Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

Институт горного дела, геологии и геотехнологий

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Методические указания

к контрольным работам для студентов

специальности 130400.65 «Горное дело», специализация 130400.65.00.10 «Электрификация и автоматизация горного производства».

Красноярск 2014

УДК 621.3.025.1

Печатается по разрешению

Редакционно-издательского совета университета

Предлагаемые методические указания содержат наиболее характерные задачи дисциплины “Теоретические основы электротехники”. Они написаны в соответствии с учебным планом подготовки специалистов специальности 130400.65 «Горное дело», специализация 130400.65.00.10 «Электрификация и автоматизация горного производства».

СФУ, ИГД, Г и Г. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2014. – с.

ISBN

В методических указаниях рассмотрены теоретические сведения и задания к контрольным работам для студентов заочной формы обучения.

УДК

ББК

© В.А. Меньшиков

© Т.А. Сайгина

© Cибирский

федеральный

университет, 2014

Введение

Данная работа оказывает помощь студентам, изучающим дисциплину «Теоретические основы электротехники», помогает усвоению раздела «Свойства и методы расчета линейных цепей с источниками постоянного напряжения и тока».

Методические указания предназначены для студентов специализации 130400.65.00.10 заочной формы обучения.

Целью издания является: научить студентов анализировать электрические цепи с заданными свойствами в установившихся и переходных режимах при воздействии постоянных и синусоидальных напряжений; научить выбирать электрические и электроизмерительные устройства при исследовании, проектировании и эксплуатации систем измерения, контроля, управления и регулирования технологических установок; научить выбирать электрические устройства при исследовании, проектировании и эксплуатации систем контроля и автоматического управления промышленными и экспериментальными технологическими установками.

В ходе изучения дисциплины студент должен научиться рассчитывать электрические цепи, источники питания для измерительных и электрических систем; выбирать электромеханические, электрические и электронные приборы для измерения электрических и неэлектрических величин, читать электрические схемы и чертежи, обеспечивать выполнение инструкции по технике безопасности при работе с электрооборудованием цехов.

Содержание учебного материала дисциплины

Цепи постоянного тока. Электрическая цепь и ее элементы. Двухполюсники. Режимы работы электрических цепей. Расчет цепи постоянного тока с одним источником питания.

Расчет сложных цепей постоянного тока: методы контурных токов, двух узлов, эквивалентного генератора. Баланс мощностей в электрической цепи. Нелинейные цепи постоянного тока. Вольтамперные характеристики нелинейных элементов. Анализ нелинейных цепей.

Цепи однофазного синусоидального тока. Основные понятия. Действующие и средние значения тока и напряжения. Представление синусоидальных величин векторами и комплексными числами.

Активное, индуктивное и емкостное сопротивления в цепи синусоидального тока. Основные соотношения, временные и векторные диаграммы. Последовательная цепь переменного тока. Резонанс напряжений. Топографическая диаграмма. Активная, реактивная и полная мощности. Измерение мощности.

Параллельное соединение приемников в цепи однофазного синусоидального тока. Проводимости. Резонанс токов, его использование для увеличения коэффициента мощности.

Цепи трехфазного тока. Экономические и технические факторы, обусловившие применение трехфазных систем. Схемы соединения источников энергии и приемников. Определение линейных и фазных величин. Симметричный режим трехфазной цепи при соединении звездой и треугольником. Топографические диаграммы.

Несимметричные трех- и четырехпроводные трехфазные цепи. Влияние несимметричных режимов работы на эксплуатационные характеристики электроустановок. Мощность трехфазной цепи. Коэффициент мощности, способы его повышения. Вопросы техники безопасности в трехфазных установках.

Электромагнитные устройства. Электромагнитное поле и его свойства. Магнитная индукция. Магнитный поток. Магнитодвижущая сила. Напряженность магнитного поля. Проводник с током в магнитном поле. Самоиндукция. Взаимная индукция. Энергия магнитного поля. Магнитные цепи. Понятие магнитной цепи. Закон полного тока. Закон Ома для магнитной цепи. Электромагнитные устройства.