- •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
9 Основное содержание дисциплины «Электротехника и основы электроники»
9.1 Общие сведения о курсе и методические указания
По самостоятельной работе над ним
В результате изучения курса «Электротехника и основы электроники»студенты должны:
иметь представление о электрических и магнитных цепях, методах их расчёта;
знать конструкцию, принцип действия, теорию работы и характеристики электрических машин, трансформаторов, электронных устройств, применяемых на железнодорожном транспорте;
уметь правильно эксплуатировать отмеченные устройства, проводить их испытания и определять необходимые параметры.
Основной формой изучения дисциплины является самостоятельная работа над рекомендованной литературой. Эта работа организуется и направляется рабочей программой, которую рекомендуется изучать в следующем порядке:
1 Ознакомиться с содержанием главы (раздела или параграфа), стараясь в первую очередь понять физическую сущность явлений и процессов ([1, 6] или другой аналогичный учебник).
2 Уяснить методику математического описания процессов, освоить вывод уравнений.
3 Законспектировать материал главы (параграфа), осветив соответствующий вопрос (вопросы) рабочей программы.
Наличие хорошего конспекта является обязательным условием успешного усвоения курса.
В рабочей программе приведены вопросы, которые необходимо изучить, а также объем и уровень этих вопросов на итоговом контроле (экзамен, зачет).
9.2 Контрольные вопросы для подготовки к сдаче теоретического курса
9.2.1 Вопросы к зачёту по дисциплине «Электротехника и основы электроники»
1 Основные законы электрических цепей.
2 Эквивалентные преобразования в электрических цепях.
3 Расчет простых цепей постоянного тока.
4 Расчет сложных цепей постоянного тока с помощью применения законов Кирхгофа.
5 Расчет сложных цепей методом контурных токов.
6 Расчет сложных цепей методом межузлового напряжения.
7 Потенциальная диаграмма цепи и баланс мощностей.
8 Основные понятия об однофазном переменном токе.
9 Цепь переменного тока с катушкой индуктивности.
10 Цепь переменного тока с конденсатором.
11 Цепь переменного тока с активным сопротивлением.
12 Расчет цепи переменного тока при последовательном соединении R, L, C.
13 Расчет цепи переменного тока при параллельном соединении R, L, C.
14 Резонанс напряжений и его особенности.
15 Резонанс токов и его особенности.
16 Основные понятия о трехфазных цепях.
17 Соединение трехфазных потребителей «звездой» без нейтрального провода.
18 Соединение трехфазных потребителей «звездой» с нейтральным проводом.
19 Соединение трехфазных потребителей «треугольником».
20 Мощности трехфазных цепей.
21 Основные понятия о нелинейных цепях постоянного тока.
22 Расчет нелинейной цепи с последовательным соединением элементов.
23 Расчет нелинейной цепи с параллельным соединением элементов.
24 Расчет нелинейной цепи со смешанным соединением элементов.
25 Основные понятия о магнитных цепях постоянного тока.
26 Расчет магнитодвижущей силы по заданному значению магнитной индукции в сечении магнитопровода.
27 Расчет индукции в сечении магнитопровода по заданному значению магнитодвижущей силы.
28 Основные понятия об электрических измерениях. Погрешности измерений и классы точности измерительных приборов.
29 Магнитоэлектрический измерительный механизм.
30 Электромагнитный измерительный механизм.
31 Электродинамический измерительный механизм.
32 Индукционный измерительный механизм.
33 Основные понятия о цифровых вольтметрах.
34 Основные понятия о цифровых частотомерах.
35 Расширение пределов измерения амперметров постоянного тока.
36 Расширение пределов измерения вольтметров постоянного тока.
37 Расширение пределов измерения амперметров переменного тока.
38 Расширение пределов измерения вольтметров переменного тока.