Міністерство освіти і науки України

Івано-Франківський університет права

імені короля Данила Галицького

Факультет архітектури та будівництва

Кафедра «Будівництво»

.

Опорний конспект лекцій

з дисципліни «Електротехніка в будівництві»

Івано-Франківськ

2012

УДК 658.511.5

ББК 32.973

Ш 24

Електротехніка в будівництві. Опорний конспект лекцій. – Івано-Франківськ: Університет права імені Короля Данила Галицького, 2012. – 95 с.

Укладач: кандидат технічних наук,

доцент кафедри будівництва Шаповал О.А.

Опорний конспект лекцій обговорений та схвалений

на засіданні кафедри «Будівництво».

Протокол № _____ від «_____» _____________ 2012 р.

ББК 32.973

© Івано-Франківський університет права

імені Короля Данила Галицького, 2012

© О.А. Шаповал, 2012

Зміст

Основні терміни та поняття 5

Тема·1. Лінійні електричні кола постійного струму 9

1.1. Елементи електричного кола. Закон Ома 9

1.2. Джерела EPC і джерела струму 12

1.3. Закони Кірхгофа 14

1.4. Розрахунок розгалужених кіл за законами Кірхгофа 15

1.5. Метод двох вузлів. Метод накладання 16

1.6. Баланс потужностей 18

1.7. Баланс потужностей 20

Тема·2. Лінійні кола однофазного змінного струму 22

2.1. Загальні відомості 22

2.2. Синусоїдний струм. Діюче значення синусоїдного струму 23

2.3. Змінний синусоїдний струм 26

2.3.1. Синусоїдний струм у колі з активним опором 26

2.3.2. Індуктивність у колі синусоїдного струму. 28

2.3.3. Ємність у колі синусоїдної напруги 29

2.4. Загальні відомості про комплексний метод розрахунку кіл

змінного струму. 31

2.5. Закони Ома та Кірхгофа у комплексній формі 33

2.6. Резонанс напруг. Резонанс струмів 33

2.7. Електричні потужності однофазного кола змінного струму 39

Тема·3. Трифазні електричні кола 42

3.1. Загальні відомості 42

3.2. З'єднання трифазної системи зіркою 43

3.3. З'єднання трифазної системи трикутником 45

3.4. Потужність у трифазному колі 47

3.5. Розрахунок трифазного кола при з'єднанні зіркою 48

3.6. Розрахунок трифазного кола при з'єднанні трикутником 50

Тема·4. Трансформатори 52

4.1. Загальні відомості 52

4.2. Режим холостого ходу трансформатора 54

4.3. Дослід короткого замикання трансформатора 54

4.4. Схема заміщення і векторна діаграма трансформатора 55

4.5. Трифазні трансформатори 57

4.6. Автотрансформатори 59

Тема·5. Електричні машини постійного струму 60

5.1. Електромашинний генератор постійного струму 60

5.2. Схеми збудження машин постійного струму 61

5.3. Двигун постійного струму 62

5.4. Реверс двигуна постійного струму 63

Тема·6. Електричні машини змінного струму 65

6.1. Асинхронний двигун з короткозамкнутим ротором 65

6.2. Трифазний асинхронний двигун з фазним ротором 67

6.3. Однофазний асинхронний двигун 68

6.4. Трифазний двигун у колі однофазного змінного струму 70

Тема·7. Комутаційна низьковольтна аппаратура 71

7.1. Загальні відомості 71

7.2. Комутаційні апарати неавтоматичного керування 72

7.3. Автоматичні повітряні вимикачі (автомати) 72

7.4. Магнітні пускачі 73

7.5. Електричні реле 74

Тема·8. Електричні вимірювання 77

8.1. Загальні відомості 77

8.2. Основні відомості про будову вимірювальних приладів 78

8.3. Схеми включення вимірювальних приладів 82

Тема·9. Вибір перерізу проводів і кабелів 84

9.1. Загальні відомості 84

9.2. Вибір перерізу за номінальним струмом 85

9.3. Вибір перерізу за допустимою втратою напруги 86

Тема·10. Правила техніки безпеки в електроустановках 87

10.1. Загальні відомості 87

10.2. Пристрої заземлення 89

10.3. Технічні заходи, спрямовані на підвищення електробезпеки 90

10.4. Організаційні заходи, які забезпечують підвищення

електробезпеки 91

10.5. Надання допомоги людині, яка потрапила

під вплив електричного струму 92

Список рекомендованої літератури 94

Основні терміни та поняття

Електричне коло та його елементи. Електричним колом називають сукупність пристроїв, що призначені для генерування, передачі, перетворення та використання електричної енергії. Окремі пристрої, що входять до електричного кола, називають елементами електричного кола. Частину електричного кола, що містить виділені в ній елементи, називають ділянкою кола.

Елементи кола, що призначені для генерування електричної енергії, називають джерелами живлення або джерелами електричної енергії, а елементи, що використовують електричну енергію, – приймачами електричної енергії. У джерелах живлення електрична енергія створюється за рахунок перетворення з інших видів енергії: механічної, хімічної, теплової, світлової та ін.

У приймачах, навпаки, електрична енергія перетворюється в інші види енергії: механічну в електричних двигунах; хімічну в акумуляторах; теплову в різних нагрівальних приладах і печах; променисту в освітлювальних приладах та ін.

Класифікація електричних струмів, ЕРС і напруг. Коли електричне коло замкнуте і в ньому є джерело електричної енергії, то має місце направлений рух носіїв електричних зарядів – електричний струм.

Величина або сила електричного струму обумовлюється кількістю електрики (зарядом), що проходить через поперечний переріз провідника в одиницю часу.

Електричний струм, величина та напрям якого залишаються незмінними, називають постійним струмом і позначають прописною літерою I.

Електричний струм, величина або напрямок якого не залишаються постійними, називають змінним струмом. Значення змінного струму в певний момент часу називають миттєвими значеннями й позначають малою літерою і.

Основною електричною одиницею в Міжнародній системі одиниць виміру (СІ) є одиниця сили струму ампер (А).

Форми кривих струмів, що змінюються, досить різноманітні. Домінуюче значення серед них мають періодичні струми. Періодичним називають такий струм, миттєві значення якого повторюються через рівні проміжки часу. Найменший проміжок часу, після закінчення якого миттєві значення струму повторюються, називають періодом і позначають літерою Т. Число періодів в одну секунду називають частотою періодичного струму. Частоту вимірюють у Герцах (Гц).

Струм, що змінюється за гармонічним законом, називають синусоїдальним струмом. Якщо закон зміни миттєвих значень періодичного струму (напруги) відмінний від гармонічного, то такий струм (напругу) називають несинусоїдними. Найбільше значення синусоїдного струму називають амплітудою.

Постійні або змінні струми виникають в електричних колах під впливом електрорушійних сил (ЕРС), збуджуваних у джерелах у процесі перетворення якого-небудь виду енергії в електричну енергію. ЕРС і напруги (за аналогією із струмами) відповідно до закону зміни їхніх миттєвих значень називають постійними, змінними, синусоїдними та несинусоїдними. Постійні ЕРС і напруги позначають прописними літерами Е та U, змінні ЕРС і напруги – малими літерами е та u. Одиницею виміру ЕРС і напруги є вольт (В).