ЭЛЕКТРОТЕХНИКА / Электротехника и электроника Конюшенко 2007

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 Электрические и магнитные цепи. Введение..........................................

6

1.1. Электрические цепи постоянного тока..............................................

13

1.1.1. Электрическая цепь и ее элементы..................................................

13

1.1.2. Основные законы электрических цепей..........................................

19

1.1.3. Режимы работы источников и приемников электроэнергии........

25

1.1.4 Применение законов Кирхгофа для расчетов разветвленных

цепей постоянного тока........................................................................................

28

1.1.5. Цепь с одним источником питания. Метод эквивалентных преоб-

разований................................................................................................................

30

1.1.6. Метод межузлового напряжения.....................................................

37

1.1.7. Метод эквивалентного генератора (активного двухполюсника)..

42

1.1.8. Четырехплечие мосты.......................................................................

49

1.1.9. Регулирование напряжения и тока в электрических цепях с по-

мощью резисторов.................................................................................................

51

1.2. Однофазные электрические цепи.......................................................

57

1.2.1. Основные параметры, характеризующие синусоидальный ток.

Действующее и среднее значения синусоидального тока.................................

57

1.2.2. Способы изображения синусоидальных величин..........................

61

1.2.3. Электрическая цепь однофазного синусоидального тока с рези-

стивным элементом...............................................................................................

63

1.2.4. Электрическая цепь однофазного синусоидального тока с реаль-

ной индуктивной катушкой..................................................................................

67

1.2.5. Электрическая цепь с идеальным конденсатором.........................

75

1.2.6. Последовательное соединение приемников переменного тока....

78

1.2.7. Электрическая цепь с параллельным соединением ветвей. Метод

проводимостей.......................................................................................................

83

1.2.8. Коэффициент мощности и способы его повышения.....................

87

1.2.9. Фазовращающие цепи.......................................................................

91

1.3. Трехфазные электрические цепи........................................................

94

1.3.1. Принцип получения трехфазной системы ЭДС. Способы соеди-

нения фаз источника питания..............................................................................

95

грузке....................................................................................................................

105

1.3.4. Расчет соединения приемников треугольником при симметрич-

ной нагрузке.........................................................................................................

109

1.3.5. Заземления и зануления в трехфазных сетях................................

117

1.4. Переходные процессы в линейных электрических цепях..............

122

3

1.4.1. Возникновение переходных процессов и общие принципы их

анализа..................................................................................................................

122

ЭДС.......................................................................................................................

128

1.4.4. Заряд конденсатора через резистор...............................................

133

1.4.5. Отключение катушки зажигания с конденсатором от источника

постоянной ЭДС..................................................................................................

135

1.5. Магнитные цепи.................................................................................

142

1.5.1. Магнитное поле и его основные характеристики........................

142

1.5.2. Свойства ферромагнитных материалов........................................

147

1.5.3. Основные законы магнитных цепей..............................................

150

1.5.4. Расчет неразветвленных магнитных цепейс неоднородным маг-

нитопроводом.......................................................................................................

155

1.5.5 Расчет разветвленных магнитных цепей........................................

160

2.1 Электромагнитные устройства……………………………………..165

Литература.................................................................................................

349

Таблица 1

№п/п

Наимено-

Краткая сущность

Примеры

вание

эф-

эффекта или технологии

использования

фекта

или

технологии

1

2

3

4

1

Закон Ома

Возникновение в

проводнике

Расчёты электрических

электрического тока, плот-

цепей и полей. Нахож-

ность

которого

пропорцио-

дение

сопротивлений

нальна

напряжённости элек-

после измерения токов

трического поля

и напряжений

2

Закон

Выделение в проводнике при

Расчёты, конструиро-

Джо-

прохождении через него элек-

вание,

изготовление

трического тока определённо-

нагревательных

уст-

уля Ленца

го количества теплоты, про-

ройств

различных

ти-

порционального квадрату ве-

пов

личины тока и сопротивления

7

Продолжение табл. 1

1

2

3

4

3

Эффект

Возникновение ЭДС в элек-

Измерение температур

Зеебека

трической цепи, состоящей из

с помощью

термопар,

последовательно соединённых

датчики

температуры,

разнородных

проводников,

тепломеры,

маломощ-

контакты

между

которыми

ные

источники

пита-

имеют различные

температу-

ния,

использующие

ры

разность

температур

между группами спаев

4

Закон

Создание в окружающем про-

Расчёты

магнитных

Био Сава-

странстве

магнитного

поля

полей

различных

уст-

ра Лапла-

при прохождении по провод-

ройств,

использующих

са

нику электрического тока

для

работы

явления

магнетизма

5

Тензорези-

Изменение

электрического

Датчики,

используе-

стивный

сопротивления в твердых про-

мые

в

измерительных

эффект

водниках под действием рас-

системах при исследо-

тягивающих или сжимающих

вании

напряжённого

напряжений

состояния автомобиль-

ных конструкций

6

Закон

Возникновение

механической

Построение

электро-

Ампера

силы, действующей на про-

двигателей и исполни-

водник с током при помеще-

тельных механизмов

нии его во внешнее магнитное

поле

7

Эффект

Возникновение

разности

по-

Датчики

углового по-

Холла

тенциалов

между

боковыми

ложения

коленчатого

гранями пластинки из метал-

вала

в

бесконтактных

лического

проводника

или

системах

зажигания

полупроводника, вдоль кото-

автомобильных ДВС

рого проходит электрический

ток, под действием перпенди-

кулярного

к

ней

магнитного

поля

8

Электро-

Возникновение

ЭДС

индук-

Расчёт

и конструиро-

магнитная

ции

в проводящем

контуре

вание любых электро-

индукция

при

изменении

во

времени

технических устройств,

магнитного потока через ог-

содержащих

катушки,

раниченную

контуром

по-

магнитоэлектрические

верхность

датчики углового поло-

8

Продолжение табл. 1

1

2

3

4

жения коленчатого ва-

ла

в

бесконтактных

системах

зажигания

ДВС;

индукционные

датчики тахометров и

др.

9

Самоин-

Возникновение ЭДС и индук-

Расчёты и конструиро-

дукция

ции в

проводящем контуре

вание

любых

электро-

при изменении в нём величи-

технических устройств,

ны тока

содержащих катушки

10

Терморези-

Изменение

электрического

Стабилизация

работы

стивный

сопротивления

проводящих

классической

системы

эффект

тел при изменении их темпе-

зажигания ДВС, датчи-

ратуры

ки

магнитоэлектриче-

ских измерителей тем-

пературы

охлаждаю-

щей жидкости автомо-

бильных двигателей

11

Вихревые

Возникновение

замкнутых

Нагрев массивных ме-

токи

(токи

электрических токов в мас-

таллических

заготовок

Фуко)

сивном проводнике при изме-

в переменном магнит-

нении

пронизывающего его

ном поле, использова-

магнитного потока

ние

в

электромагнит-

ных муфтах и тормо-

зах,

датчиков

угловых

перемещений

12

Ионизация

Образование

положительных,

Улучшение

условий

газа

под

отрицательных ионов и сво-

сгорания топлива в ци-

действием

бодных электронов из элек-

линдрах ДВС и возду-

электриче-

трически нейтральных атомов

хе, улучшение микро-

ского поля

и молекул газа под действием

климата помещений

сильного электрического поля

13

Искровой

Неустойчивый

электрический

Электроискровые

сис-

разряд

разряд в газах, возникающий

темы

зажигания

ДВС,

при ионизации газа по всей

воспламенение

топли-

длине

межэлектродного

ва в факельных подог-

прост-

ревателях, искре-

9

Продолжение табл. 1

1

2

3

4

ранства.

Характеризуется

ние между расходящи-

прохождением электрическо-

мися

контактами

вы-

го тока по

зигзагообразным

ключателей

ярко освещённым каналам

14

Дуговой

Самостоятельный квазистаио-

Создание

концентри-

разряд

нарный разряд в газе, горящий

рованного

источника

практически при любых дав-

теплоты

для

расплав-

лениях и при постоянной или

ления

металла,

сварка

меняющейся с низкой часто-

и резка металлов, на-

той (до103

Гц) разности по-

плавка деталей

тенциалов между электродами

15

Электролиз

Выделение на электродах со-

Используется

как

ме-

ставных частей растворённых

тод

электротехниче-

в воде веществ при прохожде-

ского покрытия одного

нии электрического тока через

металла слоем другого

растворы, называемые, поэто-

(для

никелирования,

му электролитами

хромирования и т. д.),

очистка

металлов.

В

автомобильных

акку-

муляторах

электролиз

воды приводит к по-

нижению уровня элек-

тролита,

газовыделе-

нию,

повышенному

окислению пластин

16

Электро-

Движение жидкости через ка-

Используется для обез-

осмос

пилляры в твёрдых структу-

воживания

сыпучих

рах или через осадки очень

материалов,

осушки

мелких частиц, происходящее

сырых

стен

промзда-

под действием внешней раз-

ний, закачки под фун-

ности потенциалов

даменты

самотвер-

деющих

растворов с

целью

укрепления

ос-

нований

17

Электро-

Движение коллоидных частиц

В

производственной

диализ

под действием электри-

практике применяется

10

Продолжение табл. 1

1

2

3

4

ческого поля к полупрони-

для освобождения кол-

цаемым

мембранам, которые

лоидных

растворов от

пропускают только ионы или

примесей

электроли-

обычные молекулы и задер-

тов, очистки

воды от

живают коллоидные частицы

ядовитых

и

других

опасных веществ, очи-

стки масел от воды и

других примесей

18

Намагни-

Возникновение или изменение

Использование в элек-

чивание

намагниченности

вещества

трических

машинах

тел

при действии на него внешне-

любого

назначения,

го магнитного поля. Ферро-

конструирование

ме-

магнетики намагничиваются в

ханизмов

измеритель-

направлении поля

ных приборов, элек-

тромагнитных

муфт,

исполнительных

меха-

низмов автомобильных

систем управления

19

Вращаю-

В механически неподвижном

Работа

машин

пере-

щееся и бе-

устройстве (статоре) путём

менного тока, индук-

гущее маг-

питания его катушек много-

ционных

счётчиков,

нитные по-

фазным током получают вра-

тахогенераторов,

спи-

ля

щающееся

или

движущееся

дометров,

перемеши-

поступательно (бегущее) маг-

вание расплавленных

нитное поле

металлов

и

любых

электропроводных

жидкостей,

передача

вращения в вакуум че-

рез стенку, перемеще-

ние масс в пространст-

ве

20

Магнитная

Через контролируемую деталь

Контроль

поверхност-

дефекто-

пропускают магнитный поток,

ных трещин на дета-

скопия

и при наличии в последней

лях, а также качества

трещин

магнитная проницае-

термической обработки

мость

будет неодинаковой,

вследствие

чего

произойдёт

изменение значения и направ-

ления магнитного потока