Электротехника. 1. А.В. Евстифеев. Микроконтроллеры AVR семейства Mega

1. А.В. Евстифеев. Микроконтроллеры AVR семейства Mega. Руководство пользователя. - М.: Издательский дом <<Додека – XXI>>,2007.

2. К. Бойт. Цифровая электроника. – М.: Техносфера, 2007.

3. Документация. http://www.alldatasheet.com

Электротехника

Учебное пособие по дисциплине «Теоретические основы электротехники»

для студентов специальности 210413, 210414

Соответствует рабочей программе

специальностей 210413, 210414

УТВЕРЖДЕНО

Цикловой методической комиссией

Радиотехнических дисциплин

Протокол № ____

от «___» _________ 2012 г.

Председатель: Е.С. Кравченко

_____________________

Автор: Лебедкин Р.Н.

В данном методическом материале представлен курс лекций по дисциплине «Теоретические основы электротехники» включающий в себя: электрические и магнитные поля и цепи; расчеты цепей постоянного и переменного тока при последовательном, параллельном и смешанном соединении. Символический метод расчета. Трехфазные цепи переменного тока. Расчет цепей с несинусоидальными напряжениями и токами. Нелинейные цепи переменного тока. Переходные процессы в электрических цепях.

Учебное пособие может быть рекомендовано для специальностей 210413,210414 по дисциплине «Электротехника».

Рецензент: Сайфуллина Гелия Григорьевна

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………...6

Раздел 1. Электрические цепи постоянного тока……………………………………….7

1.1 Электрическое поле. Напряженность электрического поля……………7

1.2 Потенциал электрического поля……………………………………......13

1.3 Графическое изображение поля…………………………………………15

1.4 Электропроводность веществ: проводники, диэлектрики,

полупроводники…………………………………………………………..16

1.5 Постоянный электрический ток………………………………………..19

1.6 Электродвижущая сила (ЭДС)………………………………………… 19

1.7 Неразветвлённая цепь с несколькими источниками ЭДС. Режимы

работы источников ЭДС…………………………………………………21

1.8 Цепь с переменным сопротивлением потребителя……………………23

1.9 Расчёт цепей постоянного тока………………………………………...25

1.10 Преобразование треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду

и наоборот……………………………………………………………….27

1.11 Законы Кирхгофа для расчёта сложных цепей………………………28

1.12 Метод узловых и контурных уравнений……………………………..29

1.13 Метод контурных токов……………………………………………….31

1.14 Метод узлового напряжения………………………………………….32

1.15 Метод наложения………………………………………………………35

1.16 Метод эквивалентного генератора (метод активного

двухполюсника)………………………………………………………..37

1.17 Понятие о нелинейных цепях и их графическом расчёте…………..38

1.18 Электрическая ёмкость………………………………………………..39

1.19 Виды соединения конденсаторов…………………………………….40

Раздел 2. Магнитное поле. ……………………………………………………………..42

2.1 Напряженность магнитного поля……………………………………...42

2.2 Магнитное поле в веществе. Индукция магнитного поля……………44

2.3 Техническая кривая намагничивания………………………………….46

2.4 Циклическое перемагничивание. Петля гистерезиса …………………47

2.5 Электромагнитная сила. Закон Ампера………………………………..49

Раздел 3. Переменный ток. ……………………………………………………………..50

3.1 Генерирование синусоидального ЭДС………………………………….50

3.2 Основные понятия, связанные с переменным синусоидальным

током………………………………………………………………………51

3.3 Способы изображения синусоидальных величин……………………...52

3.3.1 Графический способ………………………………………………..52

3.3.2 Векторный способ…………………………………………………53

3.3.3 Действующее значение переменного тока……………………….54

3.3.4 Среднее значение переменного тока……………………………..55

3.3.5 Сложение синусоидальных величин одинаковой частоты……..56

3.3.6 Умножение синусоидальных величин одинаковой частоты……58

3.4 Расчет цепей переменного тока…………………………………………..59

3.4.1 Идеальная цепь с активным сопротивлением R(L=0, C=0)……..60

3.4.2 Идеальная цепь с ёмкостью. C(L=0, R=0)……………………….61

3.4.3 Расчет реальных цепей при последовательном соединении

элементов……………………………………………………………63

3.5 Электрические цепи переменного тока…………………………………...64

3.5.1 Расчет цепей переменного тока с последовательным соединением

элементов любого количества элементов………………………….64

3.5.2 Расчет цепей переменного тока при параллельном соединении

двух катушек индуктивности………………………………………68

3.6 Параллельное соединение катушки индуктивности и конденсатора…..71

3.6.1 Резонанс токов……………………………………………………….74

3.7 Расчет сложных цепей переменного тока…………………………………76

3.7.1 Метод проводимостей………………………………………………...76

3.7.2 Символический метод расчета ……………………………………...80

3.7.3 Ток и напряжение в символическом виде………………………….82

3.7.4 Сопротивление и мощность в символическом виде……………….83

3.8 Трехфазные цепи переменного тока………………………………………87

3.8.1 Соединение обмоток генератора трехфазного тока звездой………88

3.8.2 Соединение обмоток трехфазного тока треугольником……………90

3.8.3 Соединение нагрузки генератора трехфазного тока звездой………91

3.8.4 Роль нулевого провода……………………………………………….94

3.8.5 Соединение равномерной нагрузки трехфазного тока треугольником………………………………………………………..96

3.8.6 Вращающееся магнитное поле трехфазного тока…………………98

3.9 Несинусоидальные напряжения и токи…………………………………...101

3.9.1 Расчет линейных электрических цепей при несинусоидальном

напряжении на зажимах цепи……………………………………….101

3.10 Нелинейные цепи переменного тока………………………………………105

3.10.1 Магнитный поток, ток, напряжение и ЭДС самоиндукции в цепи

катушки с ферромагнитным сердечником…………………………107

3.10.2 Векторная диаграмма катушки с ферромагнитным сердечником..108

3.11 Переходные процессы в электрических цепях……………………………110

3.11.1 Переходные процессы при отключении катушки

индуктивности……………………………………………………….111

3.11.2 Переходные процессы при замыкании катушки

индуктивности……………………………………………………...112

3.11.3 Переходные процессы при разрядке конденсатора через

резистор……………………………………………………………...113

Список используемых источников …………………………………………………114

Введение

В структуру атомов и молекул входят элементарные частицы, некоторые из которых обладают электрическим зарядом. Электрический заряд – это важнейшее физическое свойство элементарных частиц, определяющее их силовое взаимодействие.

Любая заряженная частица (заряженное тело) всегда обладает своим электромагнитным полем, которое в зависимости от состояния частицы проявляются одной из своих сторон: либо как электрическое, либо как магнитное.

Электрическое поле (электростатическое) – особый вид материи неразрывно связанный с неподвижной заряженной частицей и оказывающий силовое воздействие на другие неподвижные заряды.

Магнитное поле – особый вид материи неразрывно связанный с подвижной заряженной частице и оказывающий силовое воздействие на другие движущиеся заряды.

Если заряженная частица всегда существует вместе со своим электромагнитным полем, то электромагнитное поле может существовать отдельно от заряженных частиц – в виде электромагнитных волн, существование и распространение которых сопровождается непрерывным преобразованием электрического поля в магнитное и наоборот.

Эти свойства электромагнитного поля являются основой связанных между собой электрических и магнитных явлений – взаимодействие электрически заряженных или намагниченных тел, электрического тока, электромагнитной индукции и т.д.

Использованием этих явлений для получения, передачи и преобразования электрической энергии занимается электротехника.