- •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
9.2.2 Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине «Электротехника и основы электроники»
1 Конструкция, принцип действия и назначение всех частей трансформатора.
2 Основные электрические соотношения в трансформаторе.
3 Приведенный трансформатор и его схема замещения.
4 Опыт холостого хода трансформатора.
5 Опыт короткого замыкания трансформатора.
6 Работа трансформатора под нагрузкой.
7 Параллельная работа трансформаторов.
8 Особенности трехфазных трансформаторов.
9 Области применения трансформатора.
10 Конструкция, принцип действия и назначение всех частей асинхронного двигателя.
11 Основные электрические соотношения в асинхронном двигателе.
12 Вращающий момент и механическая характеристика асинхронного двигателя.
13 Пуск и регулирование частоты вращения асинхронного двигателя.
14 Конструкция, принцип действия и назначение всех частей синхронной машины.
15 Способы возбуждения синхронной машины.
16 Реакция якоря синхронного генератора.
17 Характеристики синхронного генератора.
18 Характеристики синхронного двигателя.
19 Пуск и регулирование частоты вращения синхронного двигателя.
20 Конструкция, принцип действия и назначение всех частей машины постоянного тока.
21 Способы возбуждения машин постоянного тока.
22 Якорные обмотки машин постоянного тока.
23 Коммутация в машинах постоянного тока.
24 Характеристики генератора постоянного тока с параллельным возбуждением.
25 Характеристики двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением.
26 Особенности двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением.
27 Пуск двигателя постоянного тока.
28 Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока.
29 Тормозные режимы машин постоянного тока.
30 Области применения машин постоянного тока.
31 Основные электронные приборы, применяемые на практике.
32 Схемы включения транзистора в усилительных каскадах.
33 Стабилизаторы постоянного напряжения.
34 Выпрямители однофазного переменного тока.
35 Выпрямители трёхфазного переменного тока.
36 Усилители переменного тока.
37 Усилители постоянного тока.
38 Мультивибратор на транзисторах.
39 Генератор синусоидальных сигналов.
40 Логические элементы цифровых устройств.
41 Разновидности триггеров и их применение в электронных устройствах.
Приложение a
(справочное)
Справочные таблицы
Таблица А.1 – Кривая намагничивания листовой электротехнической стали марки 1211
|
В, Тл |
0 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
|
Н, А/см | ||||||||||
|
0,4 |
1,40 |
1,43 |
1,46 |
1,49 |
1,52 |
1,53 |
1,58 |
1,61 |
1,64 |
1,67 |
|
0,5 |
1,71 |
1,75 |
1,79 |
1,83 |
1,87 |
1,91 |
1,95 |
1,99 |
2,03 |
2,07 |
|
0,6 |
2,11 |
2,16 |
2,21 |
2,26 |
2,31 |
2,36 |
2,41 |
2,46 |
2,51 |
2,56 |
|
0,7 |
2,61 |
2,66 |
2,71 |
2,76 |
2,81 |
2,87 |
2,93 |
2,99 |
3,06 |
3,12 |
|
0,8 |
3,18 |
3,24 |
3,30 |
3,37 |
3,44 |
3,52 |
3,6 |
3,69 |
3,78 |
3,87 |
|
0,9 |
3,97 |
4,07 |
4,17 |
4,27 |
4,37 |
4,47 |
4,58 |
4,69 |
4,80 |
4,91 |
|
1,0 |
5,02 |
5,14 |
5,27 |
5,41 |
5,55 |
5,70 |
5,85 |
6,00 |
6,15 |
6,31 |
|
1,1 |
6,47 |
6,64 |
6,82 |
7,01 |
7,20 |
7,39 |
7,59 |
7,79 |
8,00 |
8,21 |
|
1,2 |
8,43 |
8,66 |
8,91 |
9,18 |
9,46 |
9,76 |
10,1 |
10,4 |
10,7 |
11,0 |
|
1,3 |
11,4 |
11,8 |
12,2 |
12,6 |
13,0 |
13,4 |
13,8 |
14,3 |
14,8 |
15,3 |
|
1,4 |
15,8 |
16,4 |
17,1 |
17,8 |
18,6 |
19,5 |
20,5 |
21,5 |
22,6 |
23,8 |
|
1,5 |
25,0 |
26,4 |
27,9 |
29,5 |
31,1 |
32,8 |
34,6 |
36,6 |
38,8 |
41,2 |
|
1,6 |
43,7 |
46,3 |
49,1 |
52,2 |
55,3 |
58,8 |
62,3 |
66,0 |
69,8 |
73,7 |
|
1,7 |
77,8 |
82,0 |
86,3 |
90,7 |
96,3 |
101 |
106 |
111 |
116 |
122 |
|
1,8 |
128 |
134 |
142 |
146 |
152 |
159 |
166 |
173 |
180 |
188 |
|
1,9 |
197 |
206 |
216 |
226 |
236 |
246 |
256 |
268 |
282 |
296 |
|
2,0 |
310 |
325 |
343 |
365 |
390 |
420 |
455 |
495 |
545 |
595 |
|
2,1 |
655 |
725 |
800 |
880 |
960 |
1040 |
1120 |
1200 |
1280 |
1360 |
|
2,2 |
1440 |
1520 |
1600 |
1680 |
1760 |
1840 |
1920 |
2000 |
2080 |
2160 |
|
2,3 |
2240 |
2320 |
2400 |
2480 |
2560 |
2640 |
2720 |
2800 |
2880 |
2960 |
|
2,4 |
3040 |
3120 |
3200 |
3280 |
3360 |
3440 |
3520 |
3600 |
3680 |
3760 |
|
2,5 |
3840 |
3920 |
4000 |
4080 |
4160 |
4240 |
4320 |
4400 |
4480 |
4560 |
|
Примечание – Для получения напряжённости магнитного поля Н, А/м, необходимо значение, взятое из таблицы А.1, умножить на 100. | ||||||||||
Таблица А.2 – Кривая намагничивания литой стали
|
В, Тл |
0 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
|
Н, А/см | ||||||||||
|
0 |
0 |
0,08 |
0,16 |
0,24 |
0,32 |
0,40 |
0,48 |
0,56 |
0,64 |
0,72 |
|
0,1 |
0,80 |
0,88 |
0,96 |
1,04 |
1,12 |
1,20 |
1,28 |
1,36 |
1,44 |
1,52 |
|
0,2 |
1,6 |
1,68 |
1,76 |
1,84 |
1,92 |
2,0 |
2,08 |
2,16 |
2,24 |
2,32 |
|
0,3 |
2,40 |
2,48 |
2,50 |
2,64 |
2,72 |
2,80 |
2,88 |
2,96 |
3,04 |
3,12 |
|
0,4 |
3,20 |
3,28 |
3,36 |
3,44 |
3,52 |
3,60 |
3,68 |
3,76 |
3,84 |
3,92 |
|
0,5 |
4,00 |
4,04 |
4,17 |
4,26 |
4,34 |
4,43 |
4,52 |
4,61 |
4,70 |
4,79 |
|
0,6 |
4,88 |
4,97 |
5,06 |
5,16 |
5,25 |
5,35 |
5,44 |
5,54 |
5,64 |
5,74 |
|
0,7 |
5,84 |
5,93 |
6,03 |
6,13 |
6,23 |
6,32 |
6,42 |
6,52 |
6,62 |
6,72 |
|
0,8 |
6,82 |
6,93 |
7,03 |
7,24 |
7,34 |
7,45 |
7,55 |
7,66 |
7,76 |
7,87 |
|
0,9 |
7,98 |
8,10 |
8,23 |
8,35 |
8,48 |
8,50 |
8,73 |
8,85 |
8,98 |
9,11 |
|
1,0 |
9,24 |
9,38 |
9,53 |
9,69 |
9,86 |
10,04 |
10,22 |
10,39 |
10,56 |
10,76 |
|
1,1 |
10,90 |
11,08 |
11,27 |
11,47 |
11,67 |
11,87 |
12,07 |
12,27 |
12,48 |
12,69 |
|
1,2 |
12,9 |
13,15 |
13,4 |
13,7 |
14,0 |
14,3 |
14,6 |
14,9 |
15,2 |
15,55 |
|
1,3 |
15,9 |
16,3 |
16,7 |
17,2 |
17,6 |
18,1 |
18,6 |
19,2 |
19,7 |
20,3 |
|
1,4 |
20,9 |
21,6 |
22,3 |
23,0 |
23,7 |
24,4 |
25,3 |
26,2 |
27,1 |
28,0 |
|
1,5 |
28,9 |
29,9 |
31,0 |
32,1 |
33,2 |
34,3 |
35,6 |
37,0 |
38,3 |
39,6 |
|
1,6 |
41,0 |
42,5 |
44,0 |
45,5 |
47,0 |
48,7 |
50,0 |
51,5 |
53,0 |
55,0 |
|
Примечание ─ Для получения напряжённости магнитного поля Н, А/м, необходимо значение, взятое из таблицы А.2, умножить на 100. | ||||||||||
Таблица А.3 – Параметры некоторых полупроводниковых диодов
|
Марка диода |
Постоянный прямой ток Ifavm , A |
Максимальное обратное напряжение Urrm , В |
Максимальный прямой ток Ifmmax , А |
|
Д112–10 |
10 |
100–1400 |
31 |
|
2Д210Г |
10 |
1000 |
31 |
|
2Ц102В |
0,1 |
1200 |
0,3 |
|
Д112–25 |
25 |
100–1400 |
80 |
|
2Ц202Б |
0,5 |
4000 |
1,5 |
|
Д1010 |
0,3 |
2000 |
1 |
|
КД208А |
1,5 |
100 |
5 |
|
КД202Б |
2 |
35 |
6 |
|
Д112–32 |
32 |
100–1400 |
100 |
|
Д132–50 |
50 |
100–1400 |
160 |
|
Д132–80 |
80 |
100–1400 |
250 |
|
2Д202В |
3 |
70 |
10 |
|
Д141–100 |
100 |
300–1600 |
315 |
|
2Д106А |
0,3 |
100 |
1 |
|
Д171–400 |
400 |
300–1600 |
1250 |
|
В2–320 |
320 |
150–4000 |
1000 |
|
Д151–160 |
160 |
300–1600 |
500 |
|
Д1007 |
0,5 |
8000 |
1,5 |
|
Д229А |
0,4 |
200 |
1,5 |
|
КД205Д |
0,5 |
100 |
1,5 |