Настоящая книга предназначена в качестве учебного пособия при изучении электротехники в ремесленных, железнодорожных, горнопромышленных и технических училищах. Книга может быть использована также для повышения квалификации рабочих, обслуживающих электрические установки в различных областях народного хозяйства.
Издательством получены многочисленные письма рабочих, повышающих свою квалификацию, и работников различных предприятий с положи;:яльными отзывами о первых четырех изданиях книги и просьбами о новом переиздании ее. Учитывая это, издательство и подготовило к выпуску настоящее 5-е, переработанное издание.
В книге отмечается роль русских и советских ученых в развитии электротехники. Рассматриваются законы цепей постоянного тока, электромагнетизма и законы цепей переменного тока. Кратко изложены сведения об устройстве и работе электрических машин переменного и постоянного токов и трансформаторов, об электроизмерительных приборах, ионных и электронных выпрямителях 1Гэлектроприводе. В заключение даны правила техники безопасности и меры по оказанию первой помощи при поражении электрическим током.
Со всеми замечаниями по книге просим обращаться по адресу: Москва, Центр, Хохловский пер., 7, Трудрезервиздат.
ВВЕДЕНИЕ
Электротехникой называют науку о применении электрической энергии для практических целей.
Электрическая энергия занимает особое место среди различных Еидов энергии, известных в настоящее время. Особенность электрической энергии заключается прежде всего в том, что в нее сравнительно легко преобразовать все другие виды энергии и наоборот.
При помощи достаточно простых и экономически выгодных устройств электрическую энергию очень быстро и практически в любом количестве можно передать на значительные расстояния и легко распределить между отдельными потребителями.
В местах потребления электрическую энергию легко и просто вновь преобразовать в тот или иной вид энергии (в световую, тепловую, механическую, химическую энергию и т. д.).
Широкое внедрение электрической энергии в промышленность, в сельское хозяйство, в транспорт и быт в качестве основного вида энергии носит название электрификации.
В дореволюционной России, мощность всех электростанций составляла лишь 1,1 млн. киловатт, а годовая выработка электроэнергии — 1,9 млрд. киловатт-часов. По производству электрической энергии царская Россия стояла на одном из самых последних мест, уступая даже такой маленькой стране, как Швейцария.
После Великой Октябрьской революции Коммунистическая партия поставила задачу — превратить Россию из отсталой сельскохозяйственной страны в передовую индустриальную державу. Уже в первые годы Советской власти наша партия и В. И. Ленин со всей остротой поставили вопрос об электрификации страны. Построение коммунизма Ленин связывал с необходимостью электрификации. Он говорил: «Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны». В 1918 г. началось строительство Шатурской районной электростанции на торфе, а в 1919 г. было начато сооружение Каширской районной электростанции на подмосковном угле.
По предложению В. И. Ленина уже в 1920 г. был принят знаменитый план электрификации России (ГОЭЛРО), которым предусматривалось в течение 10—15 лет построить 30 электростанций
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ...................
Сяу.
Глава первая. Электростатика
§ 1. Молекулы н атомы......................... 10
§ 2. Обоше Понятия об электричестве и электронной теории......'. 11
I 3. Системы единиц измерения электрических и магнитных величин . . 17
§ 4. Закон Кулона......................... 19
§ 5. Электрическое поле . ........................ 21
§ 6. Проводник в электрическом поле.................. 26
§ 7. Диэлектрик в электрическом поле................ 27
§ 8. Потенциал и разность потенциалов................. 28
§ 9. Электрическая емкость...................... 30
Задачи для самостоятельного решения.............. 34
Контрольные вопросы...................... 34
Глава вторая. Основные законы постоянного тока
§ 10. Понятие об электрическом токе................. 36
§ 11. Электрическая цепь и ее элементы................ 37
§ 12. Величина тока. Плотность тока.................. 37
§ 13. Сопротивление и проводимость проводников. Зависимость сопротивления проводников от физических условий.............. 33
§ 14. Электродвижущая сила источника напряжения. Напряжение. ... 43
§ 15. Закон Ома...............'.............. 44
§ 16. Соединение проводников между собой. Первый закон Кирхгофа . . 51
§ 17. Короткое замыкание........................ 56
§ 18. Второй закон Кирхгофа. Применение законов Кирхгофа для расчета
электрических цепей ......... ............. 58
§ 19. Работа и мощность электрического тока............. 61
Задачи для самостоятельного решения............... 63
Контрольные вопросы..................... 65
Глава третья. Химические действия тока. Химические источники напряжения
§ 20. Электролиз............................ 66
§ 21. Электрохимический эквивалент вещества. Закон Фарадея...... 67
§ 22. Технические применения электролиза.............. 68
§ 23. Простейший гальванический элемент................ 71
§ 24. Угольно-цинковые элементы.................... 71
Ш. § ^^' Электрические аккумуляторы................... 73
¦¦'¦-;-^^1^1^
^ ^^' межГуТобой"'.'''°'''""' «"°;'""«°в напряжения и соединение „х
Задачи для самостоятельного решения ............... 1^
Контрольные вопросы.........._............. °3
................. 83
Глава четвертая. Тепловые действия электрического
тока
§ 27. Нагрев проводника электрическим током . ' ал
§ 28. Закон Ленца-Джоуля........ .......... °^
1?^- ^^""'^Р^'^УР^ "^'•Р^^^ "Ровадника/электрическим'током'.'...... ^
§30. Электрические лампы накаливания ... ..... 2х
§ 31. Электрическая дуга....................... „^
§ 32. Электросварка.......••................. по
§ 33. Электрические нагревательные приборы . .............' пл
§ 34. Тепловые реле................ . . . '^ ' ' о^
§ 35. Плавкие предохранители.................... ос
§ 36. Соединение проводников.......... . . ......... оа
§ 37. Термоэлектричество. Термопары •••.........,' 98
Задачи для самостоятельного решения ......'......' ' gq
Контрольные вопросы..........! ! ! 1 !.....' qq
Глава пятая. Электромагнетизм
5 38. Магнитное поле вокруг прямолинейного проводника с током . 100
§ 39. Круговой проводник с током................... 104
§ 40. Соленоид. Электромагнит..... I.......... . . . . 105
,5-41_^..Закон полного тока...........'........'. . . 107
§ 4i. Ферромагнитные, парамагнитные и диамагнитные тела ....... U0
§ 43. Ферромагнитные тела в магнитном поле............... 111
§ 44. Гистерезис.......................! ! ! ! 112
§ 45. Магнитные цепи и их расчет..................'.'. 113
§ 46. Постоянные магниты....................... 116
§ 47. Проводник с током в магнитном поле............... 117
§ 48. Принцип действия электродвигателя постоянного тока....... 119
§ 49. Взаимодействие проводников с током............... 120
Задачи для самостоятельного решения.............. 121
Контрольные вопросы....................... 121
Глава шестая. Электромагнитная индукция
§ 50. Получение индуктированной электродвижуш.ей силы (э. д. с.) . . , 122
§ 51. Направление и величина индуктированной э. д. с.......... 123
§ 52. Принцип действия генератора постоянного тока.......... 126
§ 53. Правило Ленца......................... 126
§ 54. Принцип действия трансформатора............• . . . . 130
§ 55. Индукционная катушка..................... 130
§ 56. Вихревые токи..........; •............... 131
§ 57. Э. д. с. самоиндукции и индуктивность цепи . _......... 133
Задачи для самостоятельного решения.............. 138
Контрольные вопросы..................... 138
Гло)^ седьмая. Однофазный переменный ток
§ 58. Основные понятия и определения, относящиеся к переменным токам 139
§ 59. Получение синусоидальной э. д. с................. 144
§ 60. Зависимость частоты переменного тока генератора от числа пар полю-
сов и числа оборотов его ротора................. 1^
§ 61. Действия, производимые переменным током............ 14У
а9л
§ 62. Цепь переменного тока с активным сопротивлением ....... 152
§ 63. Цепь переменного тока с индуктивностью............ 154
§ 64. Поверхностный эффект..................... 160
§ 65. Цепь переменного тока, содержащая емкость .......... 160
§ 66. Последовательное соединение активного и индуктивного сопротивлений .............................. 163
§ 67. Треугольник напряжений..................... 165
§ 68. Треугольник сопротивлений................... 166
§ 69. Закон Ома для цепи с соп{)о'ги1злёнйем и индуктивностью (г, L) . . 168 § 70. Последовательное соединение активного сопротивления и емкости 169 § 71. Последовательное соединение активного сопротивления, индуктивности и емкости........................ 171
§ 72. Параллельное соединение индуктивности и емкости ....... 173
§ 73. Треугольник мощностей..................... 176
§ 74. Коэффициент мощности («косинус фи»)........^...... 178
§ 75. Необ одимость увеличения «косинуса фи» потребителей ..... 180
§ 76. Причины, влияющие на величину «косинуса фи» потребителя, и
меры, принимаемые для увеличения «косинуса фи»....... 182
Задачи для самостоятельного решения.............. 183
Контрольные вопросы...................... 185
Глава восьмая. Трехфазный переменный ток
§ 77. Получение трехфазного переменного тока ............ 186
§ 78. Системы трехфазного тока ................... 188
§ 79. Соединение звездой и треугольником ........•..... 191
§ 80. Различие между фазными и линейными напряжениями и токами при
соединении звездой и треугольником.............. 192
§ 81. Мощность 'Трехфазного переменного тока ............ 197
§ 82. Создание вращающегося магнитного поля при помоищ трехфазного
тока.............................. 199
Задачи для самостоятельного решения.............. 201
Контрольные вопросы....................... 202
Глава девятая. Трансформаторы
§ 83. Общие сведения о трансформаторах .............. 203
§ 84. Холостая работа трансформатора................ 207
§ 85. Нагрузка трансформатора.................... 209
§ 86. Опыт короткого замыкания трансформатора. Снятие характеристик
трансформатора......................... 211
§ 87. Роль трансформатора при передаче электрической энергии на расстояние ............................. 213
§ 88. Устройство и типы трансформаторов............... 215
§ 89. Трехфазные трансформаторы................... 217
§ 90. Параллельная работа трансформаторов.............. 218
§ 91. Автотрансформаторы ...................... 222
Задачи для самостоятельного решения.............. 225
Контрольные вопросы...................... 226
Глава десятая. Асинхронные двигатели
§ 92. Принцип действия асинхронных двигателей ........... 227
§ 93. Устройство асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором 228 § 94. Работа асинхронного трехфазного двигателя с короткозамкнутым
ротором............................ 229
§ 95. Вращающий момент асинхронного двигателя .......... 231
§ 96. Устройство асинхронного двигателя с фазным ротором...... 235
491
§ 97. Свойства асинхронных двигателей и области их применения *Й^1
§ 98. Выполнение обмотки статора асинхронных двигателей ' ' ' ^
§ 99. Способы пуска асинхронных двигателей........... * S^
§ 100. Регулирование числа оборотов асинхронного двигателя..... oJs
§ 101. Перемена направления вращения асинхронного двигателя "Гпев)»п™*
рование)..............;....... \кстер1.и-
§ 102. Однофазные асинхронные двигатели ...*.'.'.",.'...... otS
Контрольные вопросы . . . •.......».'.*.'.".'.'*** 249
Глава одиннадцатая. Синхронные машины
§ 103. Синхронные генераторы..................... 251
§ 104. Устройство синхронных генераторов . .•....*.!'.'**.' ^2
§ 105. Выполнение обмотки статора синхронных генераторов ..!.!! 256
§ 106. Реакция якоря синхронного генератора . '........! ! ! ! 259
§ 107. Характеристики синхронных генераторов........!!!.' 261
§ 108. Параллельная работа синхронных генераторов......! ! ! ! 263
§ 109. Устройство и работа синхронного двигателя..........\ 266
§ 110. Пуск синхронного двигателя при помощи вспомогательного' двигателя ............................. 266
§ 111. Асинхронный пуск синхронного двигателя............ 268
§ 112. Свойства синхронных электродвигателей и области их применения 270
Контрольные вопросы....................., 270
Глава двенадцатая. Машины оостоянного тока
§ ИЗ. Устройство генератора постоянного ггока............. 271
§ 114. Назначение и устройство коллектора......,....... 273
§ 115. Обмотка якоря...........,............. 277
I 116. Реакция якоря. Коммутация. Дополнительные полюса...... 282
§ 117. Типы генераторов постоянного тока................ 286
§ 118. Генератор с независимым возбуждением............. 287
§ 119. Генератор с параллельным возбуждением............ 290
§ 120. Генератор с последовательным возбуждением........... 293
§ 121. Генераторы со смешанным возбуждением............. 294
§ 122.- Параллельная работа генераторов с параллельным возбуждением 295 § 123. Работа машины постоянного тока в качестве электрического двигателя .............^................ ^6
§ 124. Назначение коллектора у элект)^К1Вигателей постоянного тока . . 298
§ 125. Противоэлектродвижущая сила якоря.............. 299
§ 126. Регулирование числа оборотов двигателей постоянного тока .... ^01
§ 127. Реакция якс^я у двигателей постоянного тока.......... 302
§ 128. Электродвигатель с параллельным возбуждением......... ^3
§ 129. Электродвигатель с последовательным возбуждением....... л)5
§ 130. Электродвигатель со смешанным возбуждением.......... 307
§ 131. Специальные схемы пуска в ход и регулирования числа оборотов
двигателей большой мощности.................. 308
§ 132. Торможение двигателей постоянного тока............ ^{^
§ 133. Вращающиеся преобразователи.................. :^{^
Контрольные вопросы...................• • •
Глава тринадцатая. Выпрямители
§ 134. Общие сведения о выпрямителях................ ^
§ 135. Меднозакисные (купроксные) выпрямители............. ^^д
§ 136. Селеновые выпрямители . . . ................ ^у
§ 137. Германиевый полупроводниковый выпрямитель..........
§ 138. Схемы включения твердых выпрямителей............. ^-^
§ 139. Кенотрон — ламповый выпрямитель...............
§ 140. Стеклянные ртутные выпрямители . . >............. 328
§ 141. Металлические ртутные выпрямители . . .^.......• . . . . 333
Контрольные вопросы...................... 337
Глава четырнадцатая. Электроизмерительные приборы и техника электрических измерений
§ 142. Общие замечания об электроизмерительных приборах ...... 338
§ 143. Классификация электроизмерительных приборов......... 340
§ 144. Магнитоэлектрические измерительные приборы.......... 340
§ 145. Электромагнитные приборы................... 342
§ 146. Электродинамические приборы................. 344
§ 147. Тепловые приборы....................... 346
§ 148. Индукционные электроизмерительные приборы.......... 347
§ 149. Приборы термоэлектрической системы............... 350
§ 150. Приборы детекторной системы.................. 351
§ 151. Приборы вибрационной системы................. 352
§ 152. Измерительные трансформаторы................ 353
§ 153. Измерение тока в цепи...................... 362
§ 154. Измерение напряжения...................... 363
§ 155. Реостаты............................ 364
§ 156. Измерение активной электрической мощности........... 367
§ 157. Измерение активной электрической энергии............ 372
§ 158. Измерение реактивной энергии..................- 375
§ 159. Измерение коэффициента мощности............... 377
§ 160. Измерение сопротивлений.................... 378
Задачи для самостоятельного решения.............. 384
Контрольные вопросы...................... 385
Глава пятнадцатая. Электрические привод
,§ 161. Общие сведения........................ 386
I 162. Характеристики электродвигателей............... 388
I 163. Режимы работы электрических двигателей........... 388
§ 164. Изоляция электрических машин................. 390
§ 165. Формы исполнения электрических машин............. 390
§ 166. Охлаждение электрических машин................ 391
§ 167. Классификация двигателей по механической (скоростной) характеристике ..........'.....,............. 392
§ 168. Выбор мощности двигателей.................... 392
§ 169. Аппаратура управления электродвигатеЛЬми.......... 397
§ 170. Схемы управления электродвигателями.............. 399
Контрольные вопросы...................... 404
Глава шестнадцатая. Техника безопасности в электрических установках
§ 171. Основные правила техники безопасности............. 405
§ 172. Поражение электрическим током.................. 407
§ 173. Правила подачи первой помощи пострадавшим от электрического
тока.........................., ... 408
Приложения.
1. Основные сокращенные обозначения физических единиц..... 412
2. Буквенные обозначения основных эл«?трических величин..... 413
3. Ответы « задачам для самостоятельного решения ......... 414
4. Алфавитный указатель ..>>>...•..>.>•.....i 416
Цена: 150руб.
