

соs() - косинус сдвига фаз между током и напряжением, б/р.

В случае, если на трассе имеются разнородные по виду проводки участки, расчет ведется по участку, расположенному выше.

При проверке кабеля заданного сечения, находится ток через него. удовлетворяющий обоим условиям: при потерях Меньше заданных - по нагреву. при равенстве - паритет. При потерях, превышающих заданные вычисляется ток, при котором потери остаются в допуске. При любом заданном сечении выбор по нагреву ведется только в пределах таблицы. Промежуточные сечения, те. не представленные в таблице по нагреву приводятся к ближайшему меньшему значению, по потерям принимаются равными введенным.

При проверке кабеля заданного сечения, коэффициент запаса применяется для снижения максимально допустимого тока, а длина трассы остается заданной. Потери вычисляются для заданной длины и максимально допустимого тока с запасом.