Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
« СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ »
М . С . Лурье , О . М . Лурье
Электротехника и электроника
Для студентов всех направлений подготовки и всех форм обучения
Лурье М . С ., Лурье О . М . Электротехника и электроника . Курс лекций . Для студентов всех направлений подготовки и всех форм обучения . — Красно —
ярск : СибГТУ , 2012.- 417 с .
Курс лекций « Электротехника и электроника » охватывает вопросы , посвященные теории электрических цепей постоянного , однофазного пе — ременного и трехфазного тока ; электрическим машинам ; электроприводу и электроснабжению и электронике .
Содержание курса , рассчитано на то , что часть материала будет про — рабатываться студентом самостоятельно .
Работа содержит четыре раздела . Лекции изложены по возможности доступным языком , сформулированы основные определения и выводы . Ра — бота снабжена большим количеством иллюстраций .
Рисунков 154, библиогр . назв . 16.
Рецензенты : к . т . н ., доц . Костюченко Л . П . ( КрасГАУ ) к . т . н ., доц . Зингель Т . Г .
М . С . Лурье , О . М . Лурье
ФГБОУВПО « Сибирский государственный технологический универси —
Целью изучения дисциплины « Электротехника и электроника » явля — ется формирование основополагающих знаний и практическая подготовка бакалавров в области электротехники и электроники , электропривода , электроснабжения и электрооборудования . После изучения данного курса бакалавры должны уметь выбирать необходимые электротехнические уст — ройства , уметь их правильно эксплуатировать и составлять совместно с инженерами — электриками технические задания на разработку электриче — ских частей автоматизированных и автоматических устройств и установок для управления различными технологическими процессами .
Основной задачей данного курса лекций является изучение основ — ных законов электрических и магнитных явлений , устройства и принципа работы электрических машин и аппаратов , основ электропривода и элек — троснабжения предприятий , полупроводниковых приборов и электронных устройств .
Дисциплина « Электротехника и электроника » относится к базовой части профессионального цикла дисциплин .
Курс , состоит из 4- х разделов :
В первом разделе « Электрические цепи » излагаются основные поня — тия , законы , методы анализа , области и особенности применения электри — ческих и магнитных цепей , электромагнитных цепей .
Во втором разделе « Электрические машины » излагаются основные понятия , принципы работы и устройство трансформаторов и электриче — ских машин .
В третьем разделе « Электропривод и электроснабжение » даются ос — новные понятия теории электропривода , правила выбора электродвигате — лей к производственным механизмам и основные вопросы организации электроснабжения предприятий .
В четвертом разделе « Электроника » рассматриваются полупровод — никовые элементы электроники , принципы работы и применение усилите — лей , генераторов , выпрямителей , импульсных и логических устройств вы — числительной и информационно — измерительной техники ; принципы по — строения и основные схемы аналоговых и цифровых электронных измери — тельных приборов .
Курс « Электротехника и электроника » тесно связан и опирается на ранее изученные дисциплины : « Высшая математика » ( дифференциалы и
интегральные исчисления , решение линейных дифференциальных уравне — ний 1 го и 2 го порядка , комплексные числа и др .), « физика » ( электрические и магнитные поля , электромагнетизм , электричество ).
Разделы курса « Электрические цепи » и « Электрические машины » основываются на темах : « Электричество и магнетизм » и « Колебания и волны » дисциплины « Физика ».
Раздел « Электроника » связан также с разделом « Оптика » и « Физика твердого тела ». Электромагнетизм в курсе физики ( согласно типовой про — грамме ) изучается достаточно фундаментально , поэтому повторение этих вопросов в курсе « Электротехника и электроника » нецелесообразно .
В разделе « Колебания и волны » дисциплины « Физика » излагаются вопросы гармонических и затухающих колебаний , резонансов напряжений и токов , колебательного разряда конденсаторов , понятие о переменном то — ке . Это обстоятельство учтено в разделе « Электрические цепи переменного тока », чтобы допустить дублирования и обеспечить преемственность ме — тодик преподавания соответствующих разделов физики и электротехники .
Изложение материала по « Электронике » опираться на физические процессы , происходящие в полупроводниковых приборах и рассматривае — мые в курсе « Физика ». Поэтому здесь больше внимания уделено характе — ристикам , свойствам и применению полупроводниковых приборов и инте — гральных микросхем и схемотехнике .
Часть лекционного материала предусматривается для самостоятель — ного изучения . После каждого раздела приведены контрольные вопросы .
Стоимость работы мы сообщим в течение 10 минут
на указанный вами адрес электронной почты.
Если стоимость устроит вы сможете оформить заказ.
Страницы работы
Содержание работы
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра теоретических основ электротехники
ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ
Курс лекций для студентов специальности
«Экономика и управление на предприятии электромашиностроения»
Лектор – к. т. н. Бланк Алексей Валерьевич
- Электрическая цепь и ее элементы . 3
- Источники ЭДС и источники тока . 6
- Последовательное и параллельное соединение элементов цепи 8
- Основные законы электрических цепей . 10
- Система уравнений по законам Кирхгофа для расчета токов цепи . 14
- Баланс мощности в электрической цепи . 16
- Метод пропорционального пересчета . 18
- Метод контурных токов . 19
- Метод наложения . 26
- Преобразование звезды в треугольник и треугольника в звезду . 29
- Свертка параллельных ветвей в одну эквивалентную . 32
- Вынесение ЭДС и источника тока из ветви . 34
- Метод узловых потенциалов . 37
- Теорема о компенсации . 43
- Метод эквивалентного генератора . 44
- Электрические цепи синусоидального тока . 48
- Векторные диаграммы . 53
- Символический метод . 55
- Мощность синусоидального режима . 64
- Последовательное соединение элементов RLC . 69
- Параллельное соединение элементов RLC . 73
- Последовательный резонанс (резонанс напряжений) . 76
- Параллельный резонанс (резонанс токов) . 80
- Цепи с магнитной связью . 86
- Трехфазные цепи . 90
- Нелинейные электрические цепи . 98
- Магнитные цепи . 106
- Электрические машины . 111
- Электронные преобразователи тока и напряжения . 117
Список литературы . 129
1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ
На Рис. 1.1 изображена электрическая цепь – совокупность элементов, предназначенных для распределения и преобразования электрической энергии.
В электрической цепи различают источники и приемники электрической энергии, ветви и узлы.
Источники энергии (источники ЭДС и источники тока, Рис. 1.2.) – это элементы цепи, в которых неэлектрические виды энергии преобразуются в электрическую энергию.
К приемникам энергии относят резистивные и реактивные элементы.
В резистивных элементах (Рис. 1.3) электрическая энергия преобразуется в тепловую.
Реактивные элементы – это катушки индуктивности и конденсаторы (Рис. 1.4). В индуктивностях происходит накопление энергии в магнитном поле. В конденсаторах происходит накопление энергии в электрическом поле.
Для описания распределения энергии в электрической цепи используются такие силовые характеристики как электрический потенциал, напряжение и ток.
Электрический потенциал (обозначается буквой 
, имеет размерность В, Вольт) – это функция, определяющая распределение энергии между элементами электрической цепи (Рис. 1.5).
Потенциал можно определить лишь с точностью до произвольной постоянной величины. Поэтому перед расчетом цепи необходимо задать потенциал некоторой точки цепи (обычно потенциал произвольной точки приравнивают нулю).
Если между двумя точками ветви отсутствуют источники и потребители, потенциалы этих двух точек равны.
Напряжение (обозначается буквой U, имеет размерность В)– это разность потенциалов между двумя точками электрической цепи (Рис. 1.6). Напряжение обозначается стрелкой, направленной от большего потенциала к меньшему. Первый индекс всегда соответствует большему потенциалу, второй – меньшему.
Напряжение – величина векторная. Если поменять направление стрелки или порядок чередования индексов, изменится знак напряжения.
Ток (обозначается буквой I, имеет размерность А, Ампер) обозначается стрелкой на ветви (Рис. 1.7). Ток, как и напряжение, направлен от большего потенциала к меньшему.
В отличие от тока и напряжения, ЭДС направлена от меньшего потенциала к большему.
Ток связан с ветвями и узлами цепи следующим образом.
Ветвь – это участок цепи, по которому течет один и тот же ток.
Узел – это соединение не менее чем трех ветвей.
Необходимо заметить, что до расчета электрической цепи истинное распределение потенциала, направление токов и напряжений неизвестно. Поэтому перед началом расчета направление токов и напряжений задают произвольно. Если рассчитанное значение тока или напряжения окажется отрицательным, это будет означать, что истинное его направление противоположно заданному до расчета.
Ток в ветви связан с напряжением однозначной зависимостью, которую называют вольт-амперной характеристикой (Рис. 1.8). Вольт-амперная характеристика может иметь произвольную форму (Рис. 1.8 а), и в частности, может быть линейной (Рис. 1.8 б).
Если вольт-амперная характеристика элемента линейна, элемент называется линейным. Цепь, состоящая только из линейных элементов, называется линейной электрической цепью.
Для линейных элементов справедливо соотношение (называемое также законом Ома для пассивного участка цепи):
(1.1)
где R – коэффициент пропорциональности между током и напряжением, называемый сопротивлением элемента (имеет размерность Ом).
Сопротивление можно также определить как тангенс угла наклона вольт-амперной характеристики к оси тока.