
- •Министерство образования и науки
- •Левина м.Г. Основы промышленной электротехники
- •1. Элементы электротехники
- •1.1. Основные понятия и определения электротехники
- •1.1.2. Электродвижущая сила, электрическое напряжение
- •1.1.3. Электрическая цепь
- •1.1.4. Электрическое сопротивление и его виды
- •1.1.5. Электрическая энергия и мощность
- •1.2. Основные законы электротехники
- •2. Расчетные формулы для цепей постоянного тока
- •2.1. Метод контурных токов (метод Максвелла)
- •2.2. Метод двух узлов
- •2.3. Метод наложения
- •2.4. Метод эквивалентного генератораt
- •2.5. Преобразование сложных цепей в простые эквивалентные
- •2.6. Баланс электрических мощностей цепи
- •2.7. Переходные процессы в цепях постоянного тока
- •2.8. Расчетные формулы для цепей однофазного тока
- •2.8.2. Мощности в цепях переменного тока
- •2.9. Расчетные соотношения для цепей трехфазного тока
- •Метод симметричных составляющих
- •3. Диэлектрические материалы
- •3.1. Физические свойства диэлектрических материалов
- •3.2. Технические данные диэлектрических материалов
- •4. Проводниковые материалы
- •4.1. Проволока, провода, допустимые токовые нагрузки
- •4.2. Шины и ленты
- •4.3. Кабельные изделия, допустимые токовые нагрузки кабелей
- •4.4. Установочные провода и соединительные шнуры
- •5. Трансформаторы
- •5.1. Основные сведения о типах трансформаторов
- •5.2. Силовые трехфазные трансформаторы
- •5.3. Однофазные трансформаторы
- •5.4. Трансформаторы тока и напряжения
- •6. Синхронные машины
- •6.1. Синхронные генераторы
- •6.2. Синхронные двигатели
- •6.3. Синхронные компенсаторы
- •7. Асинхронные двигатели
- •7.1. Основные сведения о серийных асинхронных двигателях
- •7.2. Асинхронные двигатели новых серий ra и 6а
- •7.3. Асинхронные двигатели серии 4а с короткозамкнуты м ротором
- •7.4. Двигатели серии 4а с фазным ротором
- •7.5. Асинхронные двигатели большой мощности
- •7.6. Асинхронные двигатели серии аи
- •7.8. Двигатели серии а02
- •7.9. Асинхронные двигатели серии 5а (5ан, 5анк)
- •8. Машины постоянного тока
- •8.1. Двигатели постоянного тока серий 2пн, 2пф, 4пб, 4пф
- •8.2. Крановые и краново-металлургические двигатели
- •8.3. Генераторы постоянного тока
- •8.4. Универсальные коллекторные двигатели
- •9. Электрические аппараты до 1000 в
- •9.1. Автоматические выключатели
- •9.2. Контакторы, магнитные пускатели
- •9.3. Реле
- •9.4. Командоаппараты, магнитные станции, кнопки, выключатели, переключатели
- •9.5. Бесконтактные аппараты
- •9.6. Предохранители плавкие
- •9.7. Резисторы и реостаты силовые
- •9.8. Силовые конденсаторы и конденсаторные установки
- •10. Электрооборудование и электрические аппараты высокого напряжения
- •10.1. Масляные выключатели
- •10.2. Электромагнитные выключатели
- •10.3. Разъединители внутренней и наружной установки 10 кВ
- •10.4. Комплектные трансформаторные подстанции 10 кВ
- •10.5. Комплектные конденсаторные установки 6 (10) кВ
- •11. Элементы электроснабжения и электрического освещения
- •11.1. Общие вопросы электроснабжения. Параметры напряжения
- •11.2. Воздушные и кабельные лэп напряжением 6(10) и 0,4 кВ
- •11.3. Расчет и выбор сечений проводов, кабелей, шин
- •11.4. Расчет токов короткого замыкания и выбор автоматических выключателей и предохранителей
- •11.5. Приборы электрического освещения.
- •11.6. Измерение электрической энергии
- •11.7. Внутренние и наружные электрические проводки
- •12. Автономные источники электрической энергии
- •12.1. Автономные дизель-электрические и бензоэлектрические агрегаты и станции
- •12.2. Ветроэлектрические станции
- •12.3. Комплектные фотоэлектрические солнечные системы
- •12.4. Малые гэс и микроГэс
- •12.5. Аккумуляторы
- •13. Сварочное электрооборудование
- •13.1. Сварочные аппараты переменного и постоянного тока
- •13.2. Сварочные выпрямители типа вд
- •13.3. Сварочные преобразователи-агрегаты
- •14. Бытовое электрооборудование
- •14.1. Общие вопросы
- •14.2. Бытовой электрический инструмент
- •14.3. Бытовые электрические насосы
- •14.4. Бытовое электрооборудование для электрического отопления
- •14.5. Электроводонагреватели
- •14.6. Электрические плитки
- •14.7. Трубчатые электронагреватели (тэНы)
- •14.8. Электрокалориферы
- •14.9. Электрокаменки типа эк
- •14.10. Электрообогреватели для теплиц и парников
- •15. Вопросы электробезопасности
- •15.1. Основные понятия и определения
- •15.2. Защитные средства
- •15.3. Защитное заземление и защитное зануление
- •Литература
- •1. Элементы электротехники 2
- •2. Расчетные формулы для цепей постоянного тока 9
- •12. Автономные источники электрической энергии 76
- •13. Сварочное электрооборудование 81
- •14. Бытовое электрооборудование 83
- •15. Вопросы электробезопасности 94
2.7. Переходные процессы в цепях постоянного тока
В общем случае для цепи, содержащей источники ЭДС еi, сопротивления Ri индуктивности Li, и емкости Ci , для определения искомого тока i записывают линейное однородное дифференциальное уравнение в соответствии со вторым законом Кирхгофа для данного контура:
Ток, являющийся общим решением этого уравнения представляют в виде двух составляющих: i(t) = iПР(t) + iСВ(t)
где iСВ(t) — свободный ток — составляющая, действующая лишь, в переходном режиме;
iПР(t) — принужденный ток — составляющая, действующая в установившемся режиме.
Ток iСВ(t) получают, как частное решение этого уравнения со свободным членом при t = .
Т
ок
iПР(t)
получают
как общее решение уравнения без свободного
члена.
Приведем примеры решений для некоторых типовых цепей.
Пример 1.
Включение цепи, содержащей последовательно
соединенные резистор сопротивлением
R
и
индуктивность L,
на постоянное напряжение U
(рис. 2.2):
(1)
Принужденная
составляющая
тока
(2)
Уравнение
без свободного члена
(3)
Его характеристическое уравнение Lp+R=0; p=-R/L
О
бщее
решение уравнения (3)
Общее
решение уравнения (1)
(4)
Постоянную А находят из (4), полагая, что i(0-) = 0 в схеме до коммутации и в схеме после коммутации i(0+) = 0 , так как ток в индуктивности не может изменяться скачком при t = 0:
,
откуда
Р
ешение
уравнения (1)
или, полагая
(постоянная времени),
Пример 2. При включении цепи, содержащей последовательно соединенные резистор с сопротивлением R и конденсатор С, на постоянное напряжение U (рис. 2.4), ее уравнение имеет вид: uC(t)+Ri(t)=U
где
i(t)—
ток в цепи,
;
uC(t)
— падение напряжения на конденсаторе.
.
(5)
Решение
(5) ищется в виде
(6)
Характеристическое
уравнение для (6) RCp+1=0;
Принужденная
составляющая равна
.
Решение
уравнения (5)
Поскольку
в начальный момент t
= 0,
,
то А
= - U,
следовательно искомое решение:
где = RC — постоянная времени цепи.
2.8. Расчетные формулы для цепей однофазного тока
Переменные токи и напряжения
Частота
тока и напряжения генератора, вращающегося
с угловой скоростью со и имеющего р
пар полюсов,
Гц:
В цепях переменного тока различают мгновенные действующие, средние и амплитудные значения тока и напряжения.
Мгновенными называют значения тока или напряжения в цепи, определяемые для произвольного момента времени t. Мгновенные значения синусоидальных тока и напряжения:
;
;
где Im и Um — амплитудные значения тока и напряжения;
i и u — углы сдвига фаз тока и напряжения относительно начала координат;
= u - i — угол сдвига фазы тока относительно фазы напряжения.
Действующим называют значение такого периодического тока, который производит тот же тепловой эффект, что и равный ему по величине постоянный ток. Действующие значения токов и напряжений являются среднеквадратичными значениями их мгновенных значений:
,
или
;
Средние значения тока и напряжения: