Топольский Дмитрий Валерианович Топольская Ирина Геннадьевна кафедра

269/ГУК
topolskiidv@susu.ru
topolskaiaig@susu.ru

Э. Зайдель и др.; Под ред. В. Г. Герасимова. -

М. : Высшая школа , 1985. - 480 с.
2. Касаткин, А. С. Электротехника: учебник для неэлектротехн. специальностей вузов / А. С. Касаткин, М. В. Немцов. - М. : Академия , 2008. - 538 с.

Дополнительная литература:
1. Сборник задач по основам электротехники: учеб. пособие для вузов по техническим специальностям / А. Н. Белянин и др.; под ред. Ю. А. Бычкова и др. - СПб. и др.: Лань, 2011. - 388 с.
2. В. Г. Герасимова Сборник задач по электротехнике и основам электроники : Учеб. пособие для неэлектротехн. спец. вузов / Под ред. В. Г. Герасимова. - М.: Высшая школа, 1987. - 286 с.
3. Дубовицкий, Г. П. Основы электроники: Учеб. пособие / Г. П. Дубовицкий, В. П. Кормухов, В. И. Смолин; Под ред. Г. П. Дубовицкого. — Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2002. — 85 c.
4. Коголь, И. М. Электротехника [Электронный ресурс]: учеб. пособие к практ. занятиям / И. М. Коголь, Г. П. Дубовицкий. — Челябинск, 2009.

и магнитных явлений и их техническим использованием в практических целях.
Интенсивное

использование электрической энергии связано со следующими ее особенностями:
- возможностью достаточно простого и экономичного преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, лучистую и т.д.);
- возможность централизованного и экономичного получения на различных электростанциях;
- простой передачи с помощью линий электропередачи с малыми потерями на большие расстояния к потребителям.

Введение в электротехнику

и автоматизации производственных процессов. Решение этих задач требует создания автоматизированных

систем управления на основе современной электротехнической и электронной аппаратуры и электрооборудования.
Во всех отраслях производства с помощью электротехнической аппаратуры осуществляется управление производственными механизмами, автоматизация их работы, контроль за ведением производственного процесса, обеспечение безопасности обслуживания и т.д.

Введение в электротехнику

Следовательно, функции электро-технических устройств машин настолько значительны по сравнению с их механической частью, что именно они во многом определяют такие важные показатели, как производительность, качество и надежность создаваемой продукции.

и магнитных цепях. Изучаются вопросы связанные с установившимися и переходными

процессами, с расчетами цепей постоянного, переменного тока, с устройством и принципом действия трансформаторов, электромагнитных устройств, электрических машин постоянного и переменного тока, информационных электрических машин.
Знание перечисленного материала дает возможность будущим специалистам свободно разбираться в устройстве и принципе действия разнообразной электротехнической аппаратуры, электрических машин и оборудования и грамотно использовать их в практической деятельности.

Введение в электротехнику

два вида тока: постоянный и переменный.



Напряжение – скалярная величина, равная

линейному интегралу от напряженности электрического поля.

в конструктивном и функциональном единстве, предназначаемая для выполнения определенной функции
по

производству или преобразованию, передаче, распределению или потреблению электрической энергии.

где сходятся три и более ветвей.
Ветвь – участок цепи, по

которому протекает один и тот же ток.
Контур – замкнутый путь, при прохождении которого ни одна ветвь и ни один узел не повторяются.

Основные понятия и определения для электрической цепи

цепи и характером входящих в неё активных (источников энергии) и

пассивных элементов (приёмников энергии).

По топологическим особенностям электрические цепи подразделяют:

- на простые (одноконтурные; двухузловые) и сложные (многоконтурные; многоузловые; планарные (плоскостные) и объёмные);

- двухполюсные, имеющие два внешних вывода (двухполюсники) и многополюсные, содержащие более двух внешних выводов (четырёхполюсники; многополюсники).

По энергетическим свойствам и функциональной зависимости между напряжением и током в каждом элементе электрической цепи различают:

- пассивные и активные цепи;

- линейные, параметрические и нелинейные цепи. Элемент электрической цепи, параметры которого (сопротивление и др.) не зависят от тока в нем, называют линейным, например электропечь.
Нелинейный элемент, например лампа накаливания, имеет сопротивление, величина которого увеличивается при повышении напряжения, а следовательно и тока, подводимого к лампочке.
Следовательно, в линейной электрической цепи все элементы – линейные, а нелинейной называют электрическую цепь, содержащую хотя бы один нелинейный элемент;

электрические цепи разделяют на следующие виды:
- цепи постоянного тока;
- цепи

синусоидального тока (в т. ч. однофазные; трёхфазные; многофазные);

- цепи несинусоидального (периодического или непериодического) тока;

- цепи с различным характером изменения ЭДС Е и тока J источников энергии.

тока
Метод преобразования путем определения эквивалентного сопротивления
Составление системы линейных алгебраических уравнений
Метод

узловых потенциалов
Метод эквивалентного генератора

внутренним сопротивлением r0, током I электрической цепи и общим эквивалентным

сопротивлением RЭ = r0 + R всей цепи:

Закон Ома для всей цепи

могут быть включены свои источники питания и режим ее работы

не может быть описан только законом Ома. Но это можно выполнить на основании первого и второго законов Кирхгофа, являющихся следствием закона сохранения энергии.

Первый закон Кирхгофа
В любом узле электрической цепи алгебраическая сумма токов равна нулю



где m – число ветвей подключенных к узлу.

Правило: При записи уравнений по первому закону Кирхгофа токи, направленные к узлу, берут со знаком «плюс», а токи, направленные от узла – со знаком «минус».

ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжений на всех его участках



где

n – число источников ЭДС в контуре; m – число элементов с сопротивлением Rк в контуре; Uк = RкIк – напряжение или падение напряжения на к-м элементе контура.

положительные направления ЭДС, токов и напряжений;
2) выбрать направление обхода контура, для

которого записывается уравнение;
3) записать уравнение, пользуясь одной из формулировок второго закона Кирхгофа, причем слагаемые, входящие в уравнение, берут со знаком «плюс», если их условные положительные направления совпадают с обходом контура, и со знаком «минус», если они противоположны.

виды энергии. На участке цепи с сопротивлением R в течение

времени t при токе I расходуется электрическая энергия
А = I2Rt.
Скорость преобразования электрической энергии в другие виды представляет электрическую мощность

любой момент времени равна сумме мощностей, расходуемой на всех участках

цепи.



Это соотношение называют уравнением баланса мощностей.

Правило: При составлении уравнения баланса мощностей следует учесть, что если действительные направления ЭДС и тока источника совпадают, то источник ЭДС работает в режиме источника питания, и произведение E*I подставляют в уравнение баланса мощностей со знаком плюс. Если не совпадают, то источник ЭДС работает в режиме потребителя электрической энергии, и произведение E*I подставляют в уравнение со знаком минус.

смешанной схеме и по схемам «звезда», «треугольник».
Расчет сложной схемы упрощается,

если сопротивления в этой схеме заменяются одним эквивалентным сопротивлением Rэкв, и вся схема представляется в виде схемы, где R = Rэкв, а расчет токов и напряжений производится с помощью законов Ома и Кирхгофа.

Способы соединения потребителей в электрической цепи

включенных в цепь элементах возникает один и тот же ток

I.
На основании второго закона Кирхгофа общее напряжение U всей цепи равно сумме напряжений на отдельных участках замкнутого контура:
U = U1 + U2 + U3 +…+ Um
IRэкв = IR1 + IR2 + IR3 +…+ IRm,
откуда следует
Rэкв = R1 + R2 + R3 +…+ Rm.
Таким образом, при последовательном соединении элементов цепи общее эквивалентное сопротивление цепи равно арифметической сумме сопротивлений отдельных участков. Следовательно, цепь с любым числом последовательно включенных сопротивлений можно заменить простой цепью с одним эквивалентным сопротивлением Rэкв.

Недостаток последовательного включения элементов заключается в том, что при выходе из строя хотя бы одного элемента, прекращается работа всех остальных элементов цепи.

потребители электрической энергии, находятся под одним и тем же напряжением.
Параллельное

соединение элементов электрической цепи

втекающий в узел, равен алгебраической сумме токов отдельных ветвей:
I =

I1 + I2 +…+ I3, т.е


откуда следует, что


В том случае, когда параллельно включены два сопротивления R1 и R2, они заменяются одним эквивалентным сопротивлением.

Из соотношения, следует, что эквивалентная проводимость цепи равна арифметической сумме проводимостей отдельных ветвей: gэкв = g1 + g2 + g3.

их параметров будут изменяться величины напряжений, токов и мощностей в

электрической цепи, от значений которых зависит режим работы цепи и ее элементов.
Реальная электрическая цепь может быть представлена в виде активного и пассивного двухполюсников.

Режимы работы электрической цепи