Элементарная электротехника. Кузнецов А.В.

М.: 2014.— 896 с.

В книге приводятся основные понятия об элементах электрических и магнитных цепей. Объясняются физические процессы, происходящие в этих цепях. Излагается методика их расчета. Книга содержит основные сведения об электростатике и электромагнитной индукции, о действиях электрического тока, постоянном и переменном токе, об электрохимии. Материал изложен простым и доступным языком с использованием лишь простейшего математического аппарата. Книга содержит свыше 1000 рисунков, 340 числовых примеров для расчетов, 1200 задач и 1000 вопросов для самопроверки. Рекомендуется школьникам старших классов, студентам и преподавателям средних и высших учебных заведений, слушателям курсов повышения квалификации, а также для самостоятельного изучения.

Формат: pdf

Размер: 18 Мб

Смотреть, скачать: drive.google

СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие 11
1 Введение в электротехнику 12
Понятие о веществе 13
Понятие об атоме 14
Несколько поучительных чисел 16
Электрический заряд 17
Опыт 18
Проводники и изоляторы 20
Вопросы для самопроверки 21
Задачи 25
2. Электрический ток 26
Понятие об электрическом токе 27
Электрическая цепь 28
Сила электрического тока 31
Единица силы тока 32
Измерение силы тока 33
Виды электрического тока 34
Применение постоянного и переменного тока 38
Действия электрического тока 39
Вопросы для самопроверки 43
Задачи 49
3. Электрическое сопротивление 50
Понятие об электрическом сопротивлении 51
Единица электрического сопротивления 51
Зависимость сопротивления от размеров проводника 52
Расчет сопротивления проводника 56
Зависимость сопротивления от температуры 58
Электрическая проводимость 62
Удельная проводимость 62
Вопросы для самопроверки 63
Задачи 69
4. Электрическое напряжение 73
Определение электрического напряжения 74
Единица электрического напряжения 74
Источники постоянного напряжения 75
Классификация напряжений 78
Измерение электрического напряжения 78
Вопросы для самопроверки 79
5. Закон Ома 82
Связь между силой тока, напряжением и сопротивлением 83
Закон Ома 83
Опыт 84
Измерение нагрузки при помощи вольтметра и амперметра 86
Вопросы для самопроверки 86
Задачи 89
6. Электрическая энергия и мощность 91
Электрическая мощность 93
Измерение мощности при помощи вольтметра и амперметра 98
Расчет электроэнергии, израсходованной потребителем 99
Стоимость электроэнергии 100
Вопросы для самопроверки 101
Задачи 104
7. Параллельное соединение сопротивлений 109
Что такое параллельное соединение? 110
Закон токов Кирхгофа (закон узлов) 111
Расчет токов в ветвях и суммарной силы тока 115
Полное сопротивление цепи, состоящей из потребителей, соединенных параллельно 116
Два различных резистора, соединенных параллельно 118
Равные сопротивления, соединенные параллельно 119
Суммарная мощность потребителей, соединенных параллельно 120
Суммарная энергия потребителей, соединенных параллельно 121
Вопросы для самопроверки 122
Задачи 127
8. Последовательное соединение сопротивлений 139
Последовательное соединение. Что это? 140
Сопротивление последовательной цепи 141
Расчет силы тока в последовательной цепи 142
Падение напряжения 142
Второй закон Кирхгофа (закон падений напряжения) 147
Электродвижущая сила (ЭДС) 149
Мощность в последовательной цепи 153
Применение последовательного соединения 153
Вопросы для самопроверки 156
Задачи 162
9. Смешанное соединение сопротивлений 181
Сущность смешанного соединения 182
Расчет общего сопротивления смешанной цепи 182
Расчет силы токов, падений напряжения и мощностей в смешанной цепи 186
Группы потребителей в сети 190
Делители напряжения 192
Расширение предела измерения амперметра 196
Расширение предела измерения вольтметра 199
Мост Уитстона 201
Вопросы для самопроверки 203
Задачи 216
10. Соединение источников напряжения 251
Сопротивление отдельного аккумулятора в электрической цепи 252
Емкость аккумулятора 253
Последовательное соединение аккумуляторов - последовательные батареи 254
ЭДС последовательной батареи аккумуляторов 255
Внутреннее сопротивление последовательной батареи аккумуляторов 256
Емкость последовательной батареи 257
Параллельное соединение аккумуляторов - параллельные батареи 258
ЭДС параллельной батареи 259
Внутреннее сопротивление параллельной батареи 259
Емкость параллельной батареи 260
Смешанное соединение аккумуляторов - смешанные батареи 261
Соединение аккумуляторов для получения максимального тока 263
Цепи с несколькими источниками напряжения 264
Вопросы для самопроверки 273
Задачи 280
11. Преобразование энергии 299
Механическая работа, энергия и мощность 300
Преобразование электрической энергии в механическую энергию 303
Потери, коэффициент полезного действия 304
Тепловая энергия 307
Преобразование электрической энергии в тепловую 309
Короткое замыкание 315
Вопросы для самопроверки 318
Задачи 323
12. Магнетизм 329
Магнитное притяжение 330
Ферромагнитные вещества 330
Магнитные полюса 330
Естественные и искусственные магниты 331
Взаимодействие между магнитными полюсами 333
Магнитное поле 334
Дополнительные свойства магнитов 336
Вопросы для самопроверки 341
13. Магнитное поле, электромагнит 344
Магнитное поле проводника с током 345
Магнитное поле катушки с током 348
Магнитодвижущая сила и напряженность магнитного поля 350
Электромагнит 352
Вопросы для самопроверки 356
Задачи 362
14. Магнитные цепи 363
Магнитный поток и плотность магнитного потока 364
Магнитная проницаемость 365
Магнитная проницаемость ферромагнитных материалов 368
Петля намагничивания 371
Гистерезис 374
Магнитная цепь 375
Зависимость магнитного сопротивления от материала сердечника и его размеров 376
Формула Гопкинсона для магнитной цепи 379
Последовательная магнитная цепь 380
Закон Кирхгофа для последовательной магнитной цепи 382
Параллельная магнитная цепь 382
Вопросы для самопроверки 383
Задачи 389
15. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле 397
Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле 398
Определение величины силы 399
Момент, действующий на виток с током в магнитном поле 401
Принцип действия амперметра с подвижной катушкой 405
Принцип действия двигателя постоянного тока 408
Сила, действующая между двумя параллельными проводниками стоком 411
Подъемная сила электромагнита 414
Вопросы для самопроверки 415
Задачи 422
16. Электромагнитная индукция 425
Создание индуктированной ЭДС 426
Направление индуктированной ЭДС 426
Закон Ленца 428
Величина индуктированной ЭДС в проводе, движущемся в магнитном поле 428
Виток, вращающийся в магнитном поле 429
Принцип действия генератора 431
ЭДС, индуктированная в проводнике вследствие изменения магнитного потока 435
Самоиндукция 438
Дроссель 439
Коэффициент самоиндукции (индуктивность) 440
Определение потока в катушке 441
Индуктивность дросселей, соединенных последовательно 442
Взаимоиндукция 442
Коэффициент взаимоиндукции (взаимоиндуктивность) 442
Трансформатор 444
Искровой индуктор 448
Вихревые токи 449
Вопросы для самопроверки 451
Задачи 459
17. Электростатика 466
Методы зарядки неподвижными зарядами 467
Зарядка металлического тела 470
Электростатическое поле 473
Электрический поток и его плотность 476
Диэлектрическая проницаемость 478
Диэлектрическая прочность 480
Вопросы для самопроверки 481
Задачи 487
18. Конденсаторы 490
Емкость 491
Поведение конденсатора в цепи постоянного тока 493
Соединение конденсаторов 501
Виды применяемых конденсаторов 506
Вопросы для самопроверки 511
Задачи 524
19. Сущность переменного тока 541
Характеристика ЭДС, индуктируемой в витке, который вращается в однородном магнитном поле 542
Значения переменного напряжения и тока 548
Фаза 554
Построение векторных диаграмм 555
Основные действия переменного тока 558
Преимущества и недостатки переменного тока 559
Вопросы для самопроверки 559
Задачи 566
20. Резистор, соленоид и конденсатор в цепи переменного тока 574
Резистор в цепи переменного тока 575
Соленоид в цепи переменного тока 577
Конденсатор в цепи переменного тока 585
Вопросы для самопроверки 589
Задачи 599
21. Последовательные цепи переменного тока 606
Последовательные цепи, состоящие из резистора и соленоида (RL) 607
Последовательная цепь, состоящая из резистора и конденсатора (RC) 627
Последовательная цепь, содержащая соленоид и конденсатор (LC) 637
Сила тока в последовательной цепи (LC) 641
Последовательная цепь, содержащая резистор, соленоид и конденсатор (RLC) 644
Вопросы для самопроверки 655
Задачи 673
22. Параллельные цепи переменного тока 696
Цепь, содержащая резистор и соленоид (RL) 697
Параллельные цепи, содержащие резистор и конденсатор (RC) 703
Параллельная цепь, состоящая из соленоида и конденсатора (LC) 708
Параллельная цепь, состоящая из резистора, соленоида и конденсатора (RLC) 714
Вопросы для проверки 722
Задачи 734
23. Смешанные цепи переменного тока 743
Полные сопротивления 744
Улучшение коэффициента мощности 747
Вопросы для самопроверки 755
Задачи 756
24. Трехфазная система токов 770
Генератор трехфазного тока 771
Трехфазная сеть, питающаяся от генератора с соединением в звезду 774
Трехфазная сеть, питающаяся от генератора с соединением в треугольник 782
Включение потребителей в трехфазную трехпроводную сеть 784
Несимметричная трехфазная сеть 787
Подключение трехфазных потребителей 789
Вопросы для самопроверки 790
Задачи 795
25. Основные сведения по электрохимии 811
Основные понятия 812
Электрохимические явления 815
Законы Фарадея 816
Первый закон Фарадея 817
Применения электролиза 819
Химические источники напряжения 821
Первичные элементы 823
Вторичные гальванические элементы (аккумуляторы) 828
Устройство свинцового аккумулятора 831
Вопросы для самопроверки 838
Задачи 849
26. Рациональные методы расчета сложных цепей 851
Метод контурных токов 853
Метод наложения (суперпозиции) 854
Метод эквивалентного генератора 856
Упрощение цепей путем преобразования соединения в звезду в соединение в треугольник и соединения в треугольник в соединение в звезду 860
Задачи 863
Ответы на вопросы 870
Ответы на задачи 875