Настоящее учебное пособие написано в соответствии с программой курса «Электротехника», утвержденной Министерством просвещения РСФСР для средних школ с производственным обучением.
В книге не приводятся сведения о простейших цепях постоянного и однофазного переменного тока, а также об электромагнитных и электронных явлениях. Имеется в виду, что учащиеся получили на уроках физики предварительную подготовку, необходимую для понимания электротехнических вопросов.
Весь материал книги изложен в трех разделах: 1) основы электроизмерительной техники, 2) электроснабжение и электрооборудование предприятий и 3) основы автоматики. Из общего бюджета времени, отводимого на теоретическое изучение электротехники (40 час.), на изучение каждой из этих тем требуется примерно одинаковое число часов.
Книга является не только учебным пособием для теоретического изучения курса электротехники, но и руководством для выполнения лабораторных работ.
Со всеми замечаниями и пожеланиями по настоящему пособию просим обращаться по адресу: Москва, 3-й проезд Марьиной рощи, дом 41, Учпедгиз, редакция производственно-технической литературы.
ВВЕДЕНИЕ
Мы живем в замечательное время. На наших глазах претворяются в жизнь самые сокровенные мечты человечества. Как ожившие легенды восприняты миром полеты первых советских космонавтов Ю. Гагарина и Г. Титова. Уже совершен первый групповой полет в космос на кораблях-спутниках, осуществленный А. Николаевым и П. Поповичем. Мощные электрические станции и атомные ледоколы, сложнейшие счетные машины и космические корабли с человеком на борту — все это реальная действительность, наше сегодня. А завтра мы будем свидетелями новых, еще более удивительных, открытий и изобретений.
Выдающиеся достижения современной науки и техники были бы невозможны без использования электрической энергии, без создания разнообразных электрических машин и автоматических устройств, облегчающих труд человека, расширяющих его господство над природой. С помощью электрической энергии приводят в движение станки и машины, добывают в огромных количествах уголь и нефть, получают высокосортные марки сталей и сплавов, проникают в недра земли и глубины вселенной.
Электрическая энергия используется во всех отраслях народного хозяйства, без нее немыслимо улучшение жизни человека, удовлетворение его растущих духовных и материальных потребностей.
Это объясняется тем, что электрическая энергия обладает многими преимуществами по сравнению с другими видами энергии. Электрическая энергия легко преобразуется в тепловую, механическую, химическую энергию, она может передаваться на большие расстояния; ее легко распределять между множеством потребителей.
Жизнь современного общества трудно представить себе без широкого применения электричества в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте, в быту, т. е. без электрификации.
Великий Ленин предвидел, что только на основе электрификации можно преодолеть вековую отсталость России, превратить ее в мощную индустриальную державу. Вождю революции принадлежит научное обоснование значения электрификации, как
1*
ОГЛАВЛЕНИЕ
От редакции ........................... 2
Введение ............................'.'.'. 3
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Глава I. Электроизмерительные приборы.............. g
§ 1. Основные элементы приборов................. g
Назначение приборов (8). Измерительный механизм (8). Успокоитель (9).
§ 2. Классы точности приборов..................Ю
Погрешность показаний (10). Приведенная погрешность (11).
§ 3. Приборы магнитоэлектрической системы............12
Устройство измерительного механизма (1.2). Принцип действия (13). Достоинства, недостатки и область применения (15).
§ 4. Приборы электромагнитной системы..............16
Устройство измерительного механизма (16). Принцип действия (16). Работа прибора в цепи постоянного тока (17). Работа прибора в цепи переменного тока (17). Достоинства, недостатки и область применения (20).
§ 5. Приборы электродинамической системы............20
Устройство измерительного механизма (20). Принцип действия (21). Достоинства, недостатки и область применения (22). Упражнения и задачи (22).
Глава П. Измерение электрических величин.............24
§ 6. Погрешности измерения ...................24
График поправок (24). Относительная погрешность измерения (25).
§ 7. Измерение мощности в цепи постоянного тока.........26
Мощность в цепи постоянного тока (2G). Измерение мощности методом амперметра и вольтметра (27).
§ 8. Измерение мощности в цепи переменного тока........27
Мгновенная мощность (27). Активная мощность и коэффициент мощности (29). Реактивная мощность (32). Полная мощность (32). Измерение активной мощности (33). Ваттметр (33). Разметка зажимов ваттметра (34). Цена деления ваттметра (34)\
§ 9. Измерение энергии в цепях переменного тока ......... 35
Способы учета электрической энергии (35). Принцип действия индукционного счетчика (35). Устройство индукционного счетчика (38). Погрешность счетчика (41).
§ 10. Измерение сопротивлений ...................41
Способы измерения сопротивлений (41). Измерение сопротивлений омметром (42). Омметр с последовательной схемой (42). Омметр с параллельной схемой (43).
§ 11. Измерение напряжения, тока п сопротивления универсальным
прибором....................".......44
Авометр (44). Включение авометра (44). Упражнения и задачи (45).
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИИ Глава III. Электрические машины достоянного тока.........48
§ 12. Принцип устройства машин постоянного тока.........48
Основные части машин (48). Машины с кольцевым якорем (48). Параллельные ветви обмотки якоря (49). Коллектор (51).
§ 13. Принцип действия машин постоянного тока..........51
Работа машины в режиме генератора (51 )\ Работа машины в режиме двигателя (52)\ Свойство обратимости (53).
§ 14. Конструкция машин постоянного тока.............54
Барабанный якорь (54). Полюсы возбуждения (55). Способы соединения обмоток якоря и возбуждения (56).
§ 15. Генераторы постоянного тока.................56
Внешняя характеристика (56). Генератор независимого возбуждения (57). Генератор параллельного возбуждения (58);.
§ 16. Двигатели постоянного тока .................60
Механическая характеристика (60). Двигатель независимого возбуждения (6С). Двигатель последовательного возбуждения (63). Упражнения и задачи (64).
Г ла в а IV, Трехфазные электрические цепи.............66
§ 17. Элементы трехфазной цепи..................66
Трехфазный генератор (66)'. Трехфазные токоприемники (68).
§ 18. Способы соединения фаз генератора и токоприемников .... 68 Несвязанная и связанная трехфазные цепи (68). Соединение фаз генератора звездой (69). Соединение фаз токоприемников звездой (70). Соединение фаз токоприемников треугольником (73). Упражнения и задачи (74).
Глаза V. Трансформаторы .....................75
§ 19, Принципы устройства и действия трансформаторов......75
Назначение трансформаторов (75)\ Однофазный трансформатор (76). Режим холостого хода (77). Режим нагрузки (78). Трехфазный трансформатор (79).
§ 20. Конструкция трансформаторов ................81
Конструкция сердечников и обмоток (81). Система охлаждения (82). Упражнения и задача (83).
Глава VI. Асинхронные двигатели................1 . 84
§ 21. Принципы устройства и действия асинхронных двигателей ... 84 Назначение асинхронных двигателей (84). Вращающееся магнитное поле (84). Принцип действия (89).
§ 22. Основные характеристики и конструкции асинхронного двигателя 91
Соотношение скоростей поля и ротора (91). Скольжение (91). Механическая характеристика (Q2J. Реверсирование ротора (92). Пусковой ток (93). Конструктивные элементы асинхронного двигателя (93). Упражнения и задачи (95).
Глава VII. Полупроводниковые выправители............98
§ 23. Принцип действия полупроводниковых вентилей........96
Общие сведения о выпрямителях (96). Собственная проводимость (96)\ Примесная проводимость (97). Запирающий слой' (98). Режим прямого тока (99). Режим обратного тока (99).
§ 24. Устройство полупроводниковых вентилей...........101
Меднозакисный вентиль (101). Селеновый вентиль (102). Гер-
§ 25. Схемы полупроводниковых выпрямителей........._ Ю^
Полупроводниковые выпрямители (104)\ Однополупериодный выпрямитель (104). Двухполупериодные выпрямители (106). Упражнения и задачи (108).
Глава VIII. Производство и передача электрической энергии.....юз
§ 26. Электрические станции.................... 108
Типы электрических станций (108). Тепловые электрические станции (ПО). Атомные электростанции ,(Ш)« Гидроэлектрические станции (111).
§ 27. Энергетические системы ...................112
Передача электрической энергии (112}. Совместная работа электростанций (115).
§ 28. Коэффициент мощности предприятий и его технико-экономическое значение .............. ............ 115
Коэффициент мощности предприятия (116). Последствия низкого коэффициента мощности предприятия (117)'. Способы повыше* ния коэффициента мощности (Ш). Упражнения и задачи (119).
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ ОСНОВЫ АВТОМАТИКИ
Глава IX, Системы устройств автоматики..............121
§ 29. Управление машинами и контроль за их работой.......121
Работа машин под контролем и управлением человека (121),
Работа машин под контролем и управлением автоматических
устройств (122), § 30. Автоматы.................,........122
Машины-автоматы (122). Приборы-автоматы (123). § 31. Автоматика в современном производстве............ 124
Разновидности автоматических устройств и их назначение (124).
Определение понятия «автоматика» (124). Развитие автоматики (125).
Глава X. Элементы систем автоматики...............125
§ 32. Назначение устройств, применяемых в автоматике......125
§ 33. Электрические датчики.................... 126
Основное свойство датчиков (126). Назначение датчиков (127).
Генераторные датчики (127)\ Параметрические датчики (128)'. § 34. Механические чувствительные элементы............ 131
Основное свойство механических чувствительных элементов (131).
Воздействие чувствительного элемента на датчик с подвижной
частью (131). Воздействие чувствительного элемента на датчик
без подвижной чаСти (133). § 35. Усилители..........................134
Назначение усилителей (134). Составные части усилителя (134).
Триод (135). Ламповый усилитель (137]. Транзистор (139).
Полупроводниковый усилитель (140). § 36 Электрические реле......................141
Назначение реле (14!). Электромагнитное реле с поворотным
якорем (142). Электронное реле (143). Поляризованное реле
(144). Упражнения и задачи (146).
Глава XI. Автоматический контроль.................146
§ 37, Системы устройств автоматического контроля.........146
Назначение и классификация автоматов контроля (146). Три
вида контроля (147)'. § 38. Электроизмерительные системы автоматики..........148
Электрические измерения неэлектрических величин (148). Ди-
стимцишшая передача показаний приборов (149).
238
§ 39. Автоматический контроль размеров изделий ...... . . . . 151
Контрольно-сортировочные автоматы (151). Электроконтактный сортировщик (152).
§ 40. Автоматический контроль количества изделий ........153
Счетные автоматы (153). Фотоэлектронный счетчик (154).
Глава XII. Автоматическое управление ...............154
§ 41. Способы управления машинами.................154
Назначение устройств управления (154). Неавтоматическое управление (155). Полуавтоматическое управление (155). Автоматическое управление (156).
§ 42. Аппаратура управления электроприводами ..........156
Определение понятия «электропривод» (156)1 Электромеханическое реле времени (157). Тепловое реле ,(1581- Реле максимального тока (159), Цонтактор (160)\
§ 43. Релейно-контакторное управление электродвигателями.....161
Управление пуском двигателя постоянного тока (161). Магнитный пускатель (162). Дистанционное управление асинхронным двигателем (163). Упражнения (165).
Глава XIII. Автоматическое регулирование .............167
§ 44. Объекты и параметры регулирования.............167
§ 45. Общие принципы регулирования ...............167
Неавтоматическое регулирование (167). Системы автоматического
регулирования (168). § 46. Автоматические регуляторы -.................170
Стабилизирующий регулятор (170). Программны* регулятор
(171). Следящий регулятор (173).
РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Г лава XIV. Техника безопасности при работе с электрическими установками...........................174
§ 47, Опасность поражения электрическим током..........174
Действие электрического тока на человека (174). Величина поражающего тока (174),
§ 48. Источники опасности поражения электрическим током .... 175 Особенности эксплуатации электрических установок (175^. Опасность прикосновения к токоведущим частям (175)'. Замыкание на землю (178). Напряжение относительно земли (179). Шаговое напряжение (179)). Замыкание на корпус (180). Напряжение прикосновения (181), Опасность остающегося заряда (181).
§ 49. Защита от поражения электрическим током..........182
Защита от прикосновения к токоведущим частям (182). Заземление и зануление (182). Защитные средства (183).
§ 50. Оказание первой помощи при поражении электрическим током 184 Освобождение пострадавшего от действия тока (184). Искусственное дыхание (186).
§ 51. Правила техники безопасности при работах в электротехнической лаборатории школы...................187
Глава XV. Лабораторные работы..................188
Тема «Основы электроизмерительной техники» . . . 188
Работа № 1, а. Поверка вольтметра методом сравнения.....188
Работа № 1, б. Поверка амперметра методом сравнения.....190
Работа № 2. Измерение мощности ваттметром..........192
Работа № 3. Измерение сопротивлений омметром..........193
Работа № 4. Поверка однофазного счегчика ...........195
9ЛО
Тема «Электрооборудование и электроснабжение предприятий» . .. . . .. . . ..•.»........198
Работа № 5. Определение коэффициента мощности ........ 198
Работ;> № 6. Испытание генератора постоянного тока параллельного возбуждения....................<.....200
Работа № 7, а. Испытание двигателя постоянного тока параллельного возбуждения..........•.............203
Работа № 7, б. Испытание двигателя постоянного тока последовательного возбуждения . . . .-,.-........-. . . .-. . . .208
Работа № 8. Испытание однофазного трансформатора под нагрузкой..............................210
Работа № 9. Ознакомление с трехпроводной и четырехпроводной трехфазными цепями.....................212
Работа № 10, а. Пусковые свойства трехфазного асинхронного даи-гателя...... .-.-..........^...........215
Работа № 10, б. Испытание асинхронного короткозамкнутого двигателя................... . ........216
Работа № 11. Ознакомление с полупроводниковым выпрямителем . 219
Тема «Основы' автоматик и»................222
Работа № 12, Сборка и испытание одиокаскадного электронного
усилителя .....-л..........-.;.•........ .222
Работа № 13. Сборка и испытание электронного реле.....-...224
Работа № 14. Испытание токовой защиты с выдержкой времени . 227 Работа № 15. Ознакомление с магнитным пускателем .......229
Приложение I. Международная система единиц «СИ» .-.-.-.-... 231 Приложение П. Условные обозначения проводов отдельных элементов машин и аппаратов на электрических схемах........232
Приложение III. Схемы соединения электродов ламп со штырьками 233 Приложение IV. Условные обозначения, наносимые на электроизмерительные приборы......................234
Приложение V. Условные обозначения приемно-усилптельных 'ламп, электровакуумных приборов и кенотронов..........235
Цена: 150руб.
