Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Элементарная электротехника

Покупка
Артикул: 684064.02.99
Доступ онлайн
719 ₽
В корзину
В книге приводятся основные понятия об элементах электрических и магнитных цепей. Объясняются физические процессы, происходящие в этих цепях. Излагается методика их расчета. Книга содержит основные сведения об электростатике и электромагнитной индукции, о действиях электрического тока, постоянном и переменном токе, об электрохимии. Материал изложен простым и доступным языком с использованием лишь простейшего математического аппарата. Книга содержит свыше 1000 рисунков, 340 числовых примеров для расчетов, 1200 задач и 1000 вопросов для самопроверки. Рекомендуется школьникам старших классов, студентам и преподавателям средних и высших учебных заведений, слушателям курсов повышения квалификации, а также для самостоятельного изучения.
Кузнецов, А. В. Элементарная электротехника : учебное пособие / А. В. Кузнецов. - 2-е изд. - Москва : ДМК Пресс, 2023. - 897 с. - ISBN 978-5-89818-326-4. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/2102613 (дата обращения: 09.12.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Элементарная 
электротехника

Москва, 2023

А. В. Кузнецов

2-е издание, электронное

УДК 621.3.0
ББК 31.21
К89

К89
Кузнецов, А. В.
Элементарная электротехника / А. В. Кузнецов. — 2-е изд., эл. — 1 файл 
pdf : 897 с. — Москва : ДМК Пресс, 2023. — Систем. требования: Adobe Reader 
XI либо Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10". — Текст : электронный.
ISBN 978-5-89818-326-4

В книге приводятся основные понятия об элементах электрических и магнитных 
цепей. Объясняются физические процессы, происходящие в этих цепях. Излагается 
методика их расчета. Книга содержит основные сведения об электростатике и электромагнитной индукции, о действиях электрического тока, постоянном и переменном 
токе, об электрохимии.
Материал изложен простым и доступным языком с использованием лишь простейшего математического аппарата.
Книга содержит свыше 1000 рисунков, 340 числовых примеров для расчетов, 
1200 задач и 1000 вопросов для самопроверки.
Рекомендуется школьникам старших классов, студентам и преподавателям средних и высших учебных заведений, слушателям курсов повышения квалификации, 
а также для самостоятельного изучения.

УДК 621.3.0 
ББК 31.21

Электронное издание на основе печатного издания: Элементарная электротехника / А. В. Кузнецов. — Москва : ДМК Пресс, 2014. — 896 с. — ISBN 978-5-97060-128-0. — Текст : непосредственный.

Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было 
форме и какими бы то ни было средствами без  письменного разрешения владельцев авторских прав.
Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но поскольку вероятность технических 
ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность 
приводимых сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами 
защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации.

ISBN 978-5-89818-326-4
© Кузнецов А. В., 2014
© Оформление, ДМК Пресс, 2014

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие .........................................................................................................11

1
 Введение в электротехнику ....................................................................12
Понятие о веществе ...........................................................................................13
Понятие об атоме ...............................................................................................14
Несколько поучительных чисел ...................................................................16
Электрический заряд ........................................................................................17
Опыт  ....................................................................................................................18
Проводники и изоляторы ................................................................................20
Вопросы для самопроверки ............................................................................21
Задачи  ....................................................................................................................25

2
 Электрический ток .....................................................................................26
Понятие об электрическом токе ...................................................................27
Электрическая цепь ...........................................................................................28
Сила электрического тока ...............................................................................31
Единица силы тока ............................................................................................32
Измерение силы тока ........................................................................................33
Виды электрического тока ..............................................................................34
Применение постоянного и переменного тока ........................................38
Действия электрического тока ......................................................................39
Вопросы для самопроверки ............................................................................43
Задачи  ....................................................................................................................49

3
 Электрическое сопротивление ..............................................................50
Понятие об электрическом сопротивлении ..............................................51
Единица электрического сопротивления ..................................................51
Зависимость сопротивления от размеров проводника .........................52
Расчет сопротивления проводника ..............................................................56
Зависимость сопротивления от температуры ..........................................58
Электрическая проводимость ........................................................................62
Удельная проводимость ...................................................................................62
Вопросы для самопроверки ............................................................................63
Задачи  ....................................................................................................................69

4
 Электрическое напряжение ...................................................................73
Определение электрического напряжения ...............................................74

СОДЕРЖАНИЕ
4

Единица электрического напряжения ........................................................74
Источники постоянного напряжения .........................................................75
Классификация напряжений .........................................................................78
Измерение электрического напряжения ...................................................78
Вопросы для самопроверки ............................................................................79

5
 Закон Ома ......................................................................................................82
Связь между силой тока, напряжением и сопротивлением ................83
Закон Ома .............................................................................................................83
Опыт  ....................................................................................................................84
Измерение нагрузки при помощи вольтметра и амперметра .............86
Вопросы для самопроверки ............................................................................86
Задачи  ....................................................................................................................89

6
 Электрическая энергия и мощность ....................................................91
Электрическая мощность ................................................................................93
Измерение мощности при помощи вольтметра и амперметра ...........98
Расчет электроэнергии, израсходованной потребителем ....................99
Стоимость электроэнергии ...........................................................................100
Вопросы для самопроверки  .........................................................................101
Задачи  ..................................................................................................................104

7
 Параллельное соединение сопротивлений .................................... 109
Что такое параллельное соединение? .......................................................110
Закон токов Кирхгофа (закон узлов) ........................................................111
Расчет токов в ветвях и суммарной силы тока ......................................115
Полное сопротивление цепи, состоящей из потребителей, 
соединенных параллельно ............................................................................116
Два различных резистора, соединенных параллельно ........................118
Равные сопротивления, соединенные параллельно .............................119
Суммарная мощность потребителей, соединенных 
параллельно........................................................................................................120
Суммарная энергия потребителей, соединенных параллельно .......121
Вопросы для самопроверки  .........................................................................122
Задачи  ..................................................................................................................127

8
 Последовательное соединение сопротивлений ........................... 139
Последовательное соединение. Что это? .................................................140
Сопротивление последовательной цепи ..................................................141

СОДЕРЖАНИЕ

Расчет силы тока в последовательной цепи............................................142
Падение напряжения ......................................................................................142
Второй закон Кирхгофа (закон падений напряжения) ......................147
Электродвижущая сила (ЭДС) ...................................................................149
Мощность в последовательной цепи .........................................................153
Применение последовательного соединения .........................................153
Вопросы для самопроверки  .........................................................................156
Задачи  ..................................................................................................................162

9
 Смешанное соединение сопротивлений ......................................... 181
Сущность смешанного соединения............................................................182
Расчет общего сопротивления смешанной цепи ...................................182
Расчет силы токов, падений напряжения и мощностей 
в смешанной цепи ............................................................................................186
Группы потребителей в сети .........................................................................190
Делители напряжения ....................................................................................192
Расширение предела измерения амперметра .........................................196
Расширение предела измерения вольтметра  .........................................199
Мост Уитстона ...................................................................................................201
Вопросы для самопроверки ..........................................................................203
Задачи  ..................................................................................................................216

10
 Соединение источников напряжения ..................................... 251
Сопротивление отдельного аккумулятора 
в электрической цепи ............................................................................252
Емкость аккумулятора ..........................................................................253
Последовательное соединение аккумуляторов – 
последовательные батареи ...................................................................254
ЭДС последовательной батареи аккумуляторов .........................255
Внутреннее сопротивление последовательной батареи 
аккумуляторов .........................................................................................256
Емкость последовательной батареи .................................................257
Параллельное соединение аккумуляторов – параллельные 
батареи ........................................................................................................258
ЭДС параллельной батареи .................................................................259
Внутреннее сопротивление параллельной батареи ....................259
Емкость параллельной батареи ..........................................................260
Смешанное соединение аккумуляторов – смешанные 
батареи ........................................................................................................261
Соединение аккумуляторов для получения 
максимального тока ...............................................................................263

СОДЕРЖАНИЕ
6

Цепи с несколькими источниками напряжения ..........................264
Вопросы для самопроверки  ................................................................273
Задачи .........................................................................................................280

11
 Преобразование энергии ............................................................. 299
Механическая работа, энергия и мощность ...................................300
Преобразование электрической энергии в механическую 
энергию .......................................................................................................303
Потери, коэффициент полезного действия ...................................304
Тепловая энергия.....................................................................................307
Преобразование электрической энергии в тепловую .................309
Короткое замыкание ..............................................................................315
Вопросы для самопроверки .................................................................318
Задачи .........................................................................................................323

12
 Магнетизм .......................................................................................... 329
Магнитное притяжение ........................................................................330
Ферромагнитные вещества ..................................................................330
Магнитные полюса .................................................................................330
Естественные и искусственные магниты  .......................................331
Взаимодействие между магнитными полюсами ..........................333
Магнитное поле .......................................................................................334
Дополнительные свойства магнитов ................................................336
Вопросы для самопроверки .................................................................341

13
 Магнитное поле, электромагнит................................................ 344
Магнитное поле проводника с током ...............................................345
Магнитное поле катушки с током .....................................................348
Магнитодвижущая сила и напряженность магнитного 
поля ..............................................................................................................350
Электромагнит .........................................................................................352
Вопросы для самопроверки .................................................................356
Задачи .........................................................................................................362

14
 Магнитные цепи ............................................................................... 363
Магнитный поток и плотность магнитного потока ....................364
Магнитная проницаемость ..................................................................365
Магнитная проницаемость ферромагнитных материалов .......368
Петля намагничивания .........................................................................371

СОДЕРЖАНИЕ

Гистерезис ..................................................................................................374
Магнитная цепь .......................................................................................375
Зависимость магнитного сопротивления от материала 
сердечника и его размеров ...................................................................376
Формула Гопкинсона для магнитной цепи ....................................379
Последовательная магнитная цепь ...................................................380
Закон Кирхгофа для последовательной магнитной цепи .........382
Параллельная магнитная цепь ...........................................................382
Вопросы для самопроверки .................................................................383
Задачи .........................................................................................................389

15
 Сила, действующая на проводник с током 
 
в магнитном поле ............................................................................. 397
Сила, действующая на проводник с током в магнитном 
поле ..............................................................................................................398
Определение величины силы .............................................................399
Момент, действующий на виток с током в магнитном поле ....401
Принцип действия амперметра с подвижной катушкой ...........405
Принцип действия двигателя постоянного тока .........................408
Сила, действующая между двумя параллельными 
проводниками с током ...........................................................................411
Подъемная сила электромагнита .......................................................414
Вопросы для самопроверки .................................................................415
Задачи .........................................................................................................422

16
 Электромагнитная индукция ...................................................... 425
Создание индуктированной ЭДС .....................................................426
Направление индуктированной ЭДС  .............................................426
Закон Ленца ..............................................................................................428
Величина индуктированной ЭДС в проводе, движущемся 
в магнитном поле  ...................................................................................428
Виток, вращающийся в магнитном поле ........................................429
Принцип действия генератора ...........................................................431
ЭДС, индуктированная в проводнике вследствие 
изменения магнитного потока ............................................................435
Самоиндукция ..........................................................................................438
Дроссель  ....................................................................................................439
Коэффициент самоиндукции (индуктивность) ...........................440
Определение потока в катушке ..........................................................441
Индуктивность дросселей, соединенных последовательно .....442

СОДЕРЖАНИЕ
8

Взаимоиндукция .....................................................................................442
Коэффициент взаимоиндукции (взаимоиндуктивность) ........442
Трансформатор.........................................................................................444
Искровой индуктор ................................................................................448
Вихревые токи ..........................................................................................449
Вопросы для самопроверки .................................................................451
Задачи .........................................................................................................459

17
 Электростатика ................................................................................ 466
Методы зарядки неподвижными зарядами ...................................467
Зарядка металлического тела .............................................................470
Электростатическое поле .....................................................................473
Электрический поток и его плотность ............................................476
Диэлектрическая проницаемость ......................................................478
Диэлектрическая прочность................................................................480
Вопросы для самопроверки  ................................................................481
Задачи .........................................................................................................487

18
 Конденсаторы .................................................................................. 490
Емкость .......................................................................................................491
Поведение конденсатора в цепи постоянного тока .....................493
Соединение конденсаторов .................................................................501
Виды применяемых конденсаторов ..................................................506
Вопросы для самопроверки  ................................................................511
Задачи .........................................................................................................524

19
 Сущность переменного тока ....................................................... 541
Характеристика ЭДС, индуктируемой в витке, который 
вращается в однородном магнитном поле ......................................542
Значения переменного напряжения и тока  ..................................548
Фаза .............................................................................................................554
Построение векторных диаграмм ......................................................555
Основные действия переменного тока ............................................558
Преимущества и недостатки переменного тока ...........................559
Вопросы для самопроверки  ................................................................559
Задачи .........................................................................................................566

20
 Резистор, соленоид и конденсатор в цепи 
 
переменного тока ............................................................................ 574
Резистор в цепи переменного тока ....................................................575

СОДЕРЖАНИЕ

Соленоид в цепи переменного тока ..................................................577
Конденсатор в цепи переменного тока ............................................585
Вопросы для самопроверки  ................................................................589
Задачи .........................................................................................................599

21
 Последовательные цепи переменного тока .......................... 606
Последовательные цепи, состоящие из резистора 
и соленоида (RL) .....................................................................................607
Последовательная цепь, состоящая из резистора 
и конденсатора (RC)  .............................................................................627
Последовательная цепь, содержащая соленоид 
и конденсатор (LC) .................................................................................637
Сила тока в последовательной цепи (LC) .......................................641
Последовательная цепь, содержащая резистор, соленоид 
и конденсатор (RLC) ..............................................................................644
Вопросы для самопроверки  ................................................................655
Задачи .........................................................................................................673

22
 Параллельные цепи переменного тока ................................... 696
Цепь, содержащая резистор и соленоид (RL) ...............................697
Параллельные цепи, содержащие резистор 
и конденсатор (RC).................................................................................703
Параллельная цепь, состоящая из соленоида 
и конденсатора (LC) ...............................................................................708
Параллельная цепь, состоящая из резистора, соленоида 
и конденсатора (RLC)............................................................................714
Вопросы для проверки ..........................................................................722
Задачи .........................................................................................................734

23
 Смешанные цепи переменного тока ........................................ 743
Полные сопротивления ........................................................................744
Улучшение коэффициента мощности ..............................................747
Вопросы для самопроверки .................................................................755
Задачи .........................................................................................................756

24
 Трехфазная система токов .......................................................... 770
Генератор трехфазного тока ................................................................771
Трехфазная сеть, питающаяся от генератора 
с соединением в звезду ..........................................................................774

СОДЕРЖАНИЕ
10

Трехфазная сеть, питающаяся от генератора 
с соединением в треугольник ..............................................................782
Включение потребителей в трехфазную трехпроводную 
сеть ...............................................................................................................784
Несимметричная трехфазная сеть ....................................................787
Подключение трехфазных потребителей .......................................789
Вопросы для самопроверки  ................................................................790
Задачи .........................................................................................................795

25
 Основные сведения по электрохимии .................................... 811
Основные понятия ..................................................................................812
Электрохимические явления ..............................................................815
Законы Фарадея ......................................................................................816
Первый закон Фарадея .........................................................................817
Применения электролиза .....................................................................819
Химические источники напряжения ...............................................821
Первичные элементы .............................................................................823
Вторичные гальванические элементы (аккумуляторы) ...........828
Устройство свинцового аккумулятора ............................................831
Вопросы для самопроверки  ................................................................838
Задачи .........................................................................................................849

26
 Рациональные методы расчета сложных цепей ................. 851
Метод контурных токов ........................................................................853
Метод наложения (суперпозиции) ...................................................854
Метод эквивалентного генератора ....................................................856
Упрощение цепей путем преобразования соединения 
в звезду в соединение в треугольник и соединения 
в треугольник в соединение в звезду ...............................................860
Задачи  ........................................................................................................863

Ответы на вопросы ......................................................................................... 870
Ответы на задачи ............................................................................................. 875

Доступ онлайн
719 ₽
В корзину