Усольцев А.А. Общая электротехника

Учебное пособие. — СПб.: СПбГУ ИТМО, 2009. — 301 с.Изложены основные положения теории линейных и нелинейных электрических и магнитных цепей. Даны основы теории электрических машин, их основные характеристики, а также приведены сведения об электроприводе, электроснабжении и электробезопасности при эксплуатации электроустановок.
Настоящее пособие составлено в соответствии с типовой программой и предназначено для помощи студентам не электротехнических специальностей при самостоятельной подготовке. Понимание процессов, происходящих в электротехнических устройствах, требует знания определённых разделов курсов математики и физики. Из курса математики студенты должны знать алгебру комплексных чисел, решение простейших дифференциальных уравнений, операции с векторами, свободно пользоваться соответствующим математическим аппаратом. Из курса физики студенты должны знать основные понятия и законы механики и электричества.Введение.
Электрические и магнитные цепи.
Электрические цепи постоянного тока.
Электрическая цепь.
Основные величины, характеризующие электрическую цепь.
Пассивные элементы электрической цепи.
Активные элементы электрической цепи.
Основные законы электрических цепей постоянного тока.
Эквивалентные преобразования электрических цепей.
Методы расчёта электрических цепей.
Метод непосредственного применения закона Ома.
Метод непосредственного применения законов Кирхгофа.
Метод контурных токов.
Метод узловых потенциалов.
Метод наложения.
Метод эквивалентного генератора.
Электрические цепи синусоидального переменного тока.
Основные понятия теории и законы электрических цепей.
Синусоидальные ЭДС, токи и напряжения.
Получение синусоидальной ЭДС.
Изображение синусоидальных функций векторами.
Основные элементы и параметры электрических цепей.
Закон Ома. Пассивный двухполюсник.
Законы Кирхгофа.
Анализ электрических цепей синусоидального тока.
Неразветвлённая цепь синусоидального тока.
Параллельное соединение ветвей.
Схемы замещения катушки индуктивности и конденсатора.
Смешанное соединение элементов.
Комплексный метод расчёта цепей переменного тока.
Резонанс в электрических цепях.
Цепи с индуктивно связанными элементами.
Трёхфазные цепи.
Получение трёхфазной системы ЭДС.
Связывание трёхфазной системы.
Расчёт цепи при соединении нагрузки звездой.
Соединение нагрузки звездой с нейтральным проводом.
Соединение нагрузки звездой без нейтрального провода.
Расчёт цепи при соединении нагрузки треугольником.
Мощность трёхфазной цепи.
Мощность при несимметричной нагрузке.
Мощность при симметричной нагрузке.
Электрические цепи несинусоидального тока.
Разложение периодической функции в тригонометрический ряд.
Основные характеристики периодических несинусоидальных величин.
Мощность цепи несинусоидального тока.
Расчёт цепи несинусоидального тока.
Переходные процессы в электрических цепях.
Коммутация. Законы коммутации. Начальные условия.
Классический метод расчёта переходных процессов.
Переходные процессы в цепи с индуктивным и резистивным элементами.
Подключение цепи к источнику постоянной ЭДС.
Отключение цепи от источника постоянной ЭДС.
Переходные процессы при периодической коммутации.
Подключение цепи к источнику синусоидальной ЭДС.
Переходные процессы в цепи с ёмкостным и резистивным элементами.
Подключение цепи к источнику постоянной ЭДС.
Разрядка конденсатора через резистор.
Переходные процессы при периодической коммутации.
Разрядка конденсатора через катушку индуктивности.
Апериодический переходный процесс.
Колебательный переходный процесс.
Нелинейные электрические цепи.
Нелинейные резистивные элементы.
Анализ цепи с нелинейными двухполюсниками.
Цепь с источником постоянного тока.
Цепь с источником переменного тока.
Анализ цепи с нелинейными трёхполюсниками.
Магнитные цепи с постоянной магнитодвижущей силой.
Основные понятия и законы магнитных цепей.
Свойства ферромагнитных материалов.
Расчёт неразветвлённой магнитной цепи.
Прямая задача.
Обратная задача.
Цепь с постоянным магнитом.
Сила притяжения магнита.
Катушка с магнитопроводом в цепи переменного тока.
Электромагнитные процессы при переменном токе.
Потери от гистерезиса.
Потери от вихревых токов.
Векторная диаграмма и схема замещения.
Упрощённый анализ электромагнитных процессов.
Явление феррорезонанса.
Электрические машины.
Трансформаторы.
Устройство и принцип действия.
Математическая модель трансформатора.
Уравнение магнитодвижущих сил и токов.
Уравнения электрического состояния.
Схема замещения.
Векторная диаграмма.
Режим холостого хода.
Режим короткого замыкания.
Внешняя характеристика.
Потери энергии в трансформаторе.
Трёхфазные трансформаторы.
Автотрансформаторы.
Измерительные трансформаторы.
Асинхронные двигатели.
Вращающееся магнитное поле.
Устройство и принцип действия.
Электродвижущие силы обмоток.
Магнитодвижущие силы и магнитные потоки обмоток.
Уравнения электрического состояния и схема замещения.
Режимы работы асинхронного двигателя.
Энергетический баланс.
Вращающий момент и механическая характеристика.
Пуск двигателя.
Регулирование скорости вращения.
Регулирование изменением числа пар полюсов.
Регулирование понижением напряжения питания.
Регулирование изменением сопротивления цепи ротора.
Регулирование изменением частоты питания (частотное регулирование).
Однофазные и двухфазные асинхронные двигатели.
Однофазные двигатели.
Двухфазные двигатели.
Синхронные машины.
Устройство и принцип действия.
Уравнение напряжений обмотки статора и векторная диаграмма.
Работа синхронного генератора на автономную нагрузку.
Мощность и вращающий момент синхронной машины.
Пуск синхронного двигателя.
Регулирование коэффициента мощности.
Синхронные двигатели автоматических устройств.
Реактивные двигатели.
Гистерезисные двигатели.
Шаговые двигатели.
Двигатели постоянного тока.
Устройство и принцип действия.
Магнитная и электрическая цепи машины.
Электромагнитный момент машины.
Реакция якоря.
Коммутация.
Энергетические соотношения машин постоянного тока.
Характеристики двигателей постоянного тока.
Характеристики двигателей параллельного возбуждения.
Тормозные режимы двигателей параллельного возбуждения.
Характеристики двигателей последовательного возбуждения.
Тормозные режимы двигателей последовательного возбуждения.
Характеристики двигателей смешанного возбуждения.
Исполнительные двигатели постоянного тока.
Коллекторные двигатели переменного тока.
Основы электропривода.
Уравнение движения привода.
Ускорение и замедление привода.
Нагрев и охлаждение двигателей.
Номинальные режимы работы двигателей.
Выбор мощности двигателей.
Выбор типа двигателя.
Общие вопросы электроснабжения и электробезопасности.
Общие вопросы электроснабжения.
Электрические сети.
Защита электрических сетей.
Потери энергии в электрических сетях и способы повышения экономических показателей.
Основы электробезопасности.
Условия поражения электрическим током.
Защита от поражения электрическим током.
Литература.
Глоссарий.