Электротехника. В 2 кн. Немцов М.В.

М.: 2014. — Кн.1 - 240с, Кн.2 - 288с.

Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению подготовки «Электротехника» (квалификация «бакалавр»). Учебник состоит из двух книг. В книге 1 изложены основы теории электрических и магнитных цепей. Дано описание устройств и рабочих свойств трансформаторов. В книге 2 приведены положения основ промышленной электроники, электрических измерений; рассмотрены устройство и принцип работы электрических машин; представлены сведения об электроприводе. Для студентов учреждений высшего образования.

Книга 1.

Формат: pdf

Размер: 41 Мб

Смотреть, скачать: drive.google

Книга 2.

Формат: pdf

Размер: 53 Мб

Смотреть, скачать: drive.google

КНИГА 1
Предисловие 3
Глава 1. Линейные электрические цепи постоянного тока 4
1.1. Электротехнические устройства постоянного тока 4
1.2. Элементы электрической цепи постоянного тока 5
1.3. Положительные направления токов и напряжений 7
1.4. Резистор и резистивный элемент. Закон Ома 9
1.5. Источники электрической энергии постоянного тока. Электродвижущая сила 11
1.6. Источник ЭДС и источник тока 13
1.7. Первый и второй законы Кирхгофа. Обобщенный закон Ома 16
1.8. Применение закона Ома и законов Кирхгофа для расчетов электрических цепей 18
1.9. Методы эквивалентного преобразования схем 23
1.10. Метод узловых потенциалов 27
1.11. Метод контурных токов 30
1.12. Принцип и метод наложения (суперпозиции) 33
1.13. Принцип компенсации 35
1.14. Метод эквивалентного источника (активного двухполюсника) 36
1.15. Работа и мощность в электрической цепи постоянного тока. Энергетический баланс 39
1.16. Условие передачи приемнику максимальной энергии 41
Глава 2. Линейные электрические цепи синусоидального тока 43
2.1. Общие сведения 43
2.2. Элементы электрической цепи синусоидального тока 44
2.3. Катушка индуктивности и индуктивный элемент 44
2.4. Конденсатор и емкостный элемент 48
2.5. Источники электрической энергии синусоидального тока 51
2.6. Максимальное, среднее и действующее значения синусоидальных величин 53
2.7. Способы представления синусоидальных величин 54
2.8. Закон Ома в комплексной форме для резистивного, индуктивного и емкостного элементов 58
2.9. Первый и второй законы Кирхгофа в комплексной форме 63
2.10. Комплексный метод расчета электрических цепей синусоидального тока 66
2.11. Электрическая цепь с последовательным соединением элементов. Треугольник сопротивлений 69
2.12. Активное, реактивное, комплексное и полное сопротивления пассивного двухполюсника. Треугольник напряжений 74
2.13. Энергетические процессы в резистивном, индуктивном и емкостном элементах 75
2.14. Мгновенная, активная, реактивная, комплексная и полная мощности пассивного двухполюсника 79
2.15. Электрическая цепь с параллельным соединением ветвей. Треугольник проводимостей 83
2.16. Активная, реактивная, комплексная и полная проводимости пассивного двухполюсника. Треугольник токов 86
2.17. Эквивалентное преобразование схем последовательного соединения элементов в параллельное 88
2.18. Электрическая цепь со смешанным соединением ветвей 89
2.19. Энергетический баланс в электрической цепи синусоидального тока 90
2.20. Способы повышения коэффициента мощности 92
2.21. Резонансные явления в электрических цепях синусоидального тока 93
2.22. Электрическая цепь с индуктивно связанными элементами 99
2.23. Потенциальная диаграмма электрической цепи 102
2.24. Круговые диаграммы. Фазосдвигающие электрические цепи 104
2.25. Пассивные четырех- и трехполюсники 105
Глава 3. Трехфазные электрические цепи 108
3.1. Общие сведения 108
3.2. Соединение фаз источника энергии и приемника звездой 109
3.3. Соединение фаз источника энергии и приемника треугольником 114
3.4. Активная, реактивная, комплексная и полная мощности трехфазной симметричной системы 116
3.5. Сравнение условий работы трехфазного симметричного приемника при соединениях его фаз треугольником и звездой 117
3.6. Трехфазная электрическая цепь с несколькими симметричными приемниками 118
3.7. Основы безопасной эксплуатации трехфазных электрических цепей 120
Глава 4. Периодические несинусоидальные токи в линейных электрических цепях 122
4.1. Общие сведения 122
4.2. Расчет электрической цепи периодического несинусоидального тока 122
4.3. Действующие значения периодических несинусоидальных величин 124
4.4. Активная, реактивная и полная мощности в электрической цепи периодического несинусоидального тока 126
4.5. Электрические фильтры 127
Глава 5. Переходные процессы в линейных электрических цепях 131
5.1. Общие сведения 131
5.2. Классический метод расчета переходных процессов 131
5.3. Законы коммутации 133
5.4. Переходные процессы в цепи постоянного тока с одним индуктивным элементом 134
5.5. Переходные процессы в цепи постоянного тока с одним емкостным элементом 139
5.6. Разрядка емкостного элемента в цепи с резистивным и индуктивным элементами 143
5.7. Подключение неразветвленной цепи с индуктивным, резистивным и емкостным элементами к источнику постоянной ЭДС 147
5.8. Подключение неразветвленной цепи с индуктивным и резистивным элементами к источнику синусоидальной ЭДС 148
5.9. Операторный метод расчета переходных процессов 150
5.10. Расчет переходных процессов на ПК 156
Глава 6. Нелинейные электрические цепи 158
6.1. Общие сведения 158
6.2. Электрическая цепь с нелинейными резистивными двухполюсниками 158
6.3. Электрическая цепь с нелинейными резистивными трех- и четырехполюсниками 163
Глава 7. Магнитные цепи с постоянной магнитодвижущей силой 168
7.1. Элементы магнитной цепи 168
7.2. Закон полного тока. Уравнения состояния и схема замещения магнитной цепи 169
7.3. Свойства ферромагнитных материалов 171
7.4. Расчет неразветвленной магнитной цепи 175
7.5. Неразветвленная магнитная цепь с постоянным магнитом 177
7.6. Электромеханическое действие магнитного поля 179
Глава 8. Катушка с магнитопроводом в цепи переменного тока 182
8.1. Понятие об идеализированной катушке с магнитопроводом 182
8.2. Процессы намагничивания магнитопровода идеализированной катушки 183
8.3. Уравнения электрического состояния, схемы замещения и векторные диаграммы реальной катушки с магнитопроводом 185
8.4. Мощность потерь в магнитопроводе 189
8.5. Вольт-амперная характеристика катушки с магнитопроводом 191
8.6. Явление феррорезонанса 193
Глава 9. Трансформаторы 195
9.1. Общие сведения 195
9.2. Принцип действия однофазного трансформатора 196
9.3. Уравнения электрического состояния идеализированного однофазного трансформатора 198
9.4. Схема замещения и векторная диаграмма идеализированного однофазного трансформатора 201
9.5. Уравнения электрического состояния, схема замещения и векторная диаграмма реального однофазного трансформатора 203
9.6. Режим холостого хода трансформатора 205
9.7. Режим короткого замыкания трансформатора 207
9.8. Внешние характеристики трансформатора 210
9.9. Энергетический баланс и КПД трансформатора 212
9.10. Трехфазные трансформаторы 213
9.11. Группы соединений обмоток трансформаторов 215
9.12. Параллельная работа трансформаторов 217
9.13. Однофазные и трехфазные автотрансформаторы 218
9.14. Многообмоточные трансформаторы 219
9.15. Конструкция силовых трансформаторов 221
9.16. Измерительные трансформаторы 224

КНИГА 2
Предисловие 3
Глава 10. Полупроводниковые приборы и устройства 4
10.1. Общие сведения о полупроводниках 4
10.2. Контактные явления в полупроводниках 6
10.3. Полупроводниковые диоды 9
10.4. Биполярные транзисторы 12
10.5. Полевые транзисторы 18
10.6. Полностью управляемые транзисторные ключи большой мощности 25
10.7. Тиристоры 26
10.8. Полупроводниковые резисторы, конденсаторы, оптоэлектронные приборы 29
10.9. Классификация электронных преобразовательных устройств 30
10.10. Неуправляемые выпрямители 31
10.11. Управляемые выпрямители 40
10.12. Инверторы 46
10.13. Преобразователи постоянного напряжения 52
10.14. Преобразователи частоты синусоидального напряжения 55
10.15. Классификация электронных усилителей 56
10.16. Усилительные каскады на биполярных транзисторах 58
10.17. Усилительные каскады на полевых транзисторах 64
10.18. Дифференциальный усилительный каскад 66
10.19. Операционные усилители 69
10.20. Обратная связь в усилителях 71
10.21. Усилители с отрицательной обратной связью 72
10.22. Усилитель мощности 76
10.23. Классификация электронных импульсных и цифровых устройств 77
10.24. Логические элементы 79
10.25. Импульсные устройства с временно устойчивыми состояниями 82
10.26. Импульсные устройства с устойчивыми состояниями. Триггеры 88
10.27. Логические автоматы с памятью 92
10.28. Логические автоматы без памяти 94
10.29. Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи 95
10.30. Программируемые логические автоматы. Микропроцессоры 97
Глава 11. Электрические измерения 100
11.1. Классификация средств, видов и методов электрических измерений 100
11.2. Погрешности измерения и классы точности 101
11.3. Потребление энергии электроизмерительными приборами 104
11.4. Механические узлы показывающих приборов 105
11.5. Электромеханические аналоговые показывающие приборы 107
11.6. Логометры 113
11.7. Электронные аналоговые показывающие приборы 115
11.8. Электронные цифровые показывающие приборы 116
11.9. Регистрирующие приборы 118
Глава 12. Методы электрических измерений 122
12.1. Общие сведения 122
12.2. Мостовой метод измерения 122
12.3. Компенсационный метод измерения 125
12.4. Методы измерений мощности в трехфазных электрических цепях 127
12.5. Методы измерений энергии в однофазных и трехфазных электрических цепях 131
12.6. Электрические измерения неэлектрических величин 132
Глава 13. Машины постоянного тока 134
13.1. Общие сведения 134
13.2. Устройство машины постоянного тока 134
13.3. Обмотки барабанного якоря 136
13.4. Режимы работы машины постоянного тока 137
13.5. Электродвижущая сила и электромагнитный момент машин постоянного тока 141
13.6. Реакция якоря в машинах постоянного тока 143
13.7. Коммутация в машинах постоянного тока 146
13.8. Генератор с независимым возбуждением 148
13.9. Генераторе параллельным возбуждением 149
13.10. Генераторы с последовательным и смешанным возбуждением 151
13.11. Общие свойства и характеристики двигателей постоянного тока 153
13.12. Двигатель с параллельным возбуждением 155
13.13. Двигатель с последовательным возбуждением 157
13.14. Двигатель со смешанным возбуждением 160
13.15. Реверсирование и торможение двигателей постоянного тока 161
13.16. Энергетический баланс и КПД машин постоянного тока 164
13.17. Коллекторные двигатели синусоидального тока 165
13.18. Бесконтактные (вентильные) двигатели постоянного тока 166
Глава 14. Асинхронные машины 168
14.1. Общие сведения 168
14.2. Устройство трехфазной асинхронной машины 168
14.3. Режимы работы трехфазной асинхронной машины 172
14.4. Вращающееся магнитное поле статора асинхронного двигателя 173
14.5. Вращающееся магнитное поле ротора и рабочее вращающееся магнитное поле асинхронного двигателя 178
14.6. Уравнение электрического состояния фазы статора асинхронного двигателя 179
14.7. Уравнение электрического состояния фазы ротора асинхронного двигателя 182
14.8. Баланс магнитодвижущих сил в асинхронном двигателе 183
14.9. Схема замещения фазы асинхронного двигателя 184
14.10. Векторная диаграмма фазы асинхронного двигателя 188
14.11. Энергетический баланс и КПД асинхронного двигателя 189
14.12. Вращающий момент асинхронного двигателя 191
14.13. Механическая характеристика асинхронного двигателя 192
14.14. Рабочие характеристики асинхронного двигателя 197
14.15. Пуск асинхронного двигателя 199
14.16. Методы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей 202
14.17. Работа трехфазной асинхронной машины в режимах генератора и электромагнитного тормоза 205
14.18. Двухфазные и однофазные асинхронные двигатели 206
14.19. Специальные асинхронные машины 208
Глава 15. Синхронные машины 210
15.1. Общие сведения 210
15.2. Устройство синхронной машины 210
15.3. Режимы работы синхронной машины 212
15.4. Уравнение электрического состояния фазы синхронного генератора 213
15.5. Схема замещения и векторная диаграмма фазы синхронного генератора 215
15.6. Энергетический баланс и КПД синхронного генератора 216
15.7. Работа синхронного генератора в электрической системе большой мощности 218
15.8. Электромагнитный момент и угловая характеристика синхронного генератора 220
15.9. U-образная характеристика синхронного генератора 221
15.10. Регулирование активной и реактивной мощностей синхронного генератора 224
15.11. Включение синхронного генератора на параллельную работу с электрической системой 225
15.12. Уравнение электрического состояния, схема замещения и векторная диаграмма фазы синхронного двигателя 225
15.13. Электромагнитный момент и угловая характеристика синхронного двигателя 226
15.14. U-образная характеристика синхронного двигателя 227
15.15. Регулирование активной и реактивной мощностей синхронного двигателя 229
15.16. Пуск синхронного двигателя 230
15.17. Синхронные двигатели малой мощности 230
15.18. Шаговые двигатели 232
15.19. Индукторные двигатели 233
Глава 16. Электрические аппараты автоматики и управления 234
16.1. Общие сведения 234
16.2. Механизм электрического контакта 235
16.3. Электромеханические реле 236
16.4. Электрические аппараты управления приемниками электрической энергии 240
16.5. Электрические аппараты распределения электрической энергии 242
16.6. Расцепители автоматов 245
16.7. Выключатели высокого напряжения 247
16.8. Понятие о системах энергоснабжения 248
Глава 17. Электропривод 252
17.1. Общие сведения 252
17.2. Уравнение движения электропривода 253
17.3. Механические характеристики производственных механизмов и нагрузочные диаграммы электроприводов 255
17.4. Нагрев и охлаждение электродвигателя 257
17.5. Выбор вида и типа электродвигателя 259
17.6. Номинальные режимы работы электродвигателей 260
17.7. Расчет мощности и выбор электродвигателя 262
17.8. Управление электроприводом 266
17.9. Понятие о методе векторного управления вращающим моментом двигателей синусоидального тока 269
17.10. Применение программируемых логических контроллеров для управления электроприводом 271
Список литературы 274
Предметный указатель 275

Учебник предназначен для студентов, изучающих общепрофессиональную дисциплину «Электротехника» в учреждениях высшего образования, осуществляющих подготовку бакалавров и магистров по направлению «Технические науки» и дипломированных специалистов по направлению «Техника и технологии». Содержание учебника соответствует ФГОС по электротехнике. В зависимости от специальности, принятой методики изложения и рабочих программ различных вузов последовательность изложения тем и степень их детализации могут варьироваться.
Дисциплина «Электротехника» служит для общеинженерной подготовки студентов и создания теоретической базы для изучения последующих специальных дисциплин, связанных с автоматизацией технологических процессов, электроснабжением и электрооборудованием соответствующих отраслей.