- •Технікум промислової автоматики
- •Вступ. Основні поняття і співвідношення в електричних колах.
- •Електричні схеми, елементи схем.
- •Закон Ома для ділянки кола.
- •Напруга на клемах джерела.
- •Енергетичні співвідношення. Закон Джоуля–Ленца. Баланс потужностей.
- •Режими роботи електричних кіл. Розрахунок кіл постійного струму. Режими роботи електричних кіл.
- •Режими холостого ходу і короткого замикання.
- •Точки характерних режимів на зовнішній характеристиці джерела.
- •Джерело ерс та джерело струму.
- •Розрахунок кіл постійного струму. Способи з’єднання споживачів
- •З’єднання елементів живлення.
- •Послідовне з’єднання елементів.
- •Паралельне з’єднання елементів.
- •З мішане з’єднання елементів.
- •Розрахунок простих кіл електричного струму.
- •Розрахунок складних кіл. Закони Кірхгофа.
- •Перетворення трикутника опорів в еквівалентну зірку.
- •Методи розрахунку складних електричних кіл. Використання законів Кірхгофа для розрахунку складних кіл.
- •Метод суперпозиції.
- •Метод контурних струмів.
- •Метод вузлових напруг.
- •Зауваження щодо аналогій з фізичними системами іншої природи.
- •Метод еквівалентного генератора.
- •Опір r схеми визначається методом еквівалентних перетворень схеми до загального опору відносно клем a, b при відключеному навантаженні і заморочених внутрішніх ерс.
- •Нелінійні опори та перехідні процеси. Нелінійні опори в колах постійного струму. Основні поняття.
- •Графічний метод розрахунку простих кіл з нелінійними опорами.
- •Коло з двома послідовними нелінійними опорами.
- •К оло з двома паралельними нелінійними опорами.
- •Змішане з’єднання нелінійних опорів
- •П риклад розрахунку схеми стабілізації струму.
- •Перехідні процеси в електричних колах Закони комутації
- •Загальні принципи аналізу перехідних процесів
- •Основні поняття змінного струму Змінний струм Передмова
- •Основні поняття
- •Діюче (ефективне, середньоквадратичне) значення.
- •Середнє значення змінного струму.
- •Зображення синусоїдальних величин векторами Векторна діаграма
- •Елементи кіл змінного струму
- •Активний опір на змінному струмі.
- •Індуктивність на змінному струмі. Котушка індуктивності.
- •Котушка індуктивності на змінному струмі
- •Конденсатор на змінному струмі.
- •Конденсатор на змінному струмі
- •Символічний метод
- •Нагадування про комплексні числа Форми запису комплексних чисел
- •Дії над комплексними числами
- •Уявлення параметрів електричного змінного струму через комплексні числа
- •Аналіз кіл синусоїдального струму. Закони Кірхгофа
- •Опір і провідність в комплексній формі.
- •Активна, реактивна і повна потужність.
- •Розрахунок складних кіл змінного струму.
- •Значення cos .
- •Електричні коливання. Коливальний контур.
- •Резонанс напруг.
- •Резонанс струмів.
- •Трифазні кола. Трифазна система ерс. Передмова
- •Устрій генератора трифазного струму
- •Н езв’язана система трифазних струмів
- •Основні схеми з’єднання в трифазних колах з ’єднання за схемою «зірка»
- •Потужність трифазного кола.
- •Розрахунок трифазного кола. Трипровідна система із симетричним навантаженням.
- •Чотирипровідна система при несиметричному навантаженні.
- •З’єднання за схемою “трикутник” з’єднання споживачів за схемою “трикутник”.
- •З’єднання обмоток генератора за схемою «трикутник».
- •З’єднання «зірка – трикутник»
- •З’єднання «трикутник – трикутник»
- •З’єднання «трикутник – зірка»
- •Трансформатори. Трансформатори
- •Трансформатори. Призначення та область використання
- •Устрій однофазного трансформатора
- •Режими роботи трансформатора
- •Холостий хід трансформатора
- •Н авантажений режим трансформатора. Робота трансформатора.
- •Рівняння намагнічуючих сил трансформатора.
- •Векторна діаграма навантаженого трансформатора.
- •Схеми заміщення.
- •Особливості використання трансформаторів. Приклад використання схеми заміщення для спрощення розрахунків
- •Зміна вторинної напруги трансформатора
- •Трифазні трансформатори
- •Устрій трифазного трансформатора
- •Групи з'єднання обмоток трифазного трансформатора.
- •Навантажувальна здатність трансформатора Номінальні параметри трансформатора
- •Дослід короткого замикання
- •Дослід холостого ходу
- •Коефіцієнт корисної дії (к.К.Д.) трансформатора.
- •Автотрансформатори
- •Асинхронні електричні машини.
- •Принцип дії асинхронної машини
- •Магнітне поле, що обертається
- •Режими роботи асинхронної машини
- •Конструкція ротора
- •Механічні характеристики асинхронного двигуна.
- •Баланс активних потужностей асинхронного двигуна. Баланс активних потужностей асинхронного двигуна можна уявити таким рівнянням
- •Асинхронний лінійний двигун (лад).
- •Однофазний асинхронний двигун.
- •Синхронні генератори. Устрій і принцип дії синхронних генераторів. Основні частини синхронної машини.
- •Отримання синусоїдальної ерс.
- •Багатополюсні генератори.
- •Робочий процес синхронного генератора Холостий хід.
- •Реакція якоря.
- •Зовнішня і регулювальна характеристики.
- •Синхронний двигун
- •Принцип роботи синхронного двигуна.
- •Машини постійного струму.
- •Устрій та принцип дії генератора постійного струму
- •Магнітна система.
- •Ерс генератора.
- •Збудження генератора.
- •Генератор з паралельним збудженням.
- •Реакція якоря.
- •К омутація.
- •Зовнішня характеристика.
- •Виникнення електромагнітного обертаючого моменту.
- •Загальні відомості про електричні вимірювання Метрологія й метрологічне забезпечення
- •Номенклатура основних величин, що підлягають вимірюванням в електротехніці, електроенергетиці й електроніці
- •Номенклатура параметрів середовища життєдіяльності, що підлягають вимірюванням
- •Засоби вимірювань, різновиди
- •Характеристики якості результатів вимірювань
- •Малюнок 1 – Інтервали невизначеності погрішності (ліворуч) та істинного значення вимірюваної величини (праворуч).
- •Аналогові вимірювальні прилади. Загальні характеристики
- •Прилади магнітоелектричної системи
- •Прилади магнітоелектричної системи, принцип дії, варіанти застосування.
- •Прилади електродинамічної системи
- •Малюнок 2 – Прилади електродинамічної системи. Принцип дії, позначення, варіанти застосування.
- •Прилади феродинамічної системи
- •Малюнок 3 – Принцип дії приладу феродинамічної системи.
- •Прилади електромагнітної системи
- •Малюнок 4 – Принцип дії приладу електромагнітної системи.
- •Прилади електростатичної системи
- •Малюнок 5 – Принцип дії приладу електростатичної системи.
- •Прилади індукційної системи
- •Малюнок 6 – Прилад індукційної системи (лічильник електричної енергії). Принцип дії, позначення, схема включення.
- •Засоби розширення меж вимірювання
- •Малюнок 7 – з'єднання амперметра із шунтом.
- •Додаткові опори
- •Вимірювальні трансформатори струму
- •Малюнок 8 – Застосування трансформатора струму.
- •Вимірювальні трансформатори напруги
- •Правило вибору меж вимірювання
- •Вимірювання у трифазних колах змінного струму
- •Вимірювання лінійних струмів і напруг у трифазному трипроводному колі
- •Малюнок 9 – Вимірювання лінійних струмів і напруг у трифазних трипроводних ланцюгах.
- •Вимірювання активної електричної потужності й енергії в симетричних трифазних колах одним приладом
- •Малюнок 10 – Включення ватметра й лічильника електричної енергії для вимірювань у симетричних трифазних ланцюгах з доступною й недоступною нейтралю.
- •Вимірювання реактивної електричної потужності й енергії в симетричних трифазних колах одним приладом
- •Малюнок 11 – До вимірювання реактивної потужності й енергії.
- •Малюнок 12 – Схеми включення одного приладу для вимірювання реактивної електричної потужності й енергії в симетричному трифазному ланцюгу.
- •Вимірювання активної електричної потужності й енергії в трифазному колі за допомогою двох приладів
- •Малюнок 13 – Варіанти включення двох ватметрів й (або) лічильників активної потужності й електричної енергії в трифазних ланцюгах.
- •Мостові методи вимірювання
- •Мости постійного струму Мости постійного струму в рівноважному режимі
- •Малюнок 14 – Одинарний і подвійний мости постійного струму.
- •Мости постійного струму в нерівноважному режимі
- •Малюнок 15 – Мости постійного струму в нерівноважному режимі.
- •Мости змінного струму Умови рівноваги мостів змінного струму
- •Малюнок 16 – Мости змінного струму.
- •Міст змінного струму для вимірювання ємності конденсатора
- •Малюнок 17 – Схеми заміщення реального конденсатора й індуктивності.
- •Міст змінного струму для вимірювання індуктивності котушки
- •Метрологічні характеристики мостів
- •Література
Міністерство освіти і науки України
Технікум промислової автоматики
Одеської державної академії холоду
«ЗАТВЕРДЖУЮ»
Директор ТПА ОДАХ
_________________ Стамболцян В.О.
«__» ___________ 2010 р.
Конспект лекцій
з предмета «Електротехніка та електричні вимірювання»
для спеціальності 5.05020201 «Монтаж, обслуговування засобів і систем
автоматизації технологічного виробництва»
Одеса – 2010
Розроблено викладачем ТПА ОДАХ Букарос А.Ю.
Рецензент: доцент кафедри електротехніки та електронних пристроїв ОДАХ, к.т.н.
______________ /Дорохольський М.Л./
«__» ___________ 2010 р.
Розглянуто та схвалено для застосування в навчальному процесі цикловою комісією автоматики та електротехнічних дисциплін.
Протокол №___ від ________________ 2010 р.
Голова комісії __________________ Чумаков А.О.
Зміст
Вступ. Основні поняття і співвідношення в електричних колах. 4
Режими роботи електричних кіл. Розрахунок кіл постійного струму. 10
Основні поняття змінного струму 32
Символічний метод 38
Аналіз кіл синусоїдального струму. 41
Електричні коливання. 45
Трифазні кола. 49
Трансформатори. 62
Особливості використання трансформаторів. 69
Приклад використання схеми заміщення для спрощення розрахунків 69
Зміна вторинної напруги трансформатора 69
Трифазні трансформатори 70
Навантажувальна здатність трансформатора 72
Асинхронні електричні машини. 76
Синхронні генератори. 83
Багатополюсні генератори. 84
Машини постійного струму. 90
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО ЕЛЕКТРИЧНІ ВИМІРЮВАННЯ 98
АНАЛОГОВІ ВИМІРЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ. 106
Засоби розширення меж вимірювання 120
вимірювання у трифазних колах змінного струму 125
МОСТОВІ МЕТОДИ ВИМІРЮВАННЯ 129
Вступ. Основні поняття і співвідношення в електричних колах.
Галузь науки, що займається питаннями виробництва, передачі, розподілу і використання електроенергії, називається електротехнікою.
Народження електротехніки відносять до першої половини ХІХ сторіччя, коли були відкриті основні закономірності електричних явищ. У другій половині сторіччя були розроблені сучасні типи основних електричних машин – генератори, трансформатори та двигуни. Це був також період будівництва перших електричних станцій. Початок ХХ сторіччя знаменує значний зріст централізованого виробництва електричної енергії, перехід до широкого використання електродвигунів в промисловості та зародження електроніки. Наступні десятиріччя характеризуються небаченим розвитком електрифікації. За чверть сторіччя (1929 – 1954) виробництво електроенергії в усьому світі збільшилось у п’ять разів.
Електротехніка, як наука теоретична і прикладна спочатку розвивалась на основі постійного струму, оскільки першими джерелами електричного струму були гальванічні елементи. В цей період (1800 – 1850) були відкриті основні закономірності електричних явищ: закони електричного кола (Ом і Кірхгоф), теплова дія електричного струму і його практичне використання (Ленц, Джоуль, Петров), закони електромагнітної індукції і електромагнітних сил (Фарадей, Максвел, Ленц, Ампер, Якобі), електрохімічна дія струму і т. ін.
В подальшому все більше виявлявся основний недолік системи постійного струму – трудність економної передачі електричної енергії на значні відстані.
Можливість передачі електричної енергії на великі відстані, простота машин та інші переваги забезпечили системі змінного струму широкий розвиток. Однак і тепер, коли змінний струм займає центральне місце в електроенергетиці, багато користувачів користуються електроенергією постійного струму, який є для них або єдиним можливим за технологічних умов родом струму, або родом струму, що забезпечує ряд техніко–економічних переваг.
В електричних колах як постійного, так і змінного струму при будь–яких можливих режимах одночасно проходить неперервний процес утворення електричної енергії і перетворення її в інші види енергії.