Элементарная электротехника
Покупка
Тематика:
Электроэнергетика. Электротехника
Издательство:
ДМК Пресс
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 897
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
Профессиональное образование
ISBN: 978-5-89818-326-4
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.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 13.03.02: Электроэнергетика и электротехника
- ВО - Специалитет
- 13.05.01: Тепло- и электрообеспечение специальных технических систем и объектов
- 13.05.02: Специальные электромеханические системы
ГРНТИ:
Скопировать запись
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