Излагаются основы теории электрических и магнитных цепей, электромагнитных устройств, электрических измерений, электрических машин и понятия о физическом, аналоговом и цифровом моделировании. Приводятся сведения об электроприводах, управлении электроприводами, некоторых системах автоматики и их элементах.
Четвертое издание переработано и дополнено в ряде глав: по теории цепей, частично по электрическим машинам, управлению электроприводами, преобразователям и др. Третье издание вышло в 1979 г.
Для студентов вузов неэлектротехнических специальностей.
Предисловие
Партия и Правительство уделяют большое внимание развитию электрификации и энерговооруженности Советского Союза. Эта линия на дальнейшее развитие энергетики и автоматизации промышленного производства на базе электрификации нашла свое выражение в программных установках КПСС, в решениях ее съездов и пленумов ЦК КПСС и ряде важнейших партийных документов. Сооружаются новые электростанции со сверхмощными генераторами и другими источниками энергии, линии электропередачи связывают новые районы и энергетические узлы. Все большее развитие получает автоматизация промышленного производства и других областей человеческой деятельности, применение вычислительной техники в информационных и управляющих системах.
Современная электрификация базируется в основном на применении электрических и электромагнитных элементов. Этим объясняется значение электротехнической подготовки инженеров всех специальностей. Задачей предлагаемого учебного пособия является изложение основ электротехники для студентов неэлектротехнических специальностей вузов с целью подготовки их к практической деятельности в различных областях промышленности, где должны эффективно использоваться электромеханические и электрические устройства.
Книга написана в соответствии с программой по электротехнике для неэлектротехнических специальностей вузов. В четвертом издании книги введен ряд добавлений и изменений по сравнению с предыдущим. Эти изменения обусловлены необходимостью исключения некоторых устаревших материалов и введения новых понятий. В четвертом издании учтены замечания, высказанные на протяжении ряда лет программно-методической комиссией MB и ССО СССР и Президиумом научнот методического совета по электротехнике, а также замечания и отзывы ряда профессоров и преподавателей кафедр электротехники.
Оглавление
Предисловие Введение
Часть 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ...........
Глава 1. ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА .... 1-1. Определения и основные понятия .......
1-2. Схема электрической цепи, ее элементы и их изображения .................. 19
1-3. Режимы работы и схемы включения регулировочных
резисторов................ 23
1-4. Задача исследования электрической цепи. Простая
электрическая цепь............. 26
1-5. Исследование электрической цепи при помощи уравнений Кирхгофа.............. 31
1-6. Методы исследования сложных цепей...... 35
1-7. Нелинейные электрические цепи........ 51
Глава 2. ЦЕПИ ОДНОФАЗНОГО ГАРМОНИЧЕСКОГО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ... 55
2-1. Основные понятия о синусоидальном переменном
токе.................. —
2-2. Действующие и средние периодические ЭДС и токи 59
2-3. Векторные диаграммы............ 61
2-4. Основные понятия о символическом методе ... 64
2-5. Цепи синусоидального переменного тока .... 66
2-6. Мощность цепи переменного тока....... 77
2-7. Последовательное соединение элементов в цепи.
Треугольники напряжений и сопротивлений ... 82 2-8. Параллельное соединение элементов в цепи. Треугольники токов и проводимостей....... 87
2-9. Смешанное соединение. Исследование цепей переменного тока............... 92
2-10. Резонанс в цепях переменного тока...... 97
2-11. Частотные характеристики линейных цепей ... 103
2-12. Цепи с индуктивно-связанными элементами ... 105
2-13. Элементарные понятия о четырехполюсниках . . 109
2-14. Поверхностный эффект........... 114
2-15. Коэффициент мощности и его народнохозяйственное значение.............. 115
Глава 3. ЦЕПИ НЕСИНУСОИДАЛЬНОГО ПЕРИОДИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА.............. 117
3-1. Основные понятия о несинусоидальных периодических электрических токах........... —
3-2. Понятие об исследовании цепей при периодических
несинусоидальных токах...........121
3-3. Электрические фильтры...........122
Глава 4. МНОГОФАЗНЫЕ ЦЕПИ....... 125
4-1. Понятие о многофазных системах....... —
4-2. Связывание цепей. Соединения звездой и треугольником ................. 127
4-3. Мощность многофазной цепи. Уравновешенные и
неуравновешенные системы......... 131
4-4. Расчет трехфазных цепей. Понятия о разложении
систем на симметричные составляющие..... 133
4-5. Преобразования однофазных и трехфазных систем 137
4-6. Вращающееся магнитное поле........ 139
Глава 5. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ.......143
5-1. Основные понятия о переходных процессах и их
исследовании............... —
5-2. Включение цепи с катушкой индуктивности и резистором на напряжение постоянного тока .... 147
5-3. Выключение катушки индуктивности...... 150
6-4. Заряд и разряд конденсатора........ 152
5-5. Разряд конденсатора в нелинейной цепи..... 155
5-6. Включение цепи с катушкой индуктивности и резистором на напряжение переменного тока .... 157 5-7. Разряд конденсатора в цепи, содержащей катушку
индуктивности .............. 160
5-8. Понятия о моделировании.......... 169
Часть 2. МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ УСТРОЙСТВА 175
Глава б. МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТОДВИЖУЩИМИ СИЛАМИ ................
6-1. Исследование магнитных цепей........ —
6-2. Энергия магнитного поля и электромагнитные силы 179 6-3. Исследование магнитной цепи с постоянным магнитом 187
Глава 7. МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ С ПЕРЕМЕННОЙ
МАГНИТОДВИЖУЩЕЙ СИЛОЙ ... 189
7-1. Основные понятия о цепях.......... —
7-2. Ток катушки с ферромагнитным сердечником при
синусоидальном напряжении......... 190
7-3. Векторные диаграммы и схемы замещения .... 191
7-4. Потери в стали магнитопроводов. Вихревые токи 195
7-5. Практическое применение цепей со сталью .... 199
Глава 8. МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ С ПОСТОЯННОЙ И ПЕРЕМЕННОЙ МАГНИТОДВИЖУЩИМИ СИЛАМИ........201
8-1. Основные понятия о цепях с подмагничиванием.
Управляемые дроссели........... —!
8-2. Магнитные усилители и их хаоактеристики .... 209 8-3. Схемы соединения и выполнение магнитных усилителей ..................213'
Часть 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ............... 217
Глава 9. ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ ................
9-1. Общие сведения об электрических измерениях . . —
9-2. Меры электрических величин......... 218
9-3. Электроизмерительные приборы. Классификация . . 219 9-4. Аналоговые электроизмерительные приборы. Основные сведения............... 220
9-5. Описание аналоговых приборов........ 224
9-6. Логометры................ 235
9-7. Регистрирующие приборы.......... 237
9-8. Цифровые электроизмерительные приборы. Основные сведения............... 240
9-9. Цифровые вольтметры постоянного тока .... 241
Глава 10. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ ... 244
10-1. Измерения в цепях постоянного тока...... —
10-2. Измерения в цепях переменного тока..... 245
10-3. Измерение электродвижущих сил компенсаторами 249 10-4. Измерение сопротивлений, индуктивности и емкостей .................. 251
10-5. Понятие о магнитных измерениях...... 257
10-6. Сведения об измерениях неэлектрических величин 260
Часть 4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ 262
Глава П. ТРАНСФОРМАТОРЫ........
11-1. Назначение и принцип действия трансформатора —
11-2. Холостой ход трансформатора........ 265
11-3. Нагрузка трансформатора.......... 267
11-4. Понятие о схеме замещения трансформатора . . . 271 11-5. Внешняя характеристика трансформатора и процентное изменение его напряжения...... 272
11-6. Короткое замыкание трансформатора..... 274
11-7. Потери мощности и КПД трансформатора .... 276
11-8. Трехфазные трансформаторы......... 277
11-9. Параллельная работа трансформаторов .... 279
11-10. Конструкция трансформаторов........ 280
11-11. Автотрансформаторы........... 283
11-12. Измерительные трансформаторы....... 285
Глава 12. АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ..... 289
12-1. Основные понятия об асинхронной машине и ее
принцип действия............. —
12-2. Обмотки статора и ротора......... 291
12-3. Распределение магнитного потока в зазоре между
статором и ротором............ 297
589
12-4. Электродвижущие силы в обмотках статора и
ротора................. 299
12-5. Потоки рассеяния и индуктивные сопротивления
асинхронной машины........ . . . 301
12-6. Магнитодвижущие силы статора и ротора асинхронной машины............. 303
12-7. Токи в обмотках статора и ротора асинхронной
машины................ 308
12-8. Схемы замещения асинхронной машины .... 309 12-9. Векторная диаграмма асинхронного двигателя . . 312 12-10. Вращающий момент асинхронной машины . . . 313 12-11. Механическая характеристика асинхронной машины 318 12-12. Пуск в ход асинхронных двигателей с коротко-замкнутым и фазным ротором....... 320
12-13. Пуск в ход асинхронных двигателей с двухклеточ-
ным и глубокопазным ротором....... 325
12-14. Работа асинхронной машины в качестве генератора
и тормоза............... 328
12-15. Реверсирование и электрическое торможение асинхронных двигателей............ 330
12-16. Потери энергии и КПД асинхронных двигателей 332 12-17. Рабочие характеристики и коэффициент мощности
асинхронных двигателей.......... 335
12-18. Однофазные асинхронные двигатели..... 336
12-19. Конструктивные исполнения асинхронных двигателей ................. 340
12-20. Понятия о регулировании скорости асинхронных
двигателей............... 341
Глава 13. СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ..... 342
13-1. Основные понятия о синхронной машине и ее
принцип действия............. —
13-2. Холостой ход синхронного генератора..... 345
13-3. Реакция якоря синхронной машины...... 346
13-4. Векторная диаграмма синхронного генератора . . 349 13-5. Вращающий момент синхронной машины .... 352 13-6. Включение синхронного генератора в сеть и параллельная работа синхронных машин..... 354
13-7. Работа синхронной машины в режиме двигателя 356 13-8. Пуск в ход и основные характеристики синхронных
двигателей............... 359
13-9. Синхронные компенсаторы......... 361
13-10. Потери энергии и КПД синхронных машин . . 362
13-11. Конструктивные исполнения синхронных машин 363
Глава 14. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА . . 364
14-1. Принцип действия и основные понятия .... — 14-2. Устройство и некоторые элементы конструкции
машин постоянного тока.......... 366
14-3. Схемы и выполнение обмоток якорей машин постоянного тока.............. 370
14-4. Магнитный поток, ЭДС и электромагнитный момент 375 14-5. Машина постоянного тока под нагрузкой. Реакция
якоря................. 376
14-6. Коммутация. Обеспечение качественного процесса
коммутации............... 379
14-7. Способы возбуждения машин постоянного тока и
их классификация............. 382
14-8. Характеристики генераторов постоянного тока . . 384
14-9. Характеристики двигателей постоянного тока ... 389
14-10. Пуск, реверсирование и торможение двигателей 395
14-11. Совместная работа генераторов....... 399
14-12. Потери мощности и КПД машин постоянного
тока................. 401
Глава 15. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ И АВТОМАТИКИ ... 404
15-1. Двухфазные асинхронные двигатели...... —
15-2. Реактивные синхронные двигатели...... 409
15-3. Сельсины................ 414
15-4. Вращающиеся трансформаторы........ 419
15-5. Электромашинные усилители......... 422
15-6. Одноякорные преобразователи........ 429
15-7. Тахогенераторы............. 431
Часть 5. ЭЛЕКТРОПРИВОД И ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ . . 434
Глава 16. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ................ -
16-1. Основные понятия и определения....... —
16-2. Механические характеристики электродвигателей . . 435
16-3. Понятия о расчете и выборе пусковых реостатов 443
16-4. Регулирование скорости электродвигателей . . . 445
16-5. Основные понятия о динамике электропривода . . 453
16-6. Нагрев электрических машин......... 461
16-7. Выбор приводных электродвигателей..... 464
16-8. Режимы работы электродвигателей....... 469
Глава 17. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ И ЭЛЕМЕНТЫ .............. 472
17-1. Рубильники и переключатели........ —
17-2. Резисторы и схемы их включения...... 474
17-3. Контакторы и автоматы.......... 475
17-4. Применение бесконтактных силовых аппаратов . . 478
17-5. Реле защиты............... 479
17-6. Реле управления и автоматики........ 481
591
17-7. Контроллеры и командоконтроллеры..... 483
17-8. Путевые и конечные выключатели...... 485
17-9. Шаговые искатели и счетчики импульсов .... 486
17-10. Бесконтактные логические элементы..... 488
17-11. Преобразователи............. 490
17-12. Электрические машины, аппараты и элементы; их
обозначения и изображения......... 497
Глава 18. УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ 497
18-1. Виды систем управления и схемы....... —
A. РЕЛЕЙНО-КОНТАКТОРНЫЕ СИСТЕМЫ УП-
РАВЛЕНИЯ ............... 499
18-2. Управление асинхронными двигателями .... —
18-3. Управление двигателями постоянного тока". . . 502 Б. УПРАВЛЕНИЕ ПРИ ПОМОЩИ УСИЛИТЕЛЕЙ И
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ........... 504
18-4. Основные понятия о системах управления при помощи усилителей ............. —
18-5. Управление при помощи электромашинных усилителей ................. 507
18-6. Управление при помощи магнитных усилителей 509
B. УПРАВЛЕНИЕ ПРИ ПОМОЩИ ТИРИСТОРОВ . . 510
18-7. Диоды. Транзисторы и тиристоры...... —
18-8. Тиристорные пускатели........... 520
18-9. Формирователь импульсов.......... 521
18-10. Тиристорный выпрямитель с нагрузкой на стороне постоянного тока.......... 523
18-11. Системы тиристор — двигатель постоянного тока 527 18-12. Понятие о тиристорных преобразователях частоты 530 Г. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА В УПРАВЛЕНИИ .................. 533
18-13. Применение аналоговых (АВМ) и цифровых (ЦВМ)
вычислительных машин.......... —
Приложение!. СПРАВОЧНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО ТЕОРИИ ПОЛЯ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ
ЯВЛЕНИЙ............ 535
П1-1. Электрическое поле............ —
П1-2. Магнитное поле. Определения и основные понятия 543
П1-3. Магнитные характеристики веществ...... 550
П1-4. Индуктивность.............. 554
П1-5. Взаимная индуктивность.......... 555
П1-6. Электромагнитное поле и волны....... 557
Приложение 2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
УСТАНОВКАХ .......... 577
Список литературы.............. 582
Предметный указатель............. —
Цена: 150руб.
