Курахтина Г.С

К93 Общая электротехника: Учебное пособие. – Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2007. – 144 с.

ISBN 978–5–328–00157–1

Учебное пособие составлено в соответствии с требованиями к обязатель-ному минимуму содержания дисциплины «Общая электротехника», входящей в основную образовательную программу подготовки специалистов по техниче-ским специальностям государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.

Пособие содержит необходимую информацию для изучения студентами и курсантами теоретических и практических вопросов по общей электротехнике.

УДК 621.3(075.8) ББК 31.2я72

ISBN 978–5–328–00157–1 © КамчатГТУ, 2007

© Курахтина Г.С., 2007

Оглавление

Введение................................................................................................................................. 6 Глава 1. Электростатика и постоянный ток........................................................................ 8 1.1. Общие понятия........................................................................................................ 8 1.1.1. Электромагнитное поле....................................................................................... 8 1.1.2. Электрическое поле............................................................................................. 9

1.1.3. Магнитное поле.................................................................................................... 10 1.2. Электростатика........................................................................................................ 10 1.2.1. Электрическое поле............................................................................................. 10 1.2.2. Электронная теория строения вещества............................................................ 10 1.2.3. Закон Кулона........................................................................................................ 11 1.2.4.Характерные свойства электростатического поля............................................. 12 1.2.5. Напряженность электрического поля................................................................ 12 1.2.6. Линии электрического поля................................................................................ 13 1.2.7. Потенциал точки поля......................................................................................... 14 1.2.8. Напряжение между двумя точками поля........................................................... 14 1.2.9. Связь между напряжением и напряженностью электрического поля............ 15 1.2.10. Проводник в электрическом поле.................................................................... 16 1.2.11. Диэлектрик в электрическом поле................................................................... 17 1.2.12. Токи смещения и проводимости...................................................................... 19 1.2.13. Электрическая емкость...................................................................................... 19 1.2.14. Параллельное соединение конденсаторов....................................................... 20 1.2.15. Последовательное соединение конденсаторов............................................... 21 1.2.16. Расчет батарей при смешанном соединении конденсаторов......................... 23 1.2.17. Энергия поля конденсатора.............................................................................. 25 1.2.18. Электрический ток (ток проводимости).......................................................... 25 1.2.19. Постоянный ток.................................................................................................. 26 1.2.20. Электрическая цепь........................................................................................... 26 1.2.21. Источник электромагнитного поля.................................................................. 27 1.2.22. Электродвижущая сила источника. Напряжение источника......................... 28 1.2.23. Проводимость проводника. Сопротивление проводника............................. 29 1.2.24. Закон Ома............................................................................................................ 30 1.2.25. Работа и мощность электромагнитного поля.................................................. 31 1.2.26. Зависимость напряжения источника от тока нагрузки.................................. 32 1.2.27. Режимы работы источника................................................................................ 32 1.2.28. Максимальная мощность источника................................................................ 33 1.2.29. Последовательное соединение в электрической цепи................................... 34 1.2.30. Первый закон Кирхгофа.................................................................................... 34 1.2.31. Параллельное соединение в электрической цепи........................................... 35 1.2.32. Еще раз о напряжении....................................................................................... 36 1.2.33. Смешанное соединение в электрической цепи............................................... 39 1.2.34. Второй тип задачи.............................................................................................. 42 1.2.35. Анализ электрической схемы........................................................................... 43 1.2.36. Второй закон Кирхгофа..................................................................................... 44 Практические задания.................................................................................................. 46

Глава 2. Однофазный и трехфазный токи........................................................................... 54 2.1. Переменный ток...................................................................................................... 54 2.1.1. Общие понятия и определения........................................................................... 54 2.1.2. Векторное изображение синусоидальных величин.......................................... 56 2.1.3. Электрическое сопротивление............................................................................ 57 2.1.4. Индуктивное сопротивление.............................................................................. 58

2.1.5. Емкостное сопротивление.................................................................................. 58 2.1.6. Цепь переменного тока только с активным сопротивлением......................... 59 2.1.7. Цепь переменного тока только с индуктивностью.......................................... 59 2.1.8. Мгновенная мощность в цепи только с индуктивностью............................... 61 2.1.9. Последовательное соединение активного

сопротивления и индуктивности................................................................................. 59 2.1.10. Последовательное соединение нескольких

разнородных сопротивлений....................................................................................... 60 2.1.11. Цепь переменного тока только с емкостью.................................................... 61 2.1.12. Последовательное соединение активного сопротивления и емкости.......... 63 2.1.13. Последовательное соединение активного сопротивления,

индуктивности и емкости............................................................................................. 64 2.1.14. Физическая сущность явлений, возникающих при резонансе...................... 66 2.1.15. Получение резонанса напряжений................................................................... 67 2.1.16. Треугольник токов............................................................................................. 68 2.1.17. Проводимости в цепях переменного тока....................................................... 69 2.1.18. Резонанс токов................................................................................................... 70 2.1.19. Резонанс токов в идеальном контуре.............................................................. 71 2.1.20. Резонанс токов в реальном контуре................................................................. 72 2.1.21. Резонансное сопротивление контура............................................................... 73 2.1.22. Влияние коэффициента мощности (cos j) на использование

мощности источника электрической энергии (генератора, трансформатора)........ 74 2.2. Трехфазный ток...................................................................................................... 76 2.2.1. Общие понятия.................................................................................................... 74 2.2.2. Трехфазный генератор. Трехфазная ЭДС......................................................... 77 2.2.3. Несвязанная трехфазная система....................................................................... 78 2.2.4. Четырехпроводная трехфазная система............................................................ 78 2.2.5. Свойства четырехпроводной трехфазной системы («звезда – звезда»

с нулевым проводом)................................................................................................... 79 2.2.6. Соединение потребителей треугольником....................................................... 81 2.2.7. Ненормальные режимы работы системы при соединении

потребителей треугольником....................................................................................... 82 2.2.8. Соединение источников энергии звездой и треугольником........................... 82 2.2.9. Вращающееся магнитное поле трехфазного тока............................................ 82 Практические задания................................................................................................... 83 Глава 3. Электромагнетизм и магнитная индукция........................................................... 95 3.1. Электромагнетизм.................................................................................................. 95 3.1.1. Магнитное поле. Магнитная индукция............................................................. 95 3.1.2. Магнитные линии. Магнитный поток............................................................... 95

3.1.3. Магнитное поле проводника с током. Взаимодействие проводников

с током. Действие магнитного поля на проводник с током...................................... 96 3.1.4. Магнитная проницаемость................................................................................. 98 3.1.5. Напряженность магнитного поля....................................................................... 100 3.1.6. Закон полного тока.............................................................................................. 100 3.1.7. Магнитное поле тороида (кольцевой катушки)............................................... 101 3.1.8. Кривые намагничивания железа........................................................................ 102 3.1.9. Гистерезис. Петля гистерезиса........................................................................... 103 3.1.10. Магнитная цепь. Расчет магнитной цепи........................................................ 104 3.1.11. Электромагниты................................................................................................ 106 3.2. Электромагнитная индукция................................................................................. 107 3.2.1. Общий закон электромагнитной индукции...................................................... 107 3.2.2. Явление самоиндукции. Индуктивность цепи................................................. 109

3.2.3. Индуктивность катушки с железным сердечником.......................................... 110 3.2.4. Энергия магнитного поля.................................................................................... 111 3.2.5. Явление взаимоиндукции.................................................................................... 111 3.2.6. Индукционные вихревые токи............................................................................ 113 Практические задания................................................................................................... 114 Глава 4. Электрические измерения...................................................................................... 120 4.1. Общие сведения...................................................................................................... 120

4.2. Системы электроизмерительных приборов.......................................................... 122 4.3. Маркировка электроизмерительных приборов.................................................... 122 4.4. Требования, предъявляемые к измерительному прибору................................... 123 4.5. Общее устройство, детали и узлы электроизмерительных приборов............... 123 4.6. Приборы магнитоэлектрической системы........................................................... 125 4.7. Приборы электромагнитной системы................................................................... 126 4.8. Приборы электродинамической системы............................................................. 127 4.9. Ферродинамические приборы............................................................................... 128 4.10. Приборы индукционной системы....................................................................... 129 4.11. Термоэлектрические приборы............................................................................. 130 4.12. Выпрямительные приборы................................................................................... 130 4.13. Приборы электростатической системы.............................................................. 131 4.14. Вибрационные приборы....................................................................................... 131 4.15. Логометры.............................................................................................................. 132 4.16. Измерение токов и напряжений.......................................................................... 133 4.17. Измерение мощности в цепях постоянного

и однофазного переменного токов............................................................................... 134 4.18. Измерение мощности в цепях трехфазного тока............................................... 136 4.19. Измерение энергии в цепях переменного тока.................................................. 136 4.20. Измерение сопротивлений................................................................................... 137 4.21. Измерение сопротивлений методом амперметра и вольтметра....................... 138 4.22. Измерение сопротивлений омметром................................................................. 138 4.23. Мегомметры.......................................................................................................... 139 4.24. Измерение сопротивлений, емкостей

и индуктивностей методом Уитстона.......................................................................... 140 4.25. Цифровые измерительные приборы................................................................... 140 Практические задания................................................................................................... 143 Литература...................................................................................................................... 144

Дата добавления: 2014-10-15