- •Министерство образования Республики Беларусь
- •Введение
- •1 Электрические цепи постоянного тока
- •1.1 Основные понятия об электрической цепи
- •1.2 Основные законы электрических цепей
- •1.3 Расчет простых цепей постоянного тока
- •1.4 Расчет сложных цепей постоянного тока
- •1.4.1 Методика расчета сложной цепи с помощью непосредственного применения законов Кирхгофа
- •6 Решаем любым способом полученную систему относительно токов ветвей и определяем их.
- •1.4.2 Методика расчета цепи методом контурных токов
- •1.4.3 Метод межузлового напряжения
- •Пример 1.4. Расчёт сложной цепи методом межузлового напряжения
- •Рассчитываем проводимости всех ветвей:
- •Для определения межузлового напряжения используем выражение (1.20)
- •Потенциальная диаграмма
- •Контрольные вопросы
- •2 Электрические цепи переменного тока
- •2.1 Основные понятия об однофазном переменном токе
- •Полное сопротивление цепи переменного тока при последовательном соединении r, l и c
- •Полная мощность цепи переменного тока
- •2.2 Расчёт цепейпеременного тока
- •2.2.1 Применение комплексных чисел для расчета цепей переменного тока
- •Комплексным числом называют выражение вида
- •Аргумент этого числа
- •Вещественная часть
- •Для определения полной мощности на участке или во всей цепи используется выражение вида
- •Пример 2.1. Расчёт разветвлённой цепи переменного тока
- •Изображение напряжения на входе цепи в комплексной форме записи
- •Токи в ветвях после разветвления:
- •Падение напряжения на катушке
- •Суммарная реактивная мощность всех потребителей
- •2.3 Особенности трехфазных цепей
- •В комплексной форме записи выражения для фазных напряжений имеют вид:
- •2.3.1 Расчёт трёхфазных цепей
- •Трёхфазная активная мощность
- •Трёхфазная реактивная мощность
- •Трёхфазная полная мощность
- •Пример 2.2. Расчет трехфазной цепи при соединении потребителей звездой
- •Активная трехфазная мощность
- •Реактивная трехфазная мощность
- •Полная мощность
- •Пример 2.3. Расчёт трёхфазной цепи при соединении потребителей треугольником
- •3 Нелинейные электрические цепи
- •3.1 Нелинейные электрические цепи постоянного тока
- •3.1.1 Классификация нелинейных элементов
- •3.1.2 Методы расчета нелинейных цепей постоянного тока
- •Графический метод расчета неразветвлённой цепи с нелинейными элементами
- •Графический метод расчёта цепи с параллельным соединением нелинейных элементов
- •Графический метод расчета цепи со смешанным соединением нелинейных элементов
- •3.2 Нелинейные элементы электрической цепи переменного тока
- •Контрольные вопросы
- •4 Магнитные цепи
- •4.1 Основные понятия о магнитных цепях
- •4.2 Определение магнитодвижущей силы цепи
- •Эквивалентная расчётная схема заданной магнитной цепи изображена на рисунке 4.1.
- •Mагнитодвижущая сила f катушки
- •Величина электромагнитной силы fэм, действующей на проводник с током в воздушном зазоре,
- •4.3 Определение магнитной индукции в заданном сечении
- •Контрольные вопросы
- •5 Трансформаторы
- •5.1 Основные понятия о трансформаторах
- •5.2 Приведенный трансформатор и его схема замещения
- •5.3 Режимы работы трансформатора
- •Пример 3.1. Расчёт параметров трёхфазного трансформатора
- •Решение. Так как первичная обмотка соединена звездой, то фазное напряжение первичной обмотки
- •Линейный номинальный ток первичной обмотки
- •Активное сопротивление короткого замыкания
- •Контрольные вопросы
- •6 Асинхронные двигатели
- •6.1 Принцип действия асинхронного двигателя
- •6.2 Асинхронная машина при неподвижном роторе
- •6.3 Работа асинхронной машины при вращающемся роторе
- •6.4 Вращающий момент асинхронного двигателя
- •Пример 6.1. Расчёт параметров асинхронного трёхфазного двигателя с короткозамкнутым ротором
- •Контрольные вопросы
- •7 Выпрямители переменного тока
- •7.1 Основные понятия о выпрямителях
- •7.2 Однофазная схема выпрямления с нулевой точкой
- •Выпрямления с нулевой точкой
- •7.3 Однофазная мостовая схема выпрямления
- •7.4 Трехфазная схема выпрямления с нулевой точкой
- •Среднее значение тока диода
- •Из разложения в ряд Фурье напряжения на нагрузке следует, что амплитуда основной (третьей) гармоники
- •7.5 Трехфазная мостовая схема выпрямления
- •Среднее значение выпрямленного напряжения
- •Среднее значение тока диода
- •Действующее значение тока вторичной обмотки вентильного трансформатора, соединённой звездой,
- •Из выражения для напряжения на нагрузке следует, что амплитуда основной (шестой) гармоники
- •Коэффициент пульсации выпрямленного напряжения
- •Типовая мощность трансформатора
- •7.6 Фильтрация выпрямленного напряжения
- •Индуктивность дросселя в г-образной схеме фильтра можно определить из приближённого выражения
- •Контрольные вопросы
- •8 Задания на выполнение контрольных работ
- •8.1 Контрольная работа № 1 Задача № 1. Расчет линейной электрической цепи постоянного тока с одним источником электрической энергии
- •Задача № 2. Расчет сложной цепи постоянного тока с двумя узлами
- •Задача № 3. Расчет разветвленной линейной цепи постоянного тока с несколькими источниками электрической энергии
- •8.2 Контрольная работа № 2 Задача № 1. Расчёт неразветвлённой цепи однофазного синусоидального тока
- •Задача № 2. Расчёт разветвлённой цепи однофазного синусоидального тока
- •Задача № 3. Расчёт трёхфазной цепи
- •8.3 Контрольная работа № 3 Задача № 1. Расчёт параметров трансформатора
- •Задача № 2. Расчёт параметров трёхфазного асинхронного двигателя
- •Перечень пунктов задания, необходимых для формирования условия задачи:
- •8.4 Контрольная работа № 4
- •9 Основное содержание дисциплины «Электротехника и основы электроники»
- •9.1 Общие сведения о курсе и методические указания
- •По самостоятельной работе над ним
- •9.2 Контрольные вопросы для подготовки к сдаче теоретического курса
- •9.2.1 Вопросы к зачёту по дисциплине «Электротехника и основы электроники»
- •9.2.2 Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине «Электротехника и основы электроники»
- •Приложение a
- •Справочные таблицы
- •Список литературы
Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Белорусский государственный университет транспорта»
Кафедра электротехники
В. А. Пацкевич, В. Г. Черномашенцев
ЭЛЕКТРотехника
и основы электроники
Учебно-методическое пособие для выполнения контрольных
работ
студентами безотрывной формы обучения
Гомель 2009
Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Белорусский государственный университет транспорта»
Кафедра электротехники
В. А. Пацкевич, В. Г. Черномашенцев
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
И ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ
Учебно-методическое пособие для выполнения
контрольных работ студентами безотрывной формы
обучения
Под редакцией В. Г. Черномашенцева
Одобрено методической комиссией ФБО
Гомель 2009
УДК [621.3+621.38](075.8)
ББК 31.2
П21
Р е ц е н з е н т ы: зав. кафедрой «Автоматизированный электропривод» д-р техн. наук, профессорВ. И. Луковников(УО «ГГТУ им. П. О. Сухого»), зав. кафедрой «Электрический подвижной состав» канд. техн. наук, доцентВ. С. Могила (УО «БелГУТ»).
Пацкевич, В. А.
П21 Электротехника и основы электроники : учеб.-метод. пособие для выполнения контрольных работ студентами безотрывной формы обучения / В. А. Пацкевич, В. Г. Черномашенцев ; под ред В. Г. Черномашенцева ; М-во образования Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп.– Гомель : БелГУТ, 2009. –146 с.
ISBN978-985-468-487-1
Содержит теоретическую часть, необходимую для выполнения контрольных работ, практическую, включающую в себя задания и методические указания к их выполнению, состоит из шести разделов: электрические цепи постоянного тока, цепи однофазного и трёхфазного переменного тока, магнитные цепи, трансформаторы, асинхронные двигатели, выпрямители.
Предназначено для студентов неэлектротехнических специальностей безотрывной формы обучения.
УДК [621.3+621.38](075.8)
ББК 31.2
ISBN 978-985-468-487-1 © Пацкевич В. А., Черномашенцев В. Г., 2009
© Оформление. УО «БелГУТ», 2009
ОГЛАВЛЕНИЕ | |
|
|
ВВЕДЕНИЕ…………………...............……..………………………..……………….. |
5 |
1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА..……..............……..…... |
7 |
1.1 Основные понятия об электрической цепи……………….…………................. |
7 |
1.2 Основные законы электрических цепей….……………...............……………... |
9 |
1.3 Расчёт простых цепей постоянного тока…………………...............…………... |
12 |
1.4 Расчет сложных цепей постоянного тока............................................................. |
15 |
1.4.1 Методика расчета сложной цепи с помощью непосредственного |
|
применения законов Кирхгофа .................................................................. |
16 |
1.4.2 Методика расчета цепи методом контурных токов………........................ |
17 |
1.4.3 Метод межузлового напряжения………………...............……………....... |
19 |
1.5 Потенциальная диаграмма..................................................................................... |
21 |
2 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА......................................... |
24 |
2.1 Основные понятия об однофазном переменном токе......................................... |
24 |
2.2 Расчёт цепей переменного тока............................................................................. |
28 |
2.2.1 Применение комплексных чисел для расчета цепей переменного тока.. |
29 |
2.3 Особенности трехфазных цепей............................................................................ |
36 |
2.3.1 Расчёт трёхфазных цепей.............................................................................. |
38 |
3 НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ....................................................... |
46 |
3.1 Нелинейные электрические цепи постоянного тока........................................... |
46 |
3.1.1 Классификация нелинейных элементов...................................................... |
47 |
3.1.2 Методы расчета нелинейных цепей постоянного тока.............................. |
48 |
3.2 Нелинейные элементы электрической цепи переменного тока......................... |
53 |
4 МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ................................................................................................ |
55 |
4.1 Основные понятия о магнитных цепях…............................................................. |
55 |
4.2 Определение магнитодвижущей силы цепи........................................................ |
58 |
4.3 Определение магнитной индукции в заданном сечении.................................... |
61 |
5 ТРАНСФОРМАТОРЫ............................................................................................... |
64 |
5.1 Основные понятия о трансформаторах................................................................ |
64 |
5.2 Приведённый трансформатор и его схема замещения........................................ |
68 |
5.3 Режимы работы трансформатора.......................................................................... |
71 |
6 АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ............................................................................. |
80 |
6.1 Принцип действия асинхронного двигателя........................................................ |
80 |
6.2 Асинхронная машина при неподвижном роторе................................................. |
82 |
6.3 Работа асинхронной машины при вращающемся роторе................................... |
85 |
6.4 Вращающий момент асинхронного двигателя..................................................... |
87 |
|
|
7 ВЫПРЯМИТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА......................................................... |
95 |
7.1 Основные понятия о выпрямителях...................................................................... |
95 |
7.2 Однофазная схема выпрямления с нулевой точкой............................................ |
96 |
7.3 Однофазная мостовая схема выпрямления.......................................................... |
100 |
7.4 Трехфазная схема выпрямления с нулевой точкой............................................. |
103 |
7.5 Трехфазная мостовая схема выпрямления........................................................... |
106 |
7.6 Фильтрация выпрямленного напряжения............................................................ |
109 |
8 ЗАДАНИЯ НА выполнение КОНТРОЛЬНЫх РАБОТ.............................. |
113 |
8.1 Контрольная работа № 1........................................................................................ |
113 |
8.2 Контрольная работа № 2........................................................................................ |
118 |
8.3 Контрольная работа № 3........................................................................................ |
123 |
8.4 Контрольная работа № 4........................................................................................ |
135 |
9 Основное содержание дисциплины «Электротех- ника и основы электроники».................................................................. |
140 |
9.1 Общие сведения о курсе и методические указания по самостоятель- ной работе над ним................................................................................................ |
140 |
9.2 Контрольные вопросы для подготовки к сдаче теоретического курса................. |
140 |
9.2.1 Вопросы к зачёту по дисциплине «Электротехника и основы электроники»................................................................................................. |
140 |
9.2.2 Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине «Электро- техника и основы электроники».................................................................. |
141 |
ПРИЛОЖЕНИЕ А Справочные таблицы................................................................ |
143 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................................................................................ |
146 |