- •Электротехника, электроника
- •Микропроцессорная техника
- •Содержание
- •Введение
- •Тематический план
- •Часть 1. Электротехника
- •1 Основные понятия и определения
- •1.1 Общие сведения
- •1.2 Резистивные элементы
- •1.3 Индуктивный и емкостный элементы
- •1.4 Источники постоянного напряжения
- •2 Электрические цепи постоянного тока
- •2.1 Общие сведения
- •2.2 Законы Кирхгофа
- •2.2.1 Первый закон Кирхгофа
- •2.2.2 Второй закон Кирхгофа
- •2.3 Методы расчета линейных электрических цепей
- •2.3.1 Расчет цепей с использованием законов Кирхгофа
- •2.3.2 Метод контурных токов
- •2.4 Распределение потенциалов вдоль электрической цепи
- •2.5 Последовательное и параллельное соединения резистивных элементов
- •2.5.1 Последовательное соединение
- •2.5.2 Параллельное соединение
- •2.6 Электрическая энергия и мощность
- •2.7 Номинальные величины источников и приемников. Режимы работы электрических цепей
- •3 Линейные однофазные электрические цепи синусоидального тока
- •3.1 Основные величины, характеризующие синусоидальные ток, напряжение и эдс
- •3.1.1 Мгновенное значение
- •3.1.2 Действующее и среднее значения синусоидальных токов и напряжений
- •3.1.3 Изображение синусоидальных токов, напряжений и эдс комплексными числами и векторами
- •3.2 Элементы электрических цепей синусоидального тока
- •3.2.1 Резистивный элемент (рэ)
- •3.2.2 Индуктивный элемент
- •3.2.3 Емкостный элемент
- •3.3 Расчет неразветвленной электрической цепи синусоидального тока
- •3.4 Мощность в линейных цепях синусоидального тока
- •4 Трехфазные линейные электрические цепи синусоидального тока
- •4.1 Трехфазный источник электрической энергии
- •4.2 Анализ электрических цепей при соединении трехфазного источника и приемника по схеме «звезда» с нулевым проводом
- •4.3 Соединение приемника по схеме «треугольник»
- •4.4 Мощность трехфазной цепи
- •4.4.1 Трехфазная электрическая цепь с симметричным приемником
- •5 Электрические трансформаторы
- •5.1 Общие сведения
- •5.2 Принцип действия электрического трансформатора
- •5.3 Работа электрического трансформатора в режиме холостого хода
- •5.4 Опыт короткого замыкания
- •5.5 Мощность потерь в трансформаторе
- •5.6 Автотрансформаторы
- •6 Электрические машины
- •6.1 Общие сведения
- •6.2 Вращающееся магнитное поле
- •6.3 Асинхронные машины
- •6.3.1 Принцип действия асинхронного двигателя (ад)
- •6.3.2 Устройство асинхронного двигателя
- •6.3.3 Характеристики асинхронного двигателя
- •6.4 Машины постоянного тока
- •6.4.1 Общие понятия об устройстве машин постоянного тока и принципе их действия
- •6.4.2 Эдс обмотки якоря и электромагнитный момент
- •6.4.3 Электрические двигатели постоянного тока
- •6.4.4 Способы регулирования скорости двигателя постоянного тока
- •6.4.5 Пуск электродвигателей постоянного тока
- •Часть 2 электроника
- •1 Пассивные элементы электронных схем
- •1.1 Резисторы
- •Резисторы постоянного сопротивления. Углеродистые резисторы (блп) – резистивный элемент которых представляет собой тонкую пленку углерода, осажденную на основание из керамики.
- •1.2 Конденсаторы
- •1.3 Катушки индуктивности
- •1.4 Трансформаторы
- •2 Физические основы полупроводниковых приборов
- •2.1 Зонная теория твердого тела
- •2.2 Собственная электропроводность полупроводников
- •2.3 Примесные полупроводники
- •2.4 Полупроводниковые резисторы
- •2.5 Электронно-дырочный переход
- •2.5.1 Полупроводниковый p-n-переход в отсутствие внешних напряжений
- •2.5.2 Прямое смещение p-n-перехода
- •2.5.3 Обратное смещение p-n-перехода
- •3 Полупроводниковые приборы
- •3.1 Диоды
- •3.1.1 Выпрямительные диоды
- •3.1.2 Кремниевые стабилитроны
- •Обозначения полупроводниковых диодов состоят из пяти элементов.
- •3.2 Транзисторы
- •3.2.1 Полевые транзисторы
- •3.2.1.1 Полевые транзисторы с p-n-переходом
- •Внутреннее (выходное)сопротивление полевого транзистора
- •3.2.2 Биполярные транзисторы
- •3.3 Тиристоры
- •3.3.1 Устройство и принцип действия
- •3.3.2 Основные параметры тиристоров
- •3.3.3 Симистор
- •4 Операционный усилитель
- •4.1 Основные параметры и характеристики
- •4.2 Устройства на базе операционных усилителей
- •4.3 Импульсные устройства на операционных усилителях
- •5 Выпрямительные устройства
- •5.1 Однофазные выпрямители на полупроводниковых диодах
- •Цифровые устройства
- •6 Логические функции и устройства
- •6.1 Основные логические операции и их реализация
- •6.2 Триггеры
- •6.3 Цифровые счетчики импульсов
- •6.4 Регистры
- •6.5 Дешифраторы
- •6.6 Мультиплексоры
- •6.7 Постоянные запоминающие устройства (пзу)
- •7 Микропроцессоры
- •Список использованной литературы
- •Электротехника, электроника и микропроцессорная техника
- •98309 Г. Керчь, Орджоникидзе, 82.
Министерство аграрной политики и продовольствия Украины
Государственное агентство рыбного хозяйства Украины
Керченский государственный морской технологический университет
Кафедра «Электрооборудование судов и автоматизация производства»
Электротехника, электроника
И
Микропроцессорная техника
Конспект лекций
для студентов направления 6.050503 «Машиностроение»
специальности «Оборудование перерабатывающих и пищевых производств»,
дневной и заочной форм обучения
Керчь, 2013 г.
УДК 621.3+621.38+004.31
Авторы: Голиков С. П., к.т.н., доцент кафедры «Электрооборудование судов и автоматизация производства» (ЭСиАП) Керченского государственного морского технологического университета (КГМТУ), Г. А. Коваленко, ст. преподаватель кафедры ЭСиАП КГМТУ.
Рецензент: Черный С.Г., к.т.н., доцент кафедры ЭСиАП КГМТУ.
Конспект лекций рассмотрен и одобрен на заседании кафедры
ЭСиАП КГМТУ, протокол № 5 от 18.12.2012 г.
Конспект лекций утвержден и рекомендован к публикации на заседании методической комиссии ТФ КГМТУ,
протокол № 1 от 29.01.2013 г.
Керченский государственный морской технологический университет, 2012 г.
Содержание
|
Введение |
6 |
|
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА» |
7 |
|
1 Основные понятия и определения |
7 |
|
1.1 Общие сведения |
7 |
|
1.2 Резистивные элементы |
8 |
|
1.3 Индуктивный и емкостный элементы |
10 |
|
1.4 Источники постоянного напряжения |
11 |
|
2 Электрические цепи постоянного тока |
12 |
|
2.1 Общие сведения |
12 |
|
2.2 Законы Кирхгофа |
13 |
|
2.2.1 Первый закон Кирхгофа |
13 |
|
2.2.2 Второй закон Кирхгофа |
14 |
|
2.3 Методы расчета линейных электрических цепей |
14 |
|
2.3.1 Расчет цепей с использованием законов Кирхгофа |
14 |
|
2.3.2 Метод контурных токов |
15 |
|
2.4 Распределение потенциалов вдоль электрической цепи |
17 |
|
2.5 Последовательное и параллельное соединения резистивных элементов |
18 |
|
2.5.1 Последовательное соединение |
18 |
|
2.5.2 Параллельное соединение |
18 |
|
2.6 Электрическая энергия и мощность |
20 |
|
2.7 Номинальные величины источников и приемников. Режимы работы электрических цепей |
21 |
|
3 Линейные однофазные электрические цепи синусоидального тока |
22 |
|
3.1 Основные величины, характеризующие синусоидальные ток, напряжение и ЭДС |
22 |
|
3.1.1 Мгновенное значение |
22 |
|
3.1.2 Действующее и среднее значения синусоидальных токов и напряжений. |
24 |
|
3.1.3 Изображение синусоидальных токов, напряжений и ЭДС комплексными числами и векторами |
25 |
|
3.2 Элементы электрических цепей синусоидального тока |
26 |
|
3.2.1 Резистивный элемент (РЭ) |
26 |
|
3.2.2 Индуктивный элемент |
28 |
|
3.2.3 Емкостный элемент |
29 |
|
3.3 Расчет неразветвленной электрической цепи синусоидального тока |
31 |
|
3.4 Мощность в линейных цепях синусоидального тока |
33 |
|
4 Трехфазные линейные электрические цепи синусоидального тока |
34 |
|
4.1 Трехфазный источник электрической энергии |
35 |
|
4.2 Анализ электрических цепей при соединении трехфазного источника и приемника по схеме «звезда» с нулевым проводом |
36 |
|
4.3 Соединение приемника по схеме «треугольник» |
38 |
|
4.4 Мощность трехфазной цепи |
40 |
|
4.4.1 Трехфазная электрическая цепь с симметричным приемником |
40 |
|
5 Электрические трансформаторы |
41 |
|
5.1 Общие сведения |
41 |
|
5.2 Принцип действия электрического трансформатора |
42 |
|
5.3 Работа электрического трансформатора в режиме холостого хода |
43 |
|
5.4 Опыт короткого замыкания |
45 |
|
5.5 Мощность потерь в трансформаторе |
47 |
|
5.6 Автотрансформаторы |
47 |
|
6 Электрические машины |
49 |
|
6.1 Общие сведения |
49 |
|
6.2 Вращающееся магнитное поле |
50 |
|
6.3 Асинхронные машины |
51 |
|
6.3.1 Принцип действия асинхронного двигателя (АД) |
52 |
|
6.3.2 Устройство асинхронного двигателя |
53 |
|
6.3.3 Характеристики асинхронного двигателя |
53 |
|
6.4 Машины постоянного тока |
55 |
|
6.4.1 Общие понятия об устройстве машин постоянного тока и принципе их действия |
55 |
|
6.4.2 ЭДС обмотки якоря и электромагнитный момент |
57 |
|
6.4.3 Электрические двигатели постоянного тока |
58 |
|
6.4.4 Способы регулирования скорости двигателя постоянного тока |
59 |
|
6.4.5 Пуск электродвигателей постоянного тока |
61 |
|
ЧАСТЬ ВТОРАЯ «ЭЛЕКТРОНИКА» |
63 |
|
1 Пассивные элементы электронных схем |
63 |
|
1.1 Резисторы |
63 |
|
1.2 Конденсаторы |
65 |
|
1.3 Катушки индуктивности |
65 |
|
1.4 Трансформаторы |
66 |
|
2 Физические основы полупроводниковых приборов |
67 |
|
2.1 Зонная теория твердого тела |
67 |
|
2.2 Собственная электропроводность полупроводников |
68 |
|
2.3 Примесные полупроводники |
69 |
|
2.4 Полупроводниковые резисторы |
70 |
|
2.5 Электронно-дырочный переход |
70 |
|
2.5.1 Полупроводниковый p-n-переход в отсутствие внешних напряжений |
70 |
|
2.5.2 Прямое смещение p-n-перехода |
71 |
|
2.5.3 Обратное смещение p-n-перехода |
72 |
|
3 Полупроводниковые приборы |
74 |
|
3.1 Диоды |
74 |
|
3.1.1 Выпрямительные диоды |
75 |
|
3.1.2 Кремниевые стабилитроны |
77 |
|
3.2 Транзисторы |
78 |
|
3.2.1 Полевые транзисторы |
79 |
|
3.2.1.1 Полевые транзисторы с p-n-переходом |
79 |
|
3.2.2 Биполярные транзисторы |
82 |
|
3.3 Тиристоры |
85 |
|
3.3.1 Устройство и принцип действия |
85 |
|
3.3.2 Основные параметры тиристоров |
88 |
|
3.3.3 Симистор |
88 |
|
4 Операционный усилитель |
90 |
|
4.1 Основные параметры и характеристики |
90 |
|
4.2 Устройства на базе операционных усилителей |
92 |
|
4.3 Импульсные устройства на операционных усилителях |
95 |
|
5 Выпрямительные устройства |
98 |
|
5.1 Однофазные выпрямители на полупроводниковых диодах |
98 |
|
ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА |
104 |
|
6 Логические функции и устройства |
104 |
|
6.1 Основные логические операции и их реализация |
105 |
|
6.2 Триггеры |
107 |
|
6.3 Цифровые счетчики импульсов |
110 |
|
6.4 Регистры |
111 |
|
6.5 Дешифраторы |
113 |
|
6.6 Мультиплексоры |
114 |
|
6.7 Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) |
115 |
|
7 Микропроцессоры |
117 |
|
Список использованной литературы |
119 |