ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

Часть 1.

Рекомендовано Ученым советом Нижегородского государственного технического университета в качестве учебно-методического пособия

для студентов заочной и дистанционной форм обучения

неэлектротехнических специальностей

Нижний Новгород 2007

УДК 621.3

Алтунин Б.Ю., Кралин А.А. Электротехника и электроника: комплекс учебно-методических материалов: Ч.1/ Б.Ю. Алтунин, А.А. Кралин; НГТУ. Н.Новгород, 2007.-120 с.

Учебно-методический комплекс по изучению дисциплины «Электротехника и электроника» состоит из двух частей. В первой части представлены рабочая учебная программа дисциплины, опорный конспект лекций, в котором рассмотрены цепи постоянного и переменного тока, трехфазные цепи, переходные процессы в линейных электрических цепях, а также магнитные цепи. Даны методические указания и образцы выполнения контрольных работ по указанным темам.

Предназначен комплекс для студентов неэлектротехнических специальностей заочной и дистанционной форм обучения

Редактор Е.В. Комарова

Подписано в печать 15.05.2007. формат 60 x 84 ¹/₁₆.

Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 6, 3.

Уч.-изд. л. 7, 5. Тираж 300 экз. Заказ

____________________________________________________________________

Нижегородский государственный технический университет.

Типография НГТУ 603950, ГСП-41, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

технический университет им. Р.Е. Алексеева

©Алтунин Б.Ю. Кралин А.А.

СОДЕРЖАНИЕ

Пояснительная записка. ...........................................................................................5

Рабочая учебная программа дисциплины. ...........................................................6

Опорный конспект лекций. .....................................................................................8

1. Основные определения......................................................................8

1.1. Основные пояснения и термины..................................................8

1.2. Пассивные элементы схемы замещения.......................................9

1.3. Активные элементы схемы замещения.......................................11

1.4. Основные определения, относящиеся к схемам.........................12

1.5. Режимы работы электрических цепей........................................13

1.6. Основные законы электрических цепей.....................................13

2. Эквивалентные преобразования схем........................................................16

2.1. Последовательное соединение элементов электрических цепей........16

2.2. Параллельное соединение элементов электрических цепей................16

2.3. Преобразование треугольника сопротивлений в эквивалентную

звезду.........................................................................................................19

2.4. Преобразование звезды сопротивлений в эквивалентный

треугольник..............................................................................................20

Анализ электрических цепей постоянного тока с одним источником

энергии.............................................................................................................21

Расчет электрических цепей постоянного тока с одним

источником методом свертывания........................................................21 3.2. Расчет электрических цепей постоянного тока с одним

Источником методом подобия или методом

пропорциональных величин....................................................................22

Анализ сложных электрических цепей с несколькими источниками

энергии............................................................................................................23

4.1. Метод непосредственного применения законов Кирхгофа.................23

4.2. Метод контурных токов...........................................................................24

4.3. Метод узловых потенциалов...................................................................26

4.4. Метод двух узлов.....................................................................................28

4.5. Метод эквивалентного генератора.........................................................29

5. Электрические цепи однофазного переменного тока. ............................32

5.1. Основные определения............................................................................32

5.2. Изображения синусоидальных функций времени в векторной

форме...........................................................................................................................33

Изображение синусоидальных функций времени в комплексной

форме..........................................................................................................35

5.4. Сопротивление в цепи синусоидального тока.......................................38

5.5. Индуктивная катушка в цепи синусоидального тока...........................38

5.6. Емкость в цепи синусоидального тока...................................................40

5.7. Последовательно соединенные реальная индуктивная
катушка и конденсатор в цепи синусоидального тока..........................41

Параллельно соединенные индуктивность, емкость и активное

сопротивление в цепи синусоидального тока.......................................44

Резонансный режим в цепи, состоящей из параллельно

включенных реальной индуктивной катушки и конденсатора..........46

5.10. Мощность в цепи синусоидального тока.............................................47

5.11. Баланс мощностей.................................................................................50

5.12. Согласованный режим работы электрической цепи.
Согласование нагрузки с источником.................................................51

6. Трехфазные цепи............................................................................................52

6.1. Основные определения...........................................................................55

6.2. Соединение в звезду................................................................................53

6.3. Соединение в треугольник.....................................................................55

6.4. Расчет трехфазной цепи, соединенной звездой.....................................56

6.5. Мощность в трехфазных цепях..............................................................60

7. Переходные процессы в линейных электрических цепях......................60

7.1. Общая характеристика переходных процессов.....................................60

7.2. Переходные процессы в цепях с одним реактивным элементом........62

7.3. Переходные процессы в цепях с двумя реактивными элементами.....68

8. Магнитные цепи.............................................................................................73

8.1. Основные определения............................................................................73

8.2. Свойства ферромагнитных материалов.................................................74

8.3. Расчет магнитных цепей..........................................................................75

Перечень контрольных вопросов по дисциплине. ............................................77

Задания и варианты для контрольных работ....................................................79

П.1. Задача ЭЦ-1. Расчет линейной цепи постоянного тока. ..........................81

П.2. Задача ЭЦ-2. Расчет цепи синусоидального тока. ....................................89

П.3. Задача ЭЦ-3. Расчет трехфазной электрические цепи. ............................95

Список рекомендуемой литературы. ...................................................................99

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Цель обучения по дисциплине «Электротехника и электроника» - научить студентов неэлектрических специальностей:

- выбирать необходимые электротехнические, электронные и электроизмерительные устройства;

- правильно эксплуатировать и составлять совместно с инженерами - электриками технические задания на разработку электрических частей автоматизированных установок для управления производственными процессами.

В результате изучения дисциплины «Электротехника и электроника» студенты должны знать:

- основные электротехнические законы, методы анализа электрических, магнитных и электронных цепей;

- принципы действия, свойства, конструкцию и потенциальные возможности основных электротехнических, электронных устройств и измерительных приборов;

- терминологию и символику, применяемую в электротехнике и электронике,

а также уметь:

- производить измерения основных электрических величин, связанных с профилем инженерной деятельности;

- включать электротехнические приборы, аппараты и машины, управлять ими и контролировать их эффективную и безопасную работу.

Дисциплина «Электротехника и электроника» базируется на разделах курса физики «Электричество и магнетизм», «Колебания и волны», «Физика твердого тела» и на ряде разделов курса высшей математики: «Комплексные числа», «Ряды» и т.д.

По курсу запланированы лекции и лабораторные практикумы. В соответствии с учебным планом курс лекций заканчивается экзаменом.

На лекциях рассматриваются основные темы курса. Некоторые вопросы программы, например, такие как устройство и принцип действия стрелочных электроизмерительных приборов, студенты изучают на лабораторных занятиях.

Цель лабораторных занятий - обучить студентов собирать схемы, производить измерения и анализ на основе положений, изложенных в лекциях и учебных пособиях. В результате обучения студенты должны овладеть навыками решения электротехнических задач, лежащих в основе анализа функционирования электротехнических установок. Методы решения типовых задач представляют собой инструмент анализа, овладев которым студент может продолжить дальнейшее образование.

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ведомость числа часов по учебному плану

Факультет, название дисциплины	Общая трудоемкость дисциплины	Аудиторные занятия	Лекции	Лабораторные работы	Практические занятия	Самостоя-тельная работа
НВФ Электротехника и электроника

12 3 4 5 6 7 8 9 Следующая ⇒