Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
morozova_t_f_uchebnoe_posobie_elektrotehnika_i_elektronika.doc
Скачиваний:
1142
Добавлен:
13.02.2018
Размер:
4.11 Mб
Скачать

278

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Электротехника и электроника Учебное пособие

(курс лекций)

для студентов специальности 230201 (071900)

«Информационные системы и технологии»

и направления 230200.62 «Информационные системы»

УДК 621.3 + 621.38 (075)

ББК 31.2 + 32.85 я 7

М 80

Рецензенты:

С. А. Филиппов,

зам. директора ГУ «Ставропольский краевой центр энергосбережения», к. т. н., доцент;

А. В. Ивашина,

доцент кафедры «Электроснабжения и эксплуатации электрооборудования»

энергетического факультета СтГАУ, к. т. н.

Морозова, Т.Ф.

М 80 Электротехника и электроника: учебное пособие (курс лекций) Т. Ф. Морозова. Ставрополь : ГОУ ВПО «СевКавГТУ», 2009. – 250 с.

Разработанный курс лекций для студентов специальности 230201 (071900) «Информационные системы и технологии» и направления 230200.62 «Информационные системы» соответствует требованиям ГОС ВПО, ПрОП и рабочей программе по дисциплине «Электротехника и электроника».

Электротехника и электроника – дисциплина, являющаяся частью общеинженерной подготовки студентов в области электроэнергетики и электроники, предусматривающая теоретическое изучение и практическое применение электрических и магнитных явлений.В процессе изложения дисциплины особое внимание уделяется изучению методов анализа электрических цепей, принципов действия основных видов электрических машин, ознакомление с современным уровнем электронной техники. Эти знания позволят студентам успешно применять достижения в области современной электротехнической науки и информационных технологий в своей профессиональной деятельности.

Материалы содержат необходимые схемы и иллюстрации, которые помогут студентам более наглядно представить изучаемые процессы, электротехническое оборудование и принципы построения устройств электронной техники.

УДК 621.3 + 621.38 (075)

ББК 31.2 + 32.85 я 7

ÓТ. Ф. Морозова, 2009

Ó ГОУ ВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет», 2009

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

6

1 ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ.

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

9

Лекция 1

1.1 Топологические характеристики, элементы и схемы электрических цепей

9

1.2 Основные законы и соотношения в цепях постоянного тока

13

1.3 Методы эквивалентного преобразования схем электрических цепей с пассивными элементами

17

1.4 Характеристика методов расчета цепей постоянного тока.

Методы контурных токов и узловых потенциалов

19

1.5 Баланс активной мощности

25

2 РАСЧЕТ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

26

Лекция 2

2.1 Основные характеристики синусоидальных сигналов

26

2.2 Синусоидальные сигналы в прямоугольных координатах

28

2.3 Представление синусоидальных величин

30

2.4 Закон Ома в комплексной форме для цепей синусоидального тока

34

2.5 Комплексный метод расчета цепей синусоидального тока

38

2.6 Активная, реактивная и полная мощности

44

2.7 Резонанс в цепях синусоидального тока

46

3 АНАЛИЗ И РАСЧЕТ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И

МАГНИТНЫХ ЦЕПЕЙ

52

Лекция 3

3.1 Основные понятия нелинейных электрических и магнитных цепей

52

3.2. Классификация нелинейных элементов

53

3.3 Статическое и дифференциальное сопротивление НЭ

54

3.4. Методы расчета нелинейных электрических цепей

55

3.5 Нелинейные индуктивные и емкостные сопротивления

58

3.6 Преобразования, осуществляемые с помощью нелинейных электрических цепей

59

3.7 Основные понятия магнитной цепи

60

3.8 Расчет магнитных цепей

62

3.9 Применение к магнитным цепям методов, используемых для расчета нелинейных электрических цепей

65

4 ТРЕХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

68

Лекция 4

4.1 Трехфазная система

68

4.2 Соотношение между фазными и линейными величинами

72

4.3 Приемники, включаемые в трехфазную цепь

74

4.4 Мощность трехфазной системы

79

5 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ УСТРОЙСТВА. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН. ТРАНСФОРМАТОРЫ

81

Лекция 5

5.1 Принципы преобразования электрической энергии

81

5.2 Назначение и принцип действия трансформатора

84

5.3 Классификация трансформаторов

87

5.4 Устройство трансформатора

88

5.5 Режимы работы трансформаторов

92

5.6 Потери и КПД трансформатора

92

5.7 Трёхфазные трансформаторы, автотрансформаторы

и измерительные трансформаторы

94

6 МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

98

Лекция 6

6.1 Принцип действия генератора и двигателя постоянного тока

98

6.2 Устройство коллекторной машины постоянного тока

99

6.3 Причины, вызывающие искрение на коллекторе

102

6.4 Способы возбуждения машин постоянного тока

104

6.5 Основные характеристики генераторов постоянного тока

105

6.6 Механическая и рабочая характеристики

111

6.7 Двигатели постоянного тока

113

6.8 Потери и КПД машин постоянного тока

113

7 АСИНХРОННЫЕ И СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

115

Лекция 7

7.1. Устройство асинхронных машин

115

7.2 Режимы работы асинхронной машины

117

7.3 Потери и КПД асинхронного двигателя

120

7.4 Электромагнитный момент и механическая характеристика

асинхронного двигателя

122

7.5 Пуск асинхронных двигателей

124

7.6 Рабочие характеристики асинхронного двигателя

126

7.7 Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей

128

7.8 Устройство синхронной машины

130

7.9 Возбуждение синхронных машин

133

7.10 Параллельная работа синхронных генераторов

134

7.11 Потери и КПД синхронных машин

136

7.12 Пуск трехфазного синхронного двигателя

137

8 ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

139

Лекция 8

8.1 Электронно-дырочный переход и его свойства

139

8.2 Полупроводниковые диоды

140

8.3 Биполярные транзисторы

144

8.4 Полевые транзисторы

149

8.5 Тиристоры

154

8.6 Интегральные микросхемы

157

8.7 Оптоэлектронные устройства

160

8.8 Индикаторные приборы

164

9 ИСТОЧНИКИ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

167

Лекция 9

9.1 Принципы построения источников вторичного электропитания

167

9.2 Классификация ИВЭП

169

9.3 Выпрямители: классификация и основные параметры

170

9.4 Управляемый выпрямитель

175

9.5 Стабилизаторы напряжения и тока

178

9.6 Сглаживающие фильтры

181

10 УСИЛИТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

185

Лекция 10

10.1 Усилители. Классификация и основные характеристики

185

10.2 Принцип действия усилителя

191

10.3 Обратные связи в усилителях

195

10.4 Дифференциальный каскад

196

10.5 Операционные усилители

197

10.6 Импульсные усилители мощности

199

10.7 Автогенераторные устройства

202

11 ОСНОВЫ ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ. МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СРЕДСТВА

207

Лекция 11

11.1 Логические элементы

207

11.2 Запоминающие устройства – триггеры

210

11.3 Аналого-цифровые преобразователи

218

11.4 Цифро-аналоговые преобразователи

224

11.5 Программируемые устройства. Микропроцессоры

229

12 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ

234

Лекция 12

12.1 Общие сведения. Погрешности и классы точности

234

12.2 Классификация электроизмерительных приборов

238

12.3 Электронные и цифровые измерительные приборы

241

12.4 Регистрирующие приборы и устройства

244

12.5 Измерение неэлектрических величин

246

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

248

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]