Справочное пособие по электротехнике и основам электроники:
Учебное пособие для неэлектротехнических специальностей вузов

Под редакцией проф. А. В. Нетушила

Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для студентов неэлектротехнических специальностей вузов

Рецензенты: кафедра «Теоретическая электротехника» Московского авиационного института им. Серго Орджоникидзе (зав. кафедрой — проф. С. П. Колосов); д-р техн. наук, проф. А. Е. Красно-польский (Московский институт стали и сплавов).

Пособие состоит из двух частей: электрические и магнитные цепи; электромагнитные, электронные и электромеханические устройства. В первой части рассматриваются основные принципы и методы в электротехнике и электронике; во второй части — электротехнические и электронные устройства, преобразующие токи и напряжеиия, электрическую энергию в механическую или тепловую.

Справочное пособие по электротехнике и основам электроники: Учебное пособие для неэлектротехнич. спец. вузов / П. В. Ермуратский, А. А. Косякин, В. С. Листвин и др.; Под ред. А. В. Нетушила. М.: Высш. шк., 1986.-248 с: ил. 55 к.

Содержание справочного пособия по электротехнике и основам электроники

Часть 1. Электрические и магнитные цепи

Раздел первый. Линейные цепи

Глава 1. Линейные цепи постоянного тока
§ 1.1. Характеристики и схемы замещения источников и приемников (потребителей) электрической энергии
§ 1.2. Законы Кирхгофа для линейной цепи
§ 1.3. Методы контурных токов, узловых потенциалов, пропорциональных величин
§ 1.4. Принципы суперпозиции, компенсации, взаимности
§ 1.5. Двухполюсники. Принцип эквивалентного генератора. Уравнения и схемы замещения
§ 1.6. Четырехполюсники. Уравнения и схемы замещения

Глава 2. Однофазные цепи синусоидального тока
§ 2.1. Получение ЭДС, синусоидально изменяющейся во времени
§ 2.2. Математическое описание функции, синусоидально изменяющейся во времени (простейшей гармонической функции)
§ 2.3. Синусоидальный ток в резистивном, индуктивном и емкостном элементах
§ 2.4. Законы Ома и Кирхгофа для линейных цепей синусоидального тока
§ 2.5. Соединение активных (резистивных) и реактивных (индуктивных или емкостных) элементов цепи синусоидального тока
§ 2.6. Эквивалентность последовательных и параллельных схем замещения ветвей цепи переменного тока при фиксированной частоте
§ 2.7. Применение принципов и методов расчета линейных цепей постоянного тока к линейным цепям синусоидального тока
§ 2.8. Частотные годографы и характеристики последовательных и параллельных схем соединения активных (резистивных) элементов с реактивными (индуктивными или емкостными)
§ 2.9. Мощность в цепи синусоидального тока
§ 2.10. Резонанс напряжений и токов
§ 2.11. Схемы замещения реальных индуктивных катушек и конденсаторов
§ 2.12. Комплексная емкость и комплексная диэлектрическая проницаемость
§ 2.13. Расчет разветвленной цепи синусоидального тока
§ 2.14. Падение и потеря напряжения при передаче синусоидального тока
§ 2.15. Цепи с взаимной индуктивностью

Глава 3. Трехфазные цепи
§ 3.1. Трехфазная система ЭДС и ее математическое описание
§ 3.2. Виды соединений источников и приемников трехфазной системы
§ 3.3. Четырехпроводная система соединения источников и приемников
§ 3.4. Трехпроводная система соединения источников и приемников
§ 3.5. Мощность трехфазных цепей
§ 3.6. Защитное заземление и зануление трехфазной системы

Глава 4. Переходные процессы в линейных электрических цепях
§ 4.1. Возникновение переходных процессов в электрических цепях
§ 4.2. Решение уравнений, составленных по законам Ома и Кирхгофа для переходных процессов
§ 4.3. Переключения в цепях с резистивным и индуктивным элементами
§ 4.4. Переключения в цепях с резистивным и емкостным элементами
§ 4.5. Переключения в цепях с последовательным соединением резистивного, индуктивного и емкостного элементов

Раздел второй. Нелинейные цепи

Глава 5. Электрические цепи с нелинейными резистизными двухполюсниками
§ 5.1. Характеристики и схемы замещения нелинейных резиетивных двухполюсников
§ 5.2. Основы расчета цепей, содержащих линейные и нелинейные двухполюсники

Глава 6. Электрические цепи с нелинейными четырехполюсниками
§6.1. Характеристики нелинейных резиетивных четырехполюсников
§ 6.2. Постоянный электрический ток в цепи с нелинейным резистивным четырехполюсником
§ 6.3. Переменный электрический ток в цепи с нелинейным резистивным четырехполюсником
§ 6.4. Схема замещения нелинейного четырехполюсника для переменной составляющей тока в цепи

Глава 7. Магнитные цепи
§ 7.1. Ферромагнитные материалы и их характеристики
§ 7.2. Магнитная цепь при постоянной м. д. с
§ 7.3. Магнитная цепь при переменной м. д. с. Эквивалентный синусоидальный ток
§ 7.4. Магнитная цепь при постоянной и переменной м. д. с
§ 7.5. Комплексная магнитная проницаемость и комплексная индуктивность

Часть 2. Электромагнитные, электронные и электромеханические устройства

Раздел третий. Электромагнитные преобразователи

Глава 8. Трансформаторы
§ 8.1. Конструкция и основные параметры
§ 8.2. Основные уравнения однофазного трансформатора
§ 8.3. Схема замещения трансформатора
§ 8.4. Определение параметров схемы замещения трансформатора. Построение векторной диаграммы
§ 8.5. Внешняя характеристика и к. п. д. трансформатора
§ 8.6. Трехфазные трансформаторы
§ 8.7. Измерительные трансформаторы
§ 8.8. Автотрансформаторы
§ 8.9. Трансформаторы для электротермических установок

Глава 9. Магнитные преобразователи
§ 9.1. Магнитные усилители. Обратная связь в усилителях
§ 9.2. Ферромагнитные н феррорезонаксные стабилизаторы
§ 9.3. Ферромагнитные умножители частоты

Раздел четвертый. Электронные преобразователи

Глава 10. Преобразователи с нелинейными двухполюсниками
§ 10.1. Параметрические стабилизаторы постоянного напряжения и тока
§ 10.2. Выпрямители. Основные понятия
§ 10.3. Схемы выпрямления
§ 10.4. Работа выпрямителя на встречный источник ЭДС
§ 10.5. Работа выпрямителя на емкостную нагрузку
§ 10.6. Сглаживание выпрямленного напряжения
§ 10.7. Схемы выпрямления с умножением напряжения
§ 10.8. Управляемые выпрямители

Глава 11. Преобразователи с нелинейными четырехполюсниками
§ 11.1. Усилители. Основные положения
§ 11.2. Простейшие схемы усилителей напряжения
§ 11.3. Каскадное соединение усилителей
§ 11.4. Обратная связь в усилителях
§ 11.5. Усилители мощности
§ 11.6. Транзисторные ключи. Триггеры

Глава 12. Электронные генераторы
§ 12.1. Основные понятия
§ 12.2. Генераторы синусоидальных колебаний
§ 12.3. Мультивибраторы

Глава 13. Основы микроэлектроники
§ 13.1. Интегральные микросхемы
§ 13.2. Операционные усилители
§ 13.3. Логические элементы
§ 13.4. Комбинационные схемы
§ 13.5. Последовательностные схемы

Раздел пятый. Электрические измерения и приборы

Глава 14. Общие вопросы электрических измерений
§ 14.1. Основные понятия и определения
§ 14.2. Характеристики и параметры средств измерения
§ 14.3. Условные графические изображения приборов
§ 14.4. Условные обозначения, наносимые на шкалу измерительных приборов

Глава 5. Электроизмерительные устройства
§ 15.1. Меры
§ 15.2. Электромеханические измерительные преобразователи
§ 15.3. Электрические измерительные преобразователи
§ 15.4. Отсчетные и регистрирующие устройства

Глава 16. Методы измерения
§ 16.1. Измерение силы тока
§ 16.2. Измерение напряжения
§ 16.3. Измерение мощности и энергии
§ 16,4. Измерение коэффициента мощности и сдвига фаз
§ 16.5. Измерение частоты переменного напряжения
§ 16.6. Прямые методы измерения омического сопротивления
§ 16.7. Компорирующие методы измерений
§ 16.8. Резонансный метод измерения параметров индуктивных катушек и конденсаторов
§ 16.9. Приборы для измерения и регистрации изменяющихся во времени величия
§ 16.10. Цифровые измерительные приборы

Раздел шестой. Электрические машины

Глава 17. Электрические машины постоянного тока
§ 17.1. Устройство электрических машин постоянного тока
§ 17.2. Основные уравнения и схема замещения
§ 17.3. Генератор постоянного тока с независимым возбуждением
§ 17.4. Генератор постоянного тока с параллельным и смешанным возбуждением
§ 17.5. Двигатели постоянного тока с параллельным и смешанным возбуждением
§ 17.6. Машина постоянного тока как электромеханический преобразователь

Глава 18. Электрические машины переменного тока
§ 18.1. Классификация
§ 18.2. Вращаюшееся магнитное поле
§ 18.3. Устройство и принцип действия асинхронных и синхронных машин
§ 18.4. Уравнения и схемы замещения одной фазы асинхронной машины. Баланс мощности
§ 18.5. Механическая характеристика асинхронной машины
§ 18.6. Уравнения и схема замещения одной фазы синхронной машины
§ 18.7. Характеристики синхронной машины
§ 18.8. Схемы пуска синхронных машин
§ 18.9. Однофазные электрические машины переменного тока малой мощности
§ 18.10. Сравнение электрических машин постоянного и переменного тока

Приложения
Приложение 1. Буквенные обозначения и единицы основных величин в электротехнике
Приложение 2. Физические законы и основные понятия
Приложение 3. Математические понятия, применяемые в электротехнике

Список литературы
Предметный указатель

Электротехника и основы электроники — одна из первых инженерных дисциплин, которую изучают студенты большинства специальностей втузов.

Методы расчета и исследования в электротехнике с развитием науки и техники изменяются. Одни из методов становятся менее актуальными, а другие, наоборот, приобретают все большее значение. Эти изменения авторы стремились отразить в учебном пособии.

Справочное пособие представляет собой краткое изложение основных положений и закономерностей электротехники и электроники. Материал пособия соответствует общей части (разделы первый и второй) программы по электротехническим дисциплинам для неэлектротехнических специальностей высших учебных заведений, утвержденной Учебно-методическим управлением по высшему образованию Минвуза СССР 13 июля 1984 г.

Пособие состоит из двух частей: «Электрические и магнитные цепи» и «Электромагнитные, электронные и электромеханические устройства». В первой части излагаются основные принципы и методы электротехники, необходимые для построения математических моделей устройств электротехники и электроники; проводится разделение на линейные и нелинейные цепи. Во второй части рассматриваются различные устройства, преобразующие токи и напряжения, электрическую энергию в механическую или тепловую для ее передачи или потребления, а также электрические сигналы для передачи и преобразования информации. В приложении изложены вопросы, которые должны быть известны студентам из курсов физики и высшей математики.

Смотрите так же:  Какие льготы положены участникам ато

Авторы старались найти наиболее удачную форму справочного пособия, полезную как- для студентов, так и для преподавателей, ведущих занятия по указанной дисциплине.

Справочное пособие построено на основе учебных пособий [1 — 3]. Однако ряд вопросов в нем излагается иначе с целью лучшего согласования различных разделов и отражения некоторых новых методических решений. В отличие от традиционного изложения в книге принят единый принцип выбора условно-положительных направлений э, д. с. и токов, при котором в источниках положительные направления тока и э. д. с. совпадают, а в приемниках они противоположны. На частотных характеристиках частота дается в логарифмическом масштабе, приводятся частотные годографы, широко применяемые в автоматике. Уделено внимание рассмотрению схем замещения и частотным характеристикам реальных индуктивных катушек и конденсаторов. Так как теорема об эквивалентном генераторе имеет большое значение в электронике, понятие об эквивалентном генераторе названо принципом. Обращено внимание на различие зависимых и независимых источников в схемах замещения.

Изложение четырехполюсников дается в форме, принятой при рассмотрении электронных устройств. В связи с широким применением микропроцессоров в различных областях науки и техники вопросы микроэлектроники выделены в отдельную главу.

Некоторые термины, имеющие различный смысл в электротехнике и электронике, например, понятие «каскад», применены в едином толковании.

Векторные физические величины и изображения скалярных функций времени и комплексных операторов на комплексной плоскости даны в полном соответствии с учебными пособиями по высшей математике и физике [12, 13], а также с действующими общесоюзными стандартами, а векторные диаграммы приводятся как наглядные иллюстрапии к комплексным уравнениям.

Данная книга построена на основе методического пособия по курсу «Электротехника и основы электроники», изданного в Московском институте тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова в 1982 и 1983 гг.

Работа над рукописью велась следующим образом: гл. 1, введение и приложения написаны Г. П. Лычкиной, предисловие, гл. 2 — 6 — А. В. Нетушилом, гл. 7 — 9, 17, 18 — П. В. Ермуратским, гл. 10—13 — А. А. Косякиным и гл. 14—16 —В. С. Листвиным.

При подготовке рукописи большую помощь авторам оказали замечания проф. Московского химико-технологического института им. Д. И. Менделеева, д-ра техн. наук Г. Г. Рекуса на внутривузовское издание пособия, а также рецензии коллектива кафедры «Теоретическая электротехника» Московского авиационного института им. Серго Орджоникидзе (зав. кафедрой — проф. С. П. Колосов) и проф. Московского института стали и сплавов д-ра техн. наук А. Е. Краснопольского, которым авторы выражают благодарность.

Замечания по книге можно направлять по адресу: 101430, Москва, ГСП-4, Неглинная ул., д. 29/14, издательство «Высшая школа».

Скачать справочное пособие по электротехнике и основам электроники: Учебное пособие для неэлектротехнических специальностей вузов. Москва, Издательство «Высшая школа», 1986

Пособие по дисциплине Электротехника и электроника

1 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОУ СПО «УРАЛЬСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ» Пособие по дисциплине Электротехника и электроника для обучающихся заочно в системе среднего профессионального образования Губаха 2014

2 Содержание Содержание. 2 Пояснительная записка. 3 Раздел 1. Общая электротехника. 4 Тема 1.1 Электрическое поле. 4 Тема 1.2 Электрические цепи постоянного тока. 4 Тема 1.3 Электромагнетизм. 5 Тема 1.4. Электрические измерения. 6 Тема 1.5 Электрические цепи временного тока. 6 Тема 1.6 Трехфазные цепи. 7 Тема 1.7 Трансформаторы. 8 Тема 1.8 Электрические машины переменного тока. 8 Тема 1.9 Электрические машины постоянного тока. 9 Тема 1.10 Основы электропривода. 9 Тема 1.11 Передача и распределение электрической энергии Раздел 2. Основы электроники Тема 2.1 Электровакуумные и газоразрядные приборы Тема 2.2 Полупроводниковые приборы Тема 2.3 Фотоэлектронные приборы Тема 2.4 Выпрямители Тема 2.5 Электронные усилители, генераторы и осциллографы Тема 2.6 Стабилизаторы Тема 2.7 Интегральные схемы микроэлектроники Тема 2.8 Микропроцессоры и МикроЭВМ Задание на контрольную работу Общие указания к выполнению и оформлению контрольных работ Контрольные работы Примерное решение задач Методические указания к выполнению задач контрольной работы Вопросы для самоподготовки к экзаменам по дисциплине: «Электротехника и электроника» Литература

3 Пояснительная записка Программа дисциплины «Электротехника и электроники» предусматривает изучение физических процессов, происходящих в цепях постоянного и переменного тока, законов, которым подчинены эти процессы, методов расчета электрических цепей, устройства электроизмерительных приборов, автоматики и телемеханики, которые широко применяются в настоящее время на железнодорожном транспорте. Большое значение для развития современной науки и техники имеет электроника. Автоматизация любого производства немыслима без широкого применения полупроводниковых, газоразрядных фотоэлектронных и других приборов. Электротехнические устройства для получения, передачи и обработки информации с использованием средств автоматики и ЭВМ являются важнейшими элементами автоматизированных систем управления (АСУ). Поэтому специалисту данной специальности необходимо прочно овладеть знаниями основ электротехники и электроники. В процессе преподавания особое внимание необходимо уделить самостоятельной работе студента, которая может быть организована на аудиторных занятиях и во внеурочное время. Планирование самостоятельной работы предполагает постепенный переход от относительно простых к более сложным видам занятий, что способствует систематическому освоению студентами новых знаний и умений. В результате изучения дисциплины студент должен знать: сущность явлений, происходящих в электрических и магнитных цепях, машинах, аппаратах и приборах; основы электротехники. рассчитывать электрические схемы; производить сборку электрических цепей и измерять; электрические параметры в реальных условиях при соблюдении правил техники безопасности; решать электротехнические вопросы и задачи, необходимые для изучения специальных дисциплин и в практической деятельности будущего специалиста. Программой дисциплины предусмотрено выполнение лабораторных работ. Количество и содержание лабораторных работ утверждаются цикловой комиссией в соответствии с тематическим планом. Перечень лабораторных работ приведен в программе. К экзамену допускаются студенты, которые получили «зачет» по контрольной работе и лабораторным работам. При подготовке к экзамену рекомендуется ответить на вопросы для самопроверки, приведенные в данной брошюре. На экзамене студент должен предоставить: 1. Зачетные контрольные работы; 2. Отчеты по лабораторным работам, оформленные согласно требованиям ГОСТ и зачтенные преподавателем. 3

4 Тема 1.1 Электрическое поле Содержание учебной дисциплины Введение Раздел 1. Общая электротехника Электростатическое поле заряженных тел, его направление и напряженность. Электрическое напряжение и потенциал. Проводники в электрическом поле. Конденсатор, его заряд и электрическая емкость, Последовательное и параллельное соединение конденсаторов. Энергия электрического поля. Электрический пробой. основные характеристики электрического поля и его влияния на проводники и диэлектрики; формула электрической емкости; свойства соединения конденсаторов; выполнять расчеты напряженности электрического поля и электрического напряжения; определять емкость конденсатора и рассчитывать эквивалентную емкость при последовательном и параллельном соединении конденсаторов. Тема 1.2 Электрические цепи постоянного тока Электрический ток в металлах: его направление. Источники питания. Электрическая цепь: ее основные элементы и условные обозначения, применяемые на схемах. Сила и плотность тока: единица измерения. Электродвижущая сила источника и напряжение на его зажимах. Энергия и мощность электрической цепи: баланс мощностей. Закон Ома для участка цепи. Электрическое сопротивление и проводимость. Удельное сопротивление и удельная проводимость. Резистор. Зависимость сопротивления от температуры. Закон Ома для всей цепи. Холостой ход, короткое замыкание, переменная нагрузка. Электробезопасность. Преобразование электрической энергии в тепловую. Закон Джоуля-Ленца. Нагрев проводов. Предельно-допустимый (номинальный) ток в проводе. Плавкие предохранители. Выбор сечения провода в зависимости от допустимого тока. Основные проводниковые материалы. Последовательное, параллельное и смешенное соединение резисторов. Потеря напряжения в проводах линий электропередачи и допустимые значения. Первый закон Кирхгофа. Работа источника в режиме генератора и потребителя. Второй закон Кирхгофа и его применение. определение величины и плотности электрической тока, электрической проводимости, сопротивления проводников; закон Ома; 4

5 основы расчета электрических простых цепей постоянного тока, режимы работы электрических цепей; энергию и мощность электрической цепи; особенности параллельного и последовательного соединений резисторов; 1 и 2 законы Кирхгофа, закон Джоуля-Ленца; определение потери напряжения и энергии в проводах ЛЭП; основы электробезопасности; производить расчет электрических цепей на основании законов Ома и Кирхгофа. рассчитывать эквивалентные сопротивления резисторов при параллельно и последовательном их соединении; выбирать сечения проводов по таблицам допустимых нагрузок и по допустимым потерям напряжения в линиях электропередач; собирать простейшие электрические цепи, подсоединять электроизмерительные приборы и снимать показания с этих приборов. Тема 1.3 Электромагнетизм Магнитное поле. Магнитная индукция: направление магнитного поля. Конфигурация магнитного поля в зависимости от формы проводника. Магнитный поток. Напряженность магнитного поля Магнитная постоянная и магнитная проницаемость вещества. Магнитное напряжение. Закон полного тока. Взаимодействие магнитного поля и проводника с током. Электромагнитная сила. Явление электромагнитной индукции. Электродвижущая сила индукции при движении прямолинейного проводника в магнитном поле. ЭДС, индуктированная в контуре при изменении магнитного потока, сцепленного контуром. Правило правой руки и правило Ленца. Преобразование механической энергии в электрическую: принцип работы электрического генератора. Преобразование электрической энергии в механическую: принцип работы электродвигателя. ЭДС самоиндукции. Индуктивность. Взаимная индуктивность. Вихревые токи и их практическое значение. основные свойства и характеристики магнитного поля: магнитную индукцию, напряженность магнитного поля, магнитную проницаемость, магнитный поток, намагниченную силу; электромагнитную индукцию; закон Ленца; правила правой и левой руки; принцип работы генератора и электродвигателя. производить расчет напряженности магнитного поля; определять направление и величину электромагнитной силы, направление и величину ЭДС электромагнитной индукции; применять правило Буравчика и правила правой и левой руки. 5

Смотрите так же:  Уровни олимпиад льготы

6 Тема 1.4. Электрические измерения Классификация измерительных приборов. Погрешность измерений. Измерение напряжений и токов. Устройство и принцип действия магнитоэлектрического измерительного механизма. Устройства для расширения пределов измерения напряжений и токов. Измерение сопротивлений. Измерение мощности. Электродинамический и ферродинамический ваттметры. Измерение электрической энергии. Индукционные счетчики. погрешность измерений, измерение напряжений токов; принцип действия электромагнитного и магнитоэлектрического измерительного механизмов; устройства для расширения пределов измерения амперметров и вольтметров, измерение мощности и энергии, измерение электрического сопротивления. рассчитывать погрешности измерений и определять класс точности прибора; рассчитывать сопротивление шунта и добавочного резистора; собирать электрические цепи, подключать измерительные приборы; определять цену деления прибора. Тема 1.5 Электрические цепи временного тока Переменный ток, его определение. Период и частота переменного тока. Получение синусоидальной ЭДС. Угловая скорость и угловая частота. Изображение синусоидальных величин синусоидами и вращающимися векторами. Векторная диаграмма. Фаза. Начальная фаза, сдвиг фаз. Действующие значения тока, напряжения и ЭДС. Особенности цепей переменного тока. Цепь переменного тока с активным сопротивлением. Векторная диаграмма: графики тока, напряжения и мощности. Средняя (активная) мощность. Цепь переменного тока с индуктивностью. Векторная диаграмма, графики тока, напряжения и мощности. Реактивное сопротивление индуктивности. Средняя и максимальная (реактивная) мощности. Цепь переменного тока с емкостью. Неразветвленная цепь с активным сопротивлением и индуктивностью. Векторная диаграмма. Треугольник напряжений. Полное сопротивление. Треугольник сопротивлений. Сдвиг фазы между током и напряжением. Полная мощность. Треугольник мощностей. Неразветвленная цепь с емкостью. Векторная диаграмма. Графики тока, напряжения и мощности. 6

7 Реактивное сопротивление емкости. Средняя и максимальная (реактивная) мощности. Общий случай последовательного соединения активного, индуктивного и емкостного сопротивлений. Векторная диаграмма. Разложение напряжений на активные и реактивные составляющие. определение переменного тока; параметры переменного тока; изображение синусоидальных величин с помощью временных и векторных диаграмм; особенности цепей переменною тока с активным сопротивлением, с индуктивностью и емкостью; временные диаграммы тока, напряжения, мгновенной мощности. рассчитывать цепи переменного тока, содержащие активное индуктивное и емкостное сопротивления; собирать простейшие однофазные цепи переменного тока. Тема 1.6 Трехфазные цепи Получение трехфазной системы токов. Четырех проводная трехфазная система при соединении обмоток генератора и потребителей в звезду. Фазные и линейные напряжения генератора и потребителя. Соотношение между фазными и линейными напряжениями. Равномерная и неравномерная нагрузки. Фазные и линейные токи. Векторная диаграмма напряжений и токов. Нейтральный (нулевой) провод и его назначение. Соединение обмоток генератора в треугольник: недостатки этого соединения. Соединение потребителей в треугольник. Зависимость между фазными и линейными токами. Векторная диаграмма напряжений и токов. Мощность трехфазной цепи при соединении потребителей в звезду и треугольник. принцип действия и устройство трехфазного синхронного генератора; схемы соединения обмоток генератора звездой и треугольником; соотношение между фазными и линейными напряжениями; способы соединения потребителей звездой и треугольником; зависимость между фазными и линейными токами; векторные диаграммы напряжений токов; назначение нулевого провода. рассчитывать трехфазные цепи, фазные и линейные напряжения, активную, реактивную и полную мощности; соединять обмотки генераторов и потребителей звездой и треугольником. 7

8 Тема 1.7 Трансформаторы Назначение трансформаторов и их применение. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора. Режим холостого хода. Коэффициент трансформации, определение потерь в стали по данным опыта холостого хода. Работа трансформаторов под нагрузкой. Равновесие намагничивающих сил обмоток. Зависимость тока в первичной обмотке оттока во вторичной обмотке. Внешняя характеристика. Понятие о процентном изменении напряжения: номинальные токи и напряжения трансформатора. Номинальная мощность трансформатора. Потери энергии и КПД трансформаторов. Трехфазные трансформаторы, их конструкция, коэффициент трансформации. Соединение обмоток трехфазного трансформатора. назначение, устройство и принцип действия однофазного трансформатора; режим холостого хода и короткого замыкания; определение потерь энергии и КПД трансформатора; устройство трехфазных трансформаторов и соединения их обмоток. рассчитывать коэффициент трансформации и ЭДС в обмотках. Тема 1.8 Электрические машины переменного тока Назначение машин переменного тока. Асинхронные электродвигатели. Получение вращающего магнитного поля в трехфазных асинхронных электродвигателях. Статор электродвигателя и его обмотки. Ротор электродвигателя и его обмотки. Принцип действия трехфазного асинхронного электродвигателя. Частота вращения магнитного поля статора и частота вращения ротора. Скольжение. ЭДС, сопротивление и ток в обмотках статора и ротора. Вращающий момент асинхронного электродвигателя и зависимость его от скольжения и напряжения на зажимах электродвигателя. Механические характеристики. Пуск в ход трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым и фазным роторами. Регулирование частоты вращения трехфазных электродвигателей. Реверсирование. Однофазный электродвигатель. Потери и КПД асинхронного электродвигателя устройство трехфазного асинхронного двигатели и основные элементы его конструкции; условия получения вращающегося магнитного ноля; принцип действия трехфазного асинхронного двигателя; формулы вращающегося момента, скольжения, условия пуска. рассчитывать скорость вращения асинхронного двигателя, его вращающий момент и КПД. 8

9 Тема 1.9 Электрические машины постоянного тока Общее устройство электрических машин постоянного тока: Основные элементы конструкции и их назначение. Обратимость машин. Принцип работы машин постоянного тока. Понятие об обмотке якоря. Коллектор и его назначение. ЭДС в обмотке якоря. Генератор постоянного тока с независимым возбуждением, его схема и характеристики (холостого хода и внешняя). Самовозбуждение генераторов постоянного тока. Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением, его схема и характеристика. Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением: его схема. Пуск двигателя: роль пускового и регулировочного реостатов. Вращающий момент и зависимость его от тока якоря и магнитного потока. Связь между вращающим моментом, мощностью и частотой вращения. Механическая характеристика двигателя с параллельным возбуждением. Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока с параллельным возбуждением. Реверсирование электродвигателей постоянного тока. Потери и КПД двигателей постоянного тока. устройство и принцип работы электрических машин постоянного тока; схемы и характеристики генераторов с независимым, последовательным и параллельным возбуждением; условия пуска в ход электродвигателей постоянного тока; способы регулирования частоты вращения. определить ЭДС машин постоянного тока, электромагнитный момент, пусковой ток и частоту вращения. Тема 1.10 Основы электропривода Структурная схема автоматического регулирования. Классификация элементов автоматики, чувствительные элементы. Параметрические и генераторные преобразователи. элементы автоматики и их классификацию; параметрические и генераторные преобразователи; исполнительные устройства: электромагниты, электродвигатели. по схеме рассказывать принцип работы автоматического устройства. 9

10 Тема 1.11 Передача и распределение электрической энергии Современные схемы электроснабжения промышленных предприятий от энергетической системы. Назначение и устройство трансформаторной подстанции распределительных пунктов. Электрические сети промышленных предприятий: воздушные, кабельные, внутренние электрические сети и распределительные пункты. Наиболее распространенные марки проводов и кабелей, защитное заземление: назначение, устройство, контроль состояния. Примерный расчет распределительной сети 380/220В производственной электроустановки. схемы электроснабжения потребителей электрической энергии; элементы устройства электрических сетей; воздушные линии, кабельные линии, электропроводки, трансформаторные подстанции; методы выбора проводов и кабелей; устройство и назначение защитного заземления в электроустановках. рассчитывать сечение проводов и кабеля по допустимому нагреву и допустимому падению напряжения; определять сопротивление защитного заземления. 10

11 Раздел 2. Основы электроники Тема 2.1 Электровакуумные и газоразрядные приборы Устройство и принцип действия электровакуумных приборов, виды электронной эмиссии: работа выхода электрона, движение электрона в электрическом и магнитном полях, катоды линий. Ламповые диоды. Виды и особенности газовых разрядов. Устройство газоразрядных приборов (газотронов, тиратронов, ртутных вентилей, стабилитронов, неоновых и газосветных ламп, индикаторов): их характеристики, основные параметры и применение. Условное обозначение и маркировка газоразрядных приборов. устройство, принцип действия и применение электровакуумных приборов; Студент должен иметь представление: об устройстве, принципе работы и применении газоразрядных ламп. определять крутизну характеристики, коэффициент усиления и внутреннее сопротивление электронных приборов. Тема 2.2 Полупроводниковые приборы Физические свойства полупроводников: собственная и примесная проводимости; электронно-дырочный переход и его свойства: вольтамперная характеристика, емкость, виды пробоя перехода. Устройство диодов. Выпрямительные диоды малой, средней и большой мощности; зависимость характеристик диода от изменения температуры. Универсальные диоды. Стабилитроны. Характеристики и параметры диодов. Применение диодов. Обозначение и маркировка диодов. Биполярные транзисторы (устройство, работа), три способа включения, характеристики и параметры, влияние различных факторов на работу транзисторов, разновидности биполярных транзисторов. Условные обозначения и маркировка транзисторов. Тиристоры (устройство, работа), вольтамперные характеристики, условные обозначения и маркировка. Области применения полупроводниковых приборов. физические свойства полупроводников, собственную и примесную проводимости; свойства электронно-дырочного перехода; обозначение транзисторов типа p-n-p и n-p-n и схемы их включения; характеристика и параметры транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером; устройство и применение тиристоров. определять коэффициент усиления по току для различных схем включения транзистора; снимать входные и выходные характеристики транзистора. 11

12 Тема 2.3 Фотоэлектронные приборы Волновые и квантовые свойства излучений. Законы фотоэффекта. Фотоприемники лучистой энергии с Внешним и внутренним фотоэффектом. Фото эмиссия. Устройство, принцип действия, основные характеристики и параметры ламповых фотоэлементов. Фотопроводимость полупроводников. Фоторезисторы. Фотодиоды и фототранзисторы. Условные обозначения фотоэлектронных приборов. Области применения. устройство, принцип действия и параметры фотоэлементов, фоторезисторов, фотодиодов, области их применения и схемы включения. читать и составлять простейшие схемы с использованием фотоэлектронных приборов. Тема 2.4 Выпрямители Основные сведения о выпрямителях. Однополупериодное выпрямление. Двухполупериодное выпрямление, трехфазные выпрямители. Постоянная и переменная составляющие выпрямленного напряжения. Соотношения между переменными и выпрямленными токами и напряжениями для различных схем выпрямления. Сглаживающие фильтры. Принцип работы выпрямителя с умножение напряжения. Параллельное и последовательное соединение диодов в схемах вентилей. структурную схему выпрямителя; определение одно- и двухполупериодного выпрямления; однофазные и трехфазные схемы выпрямления; назначение сглаживающих фильтров. объяснить работу выпрямителя, сглаживающего фильтра. Тема 2.5 Электронные усилители, генераторы и осциллографы Принцип усиления напряжения, тока и мощности. Характеристики усилителей. Понятие об усилительных каскадах. Динамические характеристики усилительного элемента, определение рабочей точки на нагрузочной линии, построение графиков напряжений и токов в цепи нагрузки. Классы усиления каскадов. Варианты межкаскадных связей. Обратные связи и стабилизация режима работы усилителя. Каскады предварительного усиления, основные варианты построения оконечных каскадов. Анализ параметров конкретных схем усиления (коэффициента усиления, диапазон частот, входной и выходной мощностей, КПД усилителя). 12

Смотрите так же:  Излишне начисленная зарплата возврат

13 Электронные генераторы синусоидальных колебаний с КС 1.С связями. Мультивибраторы и триггеры. Генераторы пилообразного напряжения. Электронный осциллограф (структурная схема, принцип действия, характеристика блоков и узлов). Электронно-лучевая трубка с устройствами отклонения и фокусировки луча. Примеры использования осциллографа в экспериментальных исследованиях различных процессов. структурную схему электронного усилителя; основные сведения об электронных генераторах синусоидального, прямоугольного и пилообразного напряжений; назначение осциллографа; особенности электронных измерительных приборов. объяснить работу электронных усилителей, генераторов по приведенным схемам; рассчитывать коэффициенты усиления по напряжению, току, мощности. Тема 2.6 Стабилизаторы Назначение стабилизаторов (напряжения тока). Способы стабилизации. Режимы работы (непрерывный, дискретный). Типы стабилизирующих элементов (полупроводниковые, микроэлектронные, вакуумные и др.) назначение, классификацию стабилизаторов, типы стабилизирующих элементов; определение коэффициента стабилизации. объяснить работу схемы полупроводникового стабилизатора. Тема 2.7 Интегральные схемы микроэлектроники Общие сведения. Понятие о монолитных пленочных, полупроводниковых и гибридных интегральных схемах. Компоненты интегральных схем. Маркировка интегральных схем. Применение интегральных схем. гибридные, полупроводниковые интегральные микросхемы; технологию изготовления микросхем; классификацию, маркировку и применение микросхем. определять по маркировке функциональное назначение микросхем. 13

14 Тема 2.8 Микропроцессоры и МикроЭВМ Микропроцессоры с жестким управлением и программируемые. Их структура и применение. МикроЭВМ (назначение, структурная схема, принцип работы). Запоминающие устройства. Интерфейс. Основные электрические параметры персональных ЭВМ. функциональное назначение в комплексной автоматизации автоматических процессов производства микропроцессоров и микроэвм; типовую структуру микропроцессоров и ее составляющие; применение микропроцессоров с жестким управлением и программируемых микропроцессоров; организацию микроэвм на основе микропроцессоров. объяснить работу микропроцессора и микроэвм по приведенной структурной схеме; по паспортным данным анализировать их основные технические характеристики. 14

15 Задание на контрольную работу Задание на контрольные работы составлены в 50 вариантах. Вариант контрольной работы определяется двумя последними цифрами шифра студента по табл.1 Таблица вариантов контрольных работ Таблица 1 Две последние Две последние Вариант Номера задач цифры кода цифры кода Вариант Номера задач ,11,21,32, ,18,26,38, ,12,22,33, ,19,27,39, ,13,23,34, ,20,28,40, ,14,24,35, ,11,29,31, ,15,25,36, ,13,30,34, ,16,26,37, ,14,21,35, ,17,27,38, ,15,22,36, ,18,28,39, ,16,23,37, ,19,29,40, ,12,24,38, ,20,30,41, ,13,25,39, ,12,22,31, ,20,26,40, ,13,23,32, ,11,27,31, ,14,24,33, ,12,28,32, ,15,25,34, ,13,29,33, ,16,26,35, ,14,30,35, ,17,27,36, ,15,21,36, ,18,28,37, ,16,22,37, ,19,29,38, ,17,23,38, ,20,30,39, ,18,24,39, ,11,21,40, ,11,25,40, ,13,21,33, ,12,26,31, ,14,22,34, ,13,27,32, ,15,23,35, ,14,28,33, ,16,24,36, ,15,29,32, ,17,25,37, ,16,30,31,41 15

16 Общие указания к выполнению и оформлению контрольных работ 1. К выполнению контрольной работы студент должен приступить только после изучения теоретического материала. 2. Каждая контрольная работа должна быть выполнена в срок, указанный на учебном графике. 3. Студент должен выполнить контрольную работу по определенному варианту в соответствии со своим шифром. 4. Каждая контрольная работа выполняется в отдельной тетради в клетку, условия задач переписываются полностью. 5. Студент должен изучить условие задачи, уяснить какие величины являются заданными и какие искомыми, и сделать краткую запись условия задачи. 6. Следует составить и вычертить электрическую схему, соответствующую условию задачи, показать на ней все заданные и искомые величины. Схемы, векторные диаграммы и графики должны выполняться карандашом с применением чертежных инструментов. При выполнении схем следует пользоваться условными графическими обозначениями, установленными ГОСТами. 7. Решение задач необходимо сопровождать краткими и четкими пояснениями. 8. Вычисление следует производить с необходимой точностью до двух знаков после запятой. 9. Обозначение электрических величин в тексте, в формулах, на векторных диаграммах и на электрических схемах. 10. При решении задач следует пользоваться Международной системой единиц СИ. Буквенные обозначения единиц измерения ставятся только после окончательного результата и в скобки не заключаются, например: 10А; 380В; 660Вт. 11. Векторные диаграммы должны быть построены в масштабе на миллиметровой бумаге или на бумаге в клетку. Принятые масштабы должны быть указаны. 12. В конце контрольной работы необходимо привести список используемой литературы, поставить подпись и дату ее выполнения. 13. После выполнения контрольной работы с оценкой и замечаниями преподавателя студенту следует повторить недостаточно усвоенный материал, и исправить отмеченные ошибки. Все исправления следует выполнить не в тексте контрольной работы, а в конце тетради, указав номер задачи. 16

17 Контрольные работы Задачи 1-10 Цепь состоящая из пяти резисторов, присоединена к источнику электрической энергии, напряжение на зажимах которого U AB (рис.1). Токи в резисторах соответственно равны I 1, I 2, I 3, I 4, I 5. Определить величины отмеченные знаками вопроса в табл.2 Таблица 2 Значение величин и единицы измерения задач U AB U CD R AB R СD R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 В В Ом Ом Ом Ом Ом Ом Ом А А А А А 1. . 2 40? 10? 6? . . 12? 20? . ? 2. 5? 100?? . 5?? 6 100?? 4?? ? 10. 7? 50 8?? . 7? ?? 7?? 16? 20 10? 7,5? 9?? 5 3? 4 8?? 10. . 10?? 20? 6? 1,6 2,4 Задачи В сеть переменного тока частотой f = 50Гц последовательно включены резистор R и конденсатор с емкостным сопротивлением Х С, величины которых приведены в табл. 3. Кроме того, известна одна из дополнительных величин (I,P,Q). Начертить схему цепи и определить следующие величины: 1. полное сопротивление цепи Z; 2. напряжение U, приложение к цепи; 3. силу тока и цепи I; 4. коэффициент мощности цепи cosφ; 5. активную Р, реактивную Q и полную S мощности, потребляемые цепью. 17

18 Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и пояснить ее построение. задач R(OM) Х с (Ом) Дополнительная величина I=2А P=180Вт Q=48вар I=4A Р=48Вт Таблица 3 Задачи В сеть переменного тока частотой f =50Гц последовательно включены резистор сопротивлением R, реактивные сопротивления X L и Х С, величины которых заданы в табл.4. Кроме того, задана еще одна дополнительная величина (I,U,P,Q,S). Начертить схему цепи и определить следующие величины: 1. полное сопротивление цепи Z 2. напряжение U, приложение к цепи 3. силу тока в цепи I 4. коэффициент мощности цепи cosφ 5. активную Р, реактивную Q и полную S мощности потребляемые цепью. Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и пояснить ее построение. Таблица 4 задач R(Oм) X L (Ом) Хс(Ом) Дополнительная величина I=8А Р=256Вт S=90BA U=30В Q=48вар Задачи В трехфазную четырехпроводную цепь напряжением U л включены звездой приемники энергии. Мощность приемников в фазе А-Р A ; в фазе В-Р В, в фазе С-Pc. Для всех приемников cosφ =1. Начертить схему цепи и определить фазное напряжение U Ф фазные и линейные токи: I ф, I л ; активную мощность всей цепи Р. Построить в масштабе векторную диаграмму напряжений и токов; по векторной диаграмме определить ток в нулевом проводе I 0. Данные для своего варианта взять из табл.5 Таблица 5 Исходные данные Номера задач Линейное напряжение U л, В Мощность в фазе А Р А квт 4 1,2 2,2 1,65 6 Мощность в фазе В Р В квт 3 0,8 4,4 1,1 4 Мощность в фазе С Рс квт 2 1,6 6 2,2 8 18

19 Задачи В трехфазную сеть напряжением U л включен треугольником потребитель мощностью Р при коэффициенте мощностью cosφ. Начертить схему цепи и определить: фазное напряжение U ф, фазный и линейный токи I ф, I Л потребителя, полную S и реактивную Q мощности потребителя. Построить в масштабе векторную диаграмму токов и напряжений. Данные взять из таблицы 6. Таблица 6 Исходные данные Номера задач Линейное напряжение U л, В Активная мощность Р квт 2,59 1,86 3,68 3,08 2,87 Коэффициент мощности cosφ 0,6 0,8 0,85 0,8 0,77 Задачи Понижающий однофазный двух обмоточный трансформатор подключен к сети напряжением U ном = 220В. Трансформатор работает в номинальном режиме и подключен к активно-индуктивной нагрузке. Коэффициент полезного действия трансформатора η н =0,8, коэффициент мощности вторичной цепи cosφ 2н =0,91. Определить значение величин, отмеченных в таблице 7 знаком вопроса. Таблица 7 Номера Значения величин и единицы измерения задач U 2ном I 2ном S 2ном Р 1ном P 2ном К 31? 5 220. 32 44?? 250?? 33? 10?? 200? 34 22?? 250?? 35? 5. 5 36. 250? ? 220. 38 22? 220. 39? 10. 10 40.

20 Задачи Трѐхфазный двигатель с короткозамкнутым ротором в номинальном режиме потребляет из сети мощность Р 1н при напряжении U ном и токе I ном. Двигатель развивает момент М ном при частоте вращения n ном. Эти величины заданы в табл. 8 Определить: 1. номинальную мощность двигателя Р ном 2. КПД двигателя η ном 3. коэффициент мощности cosφ ном 4. номинальное скольжение S ном 5. число пар полюсов двигателя p Таблица 8 Номера задач Р 1 Значения величин и единицы измерения U ном I ном М ном n ном об/мин квт В А НМ , , , , , , , ,77 7, , , , ,

21 Примерное решение задач Методические указания к выполнению задач контрольной работы 21