Московскаягосударственная Все права на размножение и

академия приборостроения распространение в любой

и информатики форме остаются за

Кафедра электротехники и разработчиком

электроники

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ И Нелегальное копирование и

ТРАНСФОРМАТОРЫ использование данного

Электронное издание продукта запрещено

по изучению

теоретического материала

Для студентов Участие в издании:

приборостроительных БеловНиколай Витальевич(автор)

специальностей

190100 и 190500

Непериодическое

электронное издание

Москва 107846, Россия, Москва,

МГАПИ ГСП-6, ул.Стромынка, 20

2005Тел.: (095) 268-01-01

факс: (095) 283-80-71

Email: profe44@mail.ru

http://www.mgapi.ru

http://www.mgapi.edu

БЕЛОВ НИКОЛАЙ ВИТАЛЬЕВИЧ

Электрические цепи

И ТРАНСФОРМАТОРЫ

2004

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

И ТРАНСФОРМАТОРЫ

ГЛАВА 1

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

1.1 ЗАРЯД И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

1.2 ПРИРОДА И НАПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

1.3 СИЛА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

1.4 РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ ИЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

1.5 ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ И ЭЛЕМЕНТЫ ЦЕПИ

1.6 ЗАКОН ОМА

1.7 ИСТОЧНИК (ГЕНЕРАТОР) ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

1.8ПРИЕМНИК (ПОТРЕБИТЕЛЬ) ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

1.9 ИСТОЧНИК, НАГРУЖЕННЫЙ НА РЕЗИСТОР (Рис.1.3)

1.10 ЗАКОНЫ КИРХГОФА

1.11 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ (Рис.1.6)

1.12 ПАРАЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ (Рис.1.7)

1.13 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СХЕМЫ «ЗВЕЗДА» В «ТРЕУГОЛЬНИК» И ОБРАТНО (Рис.1.8,1.9)

ГЛАВА 2

МАГНЕТИЗМ И МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ

2.1 МАГНИТНОЕ ПОЛЕ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

2.2 ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ

2.3 МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.4 МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ

ГЛАВА 3

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

3.1 ПОЛУЧЕНИЕ СИНУСОИДАЛЬНОЙ Э.Д.С (Рис.3.1).

3.2 ГРАФИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СИНУСОИДАЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН (Рис.3.2)

3.3 ВЕКТОРНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СИНУСОИДАЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН (Рис.3.3)

3.4 ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СИНУСОИДАЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН С ПОМОЩЬЮ КОМПЛЕКСНЫХ ЧИСЕЛ (Рис.3.4)

3.5 ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА С АКТИВНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ (Рис.3.6)

3.6 ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА С ИДЕАЛЬНОЙ ИНДУКТИВНОСТЬЮ (Рис.3.9)

3.7 ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА С ИДЕАЛЬНОЙ ЁМКОСТЬЮ (Рис.3.12).

3.8 ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА С КАТУШКОЙ ИНДУКТИВНОСТИ (Рис.3.15)

3.9 ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО СОЕДИНЁННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ R, L, C (Рис.3.17)

3.10 ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА С РЕАЛЬНЫМ КОНДЕНСАТОРОМ (Рис.3.22)

3.11 ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПЕРЕМЕННОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА С ПАРАЛЕЛЬНО СОЕДИНЁННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ R, L, C (Рис.3.24)

3.12 ВАЖНОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ И МЕТОДЫ ЕГО КОМПЕНСАЦИИ

ГЛАВА 4

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ЦЕПЕЙ

4.1 МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

4.1.1 Метод эквивалентных сопротивлений (Рис.4.1)

4.1.2 Метод суперпозиции токов

4.1.3 Метод эквивалентного генератора

4.1.4 Метод напряжения между узлами (Рис.4.6)

4.1.5 Метод контурных токов (Рис.4.7)

4.2 МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

4.2.1 Преобразование элементов нагрузки

4.2.2 Расчет токов

4.2.3 Построение векторной диаграммы (Рис.4.9)

4.3 МЕТОДЫ РАССЧЕТОВ МАГНИТНЫХ ЦЕПЕЙ

4.3.1 Однородная магнитная цепь (Рис.4.10)

4.3.2 Неоднородная цепь (Рис.4.13)

ГЛАВА 5

ТРЁХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

5.1 ТРЁХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИЕ СИЛЫ И ИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ

5.2 СОЕДИНЕНИЕ ФАЗ ГЕНЕРАТОРА ПО СХЕМЕ «ЗВЕЗДА»

5.4 СОЕДИНЕНИЕ НАГРУЗКИ ПО СХЕМЕ «ЗВЕЗДА»

5.4.1 Симметричная нагрузка (Рис.5.6)

5.4.2 Несимметричная нагрузка (Рис.5.8)

5.5 СОЕДИНЕНИЕ НАГРУЗКИ ПО СХЕМЕ «ТРЕУГОЛЬНИК»

5.5.1 Симметричная нагрузка (Рис.5.11)

5.5.2 Несимметричная нагрузка

5.6 МОЩНОСТЬ ТРЁХФАЗНОЙ ЦЕПИ

ГЛАВА 6

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

6.1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССАХ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

6.2 ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЦЕПИ С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ СОЕДИНЕНИЕМ ЭЛЕМЕНТОВ R,L,C (Рис.6.1).

6.2.1 Заряд конденсатора через резистор (Рис.6.5)

6.2.2 Разряд конденсатора через резистор (Рис.6.7)

6.2.3Подключение индуктивности к источнику постоянной э.д.с. через резистор (Рис.6.9)

ГЛАВА 7

ТРАНСФОРМАТОРЫ

7.1 ОДНОФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

7.1.1 Принцип действия

7.1.2 Первичная и вторичная э.д.с.

7.1.3 Коэффициент трансформации

7.1.4 Основные уравнения трансформатора

7.1.5 Схема замещения трансформатора

7.1.6 Векторная диаграмма трансформатора

7.1.7 Опыт холостого хода трансформатора (Рис.7.7)

7.1.8 Опыт короткого замыкания (Рис.7.8)

7.1.9 Нагрузка трансформатора (Рис.7.9)

7.2 ТРЁХФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

7.2.1 Основные понятия

7.2.2 Соединение первичных и вторичных обмоток трёхфазных трансформаторов

БИБЛИОГРАФИЯ

ГЛАВА 1

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

1.1 ЗАРЯД И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

Электрический заряд - это количество электричества Q, которое определяется как физическая субстанция на основе атомной структуры вещества и характеризуется, или как положительный, или как отрицательный заряды. Электрический заряд выражается в Кулонах. Электрический заряд электрона, например, равен [Кл].

Закон Кулона (1780)

Закон Кулона регулирует притяжение и отталкивание электрических зарядов.

Два точечных электрических заряда действуют друг на друга с электростатической силой, направленной по прямой линии соединяющей заряды, прямо-пропорциональной произведению зарядов и обратно-пропорциональной квадрату расстояния между ними. Математически эта сила выражается так:

. (1.1)

Электростатическое поле - это пространство, где электростатические силы действуют на заряженные частицы. Электростатическое поле характеризуется в каждой точке вектором напряженности Е, определяемым как

(1.2)

или, используя формулу силы,

.

Для поля с несколькими точечными зарядами получим векторную сумму всех сил

. (1.3)

В этих формулах:

Q- количество электричества [Кл],

k - диэлектрическая постоянная [],

r - расстояние между точечными зарядами и точкой поля [м].