И.Д. Кабанов
А.В. Кравцов
В.А. Петров
И.Я. Редько
Допущено Министерством сельского хозяйства
Российской Федерации в качестве учебника
для студентов, обучающихся по
неэлектротехническим специальностям
Москва
2005
УДК 621.3(075.8)
ББК 32.2
Э 455
Рецензенты:
Кандидат техн. наук, доцент, заведующий кафедрой электротехники и автоматизации гидромелиоративных систем Московского государственного университета природообустройства В.В. Голобородько
Доктор техн. наук, профессор кафедры автоматизированного электропривода Московского энергетического института (технического университета) О.И. Осипов.
Горбунов А.Н. и др. Общая электротехника и электроника. Учебник для сельскохозяйственных вузов/ А.Н. Горбунов, И.Д. Кабанов, А.В. Кравцов, В.А. Петров, И.Я. Редько.– М.: 2003 – 271 с.: ил.
Под редакцией засл. работника высшей школы РФ, канд. техн. наук, профессора Кравцова А.В.
Рассмотрены основные понятия, свойства, методы анализа и расчета линейных электрических цепей постоянного и синусоидального тока при установившихся и переходных режимах, несинусоидальные, нелинейные, магнитные и импульсные цепи, электромагнитные устройства, электронные устройства и электрические измерения.
Учебник написан в соответствии с примерной программой дисциплины «Общая электротехника и электроника» (первый уровень), рекомендованной Министерством образования России. Он предназначен для студентов неэлектротехнических специальностей сельскохозяйственных вузов очной и заочной форм обучения.
ISBN 5-9546-0002-3
©Московский государственный агроинженерный университет, 2005 г.
©Челябинский государственный агроинженерный университет, 2005 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебник написан в соответствии с примерной программой дисциплины «Общая электротехника и электроника» (первый уровень), рекомендованной Министерством образования России, и предназначен для студентов неэлектротехнических специальностей сельскохозяйственных вузов очной и заочной форм обучения.
Электротехника – область знаний, изучающая электромагнитные явления и их практическое применение. Теоретические и практические методы электротехники применяются во многих областях – в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и др. Поэтому знания основ электротехники необходимы специалистам различных отраслей.
При подготовке учебника авторами использован многолетний опыт преподавания дисциплины в Московском и Челябинском агроинженерных университетах.
Авторы выражают признательность за рецензирование учебника сотрудникам кафедры электротехники и автоматизации гидромелиоративных систем Московского государственного университета природообустройства (заведующий кафедрой доц. В.В. Голобородько) и доктору техн. наук, профессору кафедры автоматизированного электропривода Московского энергетического института (технического университета) О.И. Осипову, полезные замечания, которых способствовали улучшению его содержания.
Все замечания и пожелания читателей будут с благодарностью приняты авторами. Их следует направлять по адресу: 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 58, МГАУ, кафедра теоретических основ электротехники или kravtoe@emal.ru.
Авторы
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
4
ВВЕДЕНИЕ
5
Часть первая. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ
Глава 1. ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
7
1.1. Общие свойства
1.2. Электрический ток. Плотность тока. Электрическое напряжение
9
1.3. Закон Ома
11
1.4. Источник ЭДС и источник тока
12
1.5. Электрическая энергия и электрическая мощность
15
1.5.1. Электрическая энергия
1.5.2. Электрическая мощность
16
1.5.3. КПД источника энергии
1.6. Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС
1.7. Законы Кирхгофа
1.8. Преобразование линейных электрических схем
18
1.8.1. Последовательное соединение резисторов
1.8.2. Параллельное соединение резисторов
19
1.8.3. Смешанное соединение резисторов
20
1.8.4. Метод преобразований треугольника резисторов в эквивалентную звезду и наоборот
21
1.8.5. Последовательное соединение источников электрической энергии
22
1.8.6. Параллельное соединение источников
1.9. Расчет разветвленной электрической цепи с помощью законов Кирхгофа
25
1.10. Метод контурных токов
1.11. Метод двух узлов
27
1.12. Принцип наложения
28
1.13. Метод эквивалентного генератора
29
Глава 2. ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА
32
2.1. Основные сведения
2.1.1. Амплитуда, частота и фаза синусоидального тока и напряжения
2.1.2. Действующее значение синусоидального тока
33
2.1.3. Векторное представление синусоидальных токов и напряжений
35
2.2. Резистор, индуктивная катушка и конденсатор в цепи синусоидального тока
36
2.2.1. Резистор в цепи синусоидального тока
2.2.2. Индуктивная катушка в цепи синусоидального тока
37
2.2.3. Конденсатор в цепи синусоидального тока
39
2.3. Анализ цепей синусоидального тока с помощью векторных диаграмм
40
2.3.1. Цепь, содержащая резистор и индуктивную катушку
2.3.2. Цепь, содержащая резистор и конденсатор
41
2.3.3. Последовательное соединение резистора, катушки и конденсатора
42
2.3.4. Неразветвленная цепь синусоидального тока
43
2.3.5. Параллельное включение приемников энергии
44
2.3.6. Мощности цепи синусоидального тока
57
2.4. Комплексный метод расчета цепей синусоидального тока
49
2.4.1. Векторное представление синусоидальных величин
2.4.2. Комплекс полного сопротивления и комплекс полной проводимости. Законы Кирхгофа в комплексной форме
51
2.4.3. Мощности в комплексной форме
52
2.5. Повышение коэффициента мощности в цепях синусоидального тока
53
2.6. Электрические цепи с взаимной индуктивностью
55
2.6.1. Общие сведения
2.6.2. ЭДС взаимной индукции.
56
2.6.3. Последовательное соединение двух индуктивно связанных катушек
58
Глава 3. ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ
60
3.1. Общие сведения
3.1.1. Трехфазный синхронный генератор
61
3.1.2. Схемы соединения трехфазных цепей
62
3.2. Симметричный режим работы трехфазной цепи
64
3.2.1. Симметричный режим при соединении нагрузки звездой
3.2.2. Симметричный режим при соединении нагрузки треугольником
66
3.2.3. Мощности симметричной трехфазной системы
67
3.3. Несимметричные режимы трехфазных цепей
3.3.1. Соединение звезд...
granikos334ac