Керчь, 2008 г

Конспект лекций

Теоретические основы электротехники

для студентов направления 6.050702 «Электромеханика»

специальности

"Электрические системы и комплексы транспортных средств"

Составители: Голиков С.П., к.т.н., доцент кафедры ЭС и АП КГМТУ;

Шваб О.С., ст. преп. кафедры ЭС и АП КГМТУ.

Рецензент: Матеух Е.И. ст. преп. кафедры ЭС и АП КГМТУ;

.

Конспект лекций рассмотрен и одобрен на заседании кафедры ЭСиАП КГМТУ, протокол № 5 от 15.01.2008г.

Методические указания рассмотрены и рекомендованы к утверждению на заседании методической комиссии МФ КГМТУ,

протокол № 3 от 18.03.2008г.

Методические указания утверждены на заседании Методического совета КГМТУ,

протокол № 3 от 28.05.2008г.

Ó Керченский государственный морской технологический университет

ОГЛАВЛЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
1.1 Электрическая цепь и её элементы…………………………………………………………………………………
1.2 Схема электрической цепи…………………………………………………………………………………………..
1.3 Активные элементы………………………………………………………………………………………………….
1.4 Пассивные элементы…………………………………………………………………………………………………
1.5 Основные законы и уравнения электрических цепей…………………………………………………………….
ГЛАВА 2 ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ИМЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
2.1 Метод контурных токов………………………………………..................................................................................
2.2 Принцип наложения и метод наложения…………………………………………………………………………….
2.3 Входные и взаимные проводимости ветвей…………………………………………………………………………
2.4 Теорема взаимности…………………………………………………………………………………………………...
2.5 Теорема компенсации. Линейные соотношения в электрических цепях………………………………………...
2.5.1 Теорема компенсации……………………………………………………………………………………………….
2.5.2 Линейные сложения в электрических цепях……………………………………………………………………..
2.6 Метод узловых потенциалов………………………………………………………………………………………...
2.7 Метод эквивалентного генератора…………………………......................................................................................
2.8 Передача энергии от активного двухполюсника нагрузке ………………………………………………………..
2.9 Преобразование в линейных электрических цепях………………………………………………………………..
ГЛАВА 3 ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА
3.1 Синусоидальный ток и его основные характеристики…………………………………………………………….
3.2 Получение синусоидальной Э.Д.С…………………………………………………………………………………..
3.3 Способы изображения синусоидальных величин…………………………………………………………………
3.4 Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме………….......................................................................................
3.5 Пассивные элементы R, L, C в цепи синусоидального тока……………………………………………………...
3.6 Последовательное соединение элементов R, L, C в цепи синусоидального напряжения……………………...
3.7 Мгновенная и средняя мощности. Активная, реактивная и полная мощности. Измерение мощности ваттметром…………………………………………………………………………………………………………………
3.8 Треугольники сопротивлений, напряжений и мощностей………………………………………………………….
3.9 Топографическая и векторная диаграммы………………………………………………………………………….
3.10 Резонанс напряжений………………………………………………………………………………………………..
3.11 Резонанс токов……………………………………………………………………………………………………….
3.12 Частотные характеристики пассивных двухполюсников………………………………………………………...
3.13 Условие передачи максимальной мощности от активного двухполюсника нагрузке………………………...
3.14 Падение и потеря напряжения в линии передачи электроэнергии……………………………………………..
ГЛАВА 4 ЦЕПИ СО ВЗАИМНОЙ ИНДУКТИВНОСТЬЮ
4.1 Индуктивно связанные элементы. Э.Д.С. взаимной индукции…………………………………………………...
4.2 Последовательное соединение индуктивно связанных элементов цепи………………………………………..
4.3 Параллельное соединение индуктивно связанных элементов цепи……………………………………………..
4.4 Эквивалентная замена индуктивно связанных цепей……………………………………………………………
4.5 Трансформатор. Вносимое сопротивление. Векторная диаграмма……………………………………………….
ГЛАВА 5 РАСЧЕТ ТРЁХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
5.1 Основные понятия и определения…………………………………………………………………………………..
5.2 Основные схемы соединения трёхфазных цепей…………………………………………………………………..
5.3 Методы расчета трёхфазных цепей…………………………………………………………………………………
5.3.1 Соединение звездой…………………………………………………………………………………………………
5.3.2 Соединение треугольником………………………………………………………………………………………..
5.4 Измерение мощности в трёхфазных цепях ………………………………………………………………………..
5.5 Аварийные режимы…………………………………………….................................................................................
5.6 Вращающееся магнитное поле……………………………………………………………………………………...
ГЛАВА 6 ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ С НЕСИНУСОИДАЛЬНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ
6.1 Основные понятия и определения……………………………………………………………………………………
6.2 Особенности расчета линейной электрической цепи с несинусоидальными источниками ………………….
6.3 Мощность при несинусоидальных источниках…………………………………………………………………...
6.4 Высшие гармоники в трёхфазных цепях…………………………………………………………………………..
ГЛАВА 7 ЧЕТЫРЁХПОЛЮСНИКИ
7.1 Определение четырёхполюсника. Основные формы записи уравнений четырёхполюсника………………….
7.2 Определение коэффициентов четырёхполюсника……….........................................................................................
7.2.1 Определение коэффициентов Y, Z, H, G, B форм уравнений через коэффициенты формы А……………..
7.3 Эквивалентные схемы четырёхполюсника………………………………………………………………………….
7.4 Вторичные параметры симметричного четырёхполюсника………………………………………………………..
7.5 Соединение четырёхполюсников…………………………………………………………………………………….
7.6 Анализ четырёхполюсников с помощью вторичных параметров (Z и Г)……………………………………….
7.7 Линейные и круговые диаграммы (годографы)……………………………………………………………………
7.7.1 Линейные диаграммы……………………………………………………………………………………………….
7.7.2 Круговые диаграммы четырёхполюсников……………………………………………………………………….
Перечень рекомендуемой литературы

ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

1.1 Электрическая цепь и её элементы

Электрической цепью называют совокупность электротехнических устройств, образующих путь для прохождения электрического тока и предназначенных для передачи, распределения и взаимного преобразования электрической и других видов энергии.

Электромагнитные процессы, протекающие в устройствах электрической цепи, могут быть описаны при помощи понятий об электродвижущей силе (Э.Д.С.), токе и напряжении.

Электрические цепи, в которых получение электрической энергии, её передача и преобразование происходят при неизменных во времени токах и напряжениях, называют цепями постоянного тока. В таких цепях электрические и магнитные поля также не изменяются во времени. Так как токи и напряжения постоянны, то изменения этих величин во времени равны нулю:

; (1.1)

. (1.2)

Поэтому и напряжение на индуктивности U_L, и ток через ёмкость, зависящие от изменения этих величин, также равны нулю:

; (1.3)

. (1.4)

Из этого следует, что в индуктивности сопротивление постоянному току равно нулю, а ёмкость, наоборот, представляет собой бесконечно большое сопротивление. Поэтому в цепи постоянного тока катушка индуктивности представляет собой закоротку (обычный провод, сопротивлением которого можно пренебречь), а ёмкость (конденсатор) – представляет собой разрыв цепи.

Основными элементами электрической цепи являются источники и приёмники электрической энергии, которые соединяются между собой проводами.

В источниках электрической энергии (электромагнитные генераторы, гальванические элементы, термопреобразователи и др.) происходит преобразование механической, химической, тепловой и других видов энергии в электрическую.

В приёмниках электрической энергии (электродвигатели, электротермические устройства, лампы накаливания, резисторы, электролизные ванны и др.), наоборот, электрическая энергия преобразуется в тепловую, световую, механическую, химическую и др.

Дата добавления: 2014-11-29