close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Электротехника и электроника учебное пособие для вузов (купить в магазине www.phoenixbooks.ru)

код для вставкиСкачать
купить эту и любые другие книги издательства Феникс (более 6000) по оптовым ценам можно в интернет-магазине издательства Феникс - www.phoenixbooks.ru В пособии рассматриваются электрические и магнитные цепи, электромагнитные устройства, электрическ
Глава 1. Электрические и магнитные цепи
1
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
И ЭЛЕКТРОНИКА
Учебное пособие для вузов
Под редакцией В.В. Кононенко
Издание шестое
РостовнаДону
«Феникс»
2010
Высшее образование
В.В. Кононенко, В.И. Мишкович,
В.В. Муханов, В.Ф. Планидин, П.М. Чеголин
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
2
УДК 621.3(075.8)
ББК 31.2+32.85я73
КТК 230
Э 45
Рецензенты:
д.т.н., проф., лауреат Государственной премии Республики
Беларусь Р. Х. Садыхов (зав. кафедрой ЭВМ Белорусского
государственного университета информатики и радиоэлек&
троники),
д.т.н., проф. Е. М. Ульяницкий (зав. кафедрой ВТ и АСУ
РГУПС)
Э 45 Электротехника и электроника: Учебное пособие для вузов /
В.В. Кононенко [и др.]; под ред. В.В. Кононенко. — Изд. 6&е.–
Ростов н/Д: Феникс, 2010. – 784 с. (Серия «Высшее образо&
вание».)
ISBN 978&5&222&17568&2
В пособии рассматриваются электрические и магнитные цепи,
электромагнитные устройства, электрические машины и способы
электрических измерений, вопросы электроснабжения и электробе&
зопасности, электротехнологии и основы электроники, а также си&
стемы электроосвещения промышленных предприятий и строитель&
ных объектов.
Предназначено для студентов, аспирантов и преподавателей выс&
ших учебных заведений, а также может быть полезно инженерно&
техническим работникам, желающим повысить свой профессио&
нальный уровень.
УДК 621.3(075.8)
ББК 31.2+32.85я73
© Коллектив авторов, 2010
© Оформление, изд&во «Феникс», 2010
ISBN 978&5&222&17568&2
www.phoenixbooks.ru
Глава 1. Электрические и магнитные цепи
3
Предисловие
Настоящее учебное пособие является обобщением методической
и преподавательской работы коллектива кафедры электротехники
и автоматики (ЭЛА) Ростовского государственного строительного
университета, который в 2007 г. отмечает свое 60&летие.
Книга написана в соответствии с государственными образова&
тельными стандартами для ряда неэлектротехнических специально&
стей вузов.
Авторами учебного пособия подготовлены следующие разделы:
к.т.н., доц., зав. кафедрой ЭЛА Кононенко В. В. – введение, гла&
ва 6 («Электроосвещение»), разделы: 2.3 («Трансформаторы»),
2.4 («Асинхронные машины»), 4.1 («Электроснабжение»),
4.8 («Электробезопасность»), 5.1 («Электротехнологии в стро&
ительстве»);
к.т.н., доц. Мишкович В. И. – разделы: 2.2 («Машины постоян&
ного тока»), 2.3.2 («Сварочные трансформаторы»), 2.5 («Син&
хронные машины»), 2.6 («Электропривод»);
к.т.н., доц. Муханов В. В. – глава 7 («Основы электроники»), раз&
дел 5.2 («Электротехнологии и связь на транспорте и в стро&
ительстве»);
к.т.н., доц. Планидин В. Ф. – глава 3 («Электрические измерения
и приборы»), разделы: 2.1 («Электрические аппараты»),
4.8 («Электробезопасность»);
д.т.н., проф. Чеголин П. М. – глава 1 («Электрические и магнит&
ные цепи»), хронология развития электротехники.
Авторы благодарят рецензентов за ценные замечания, сделанные в
процессе работы над книгой, и сотрудников кафедры С. В. Кудинова
и Е. А. Артюхову за помощь в подготовке рукописи к изданию.
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
4
Введение
Решение задач восстановления промышленного производства и
дальнейшего развития нашей страны теснейшим образом связано с
наращиванием темпов электрификации всех отраслей хозяйства Рос&
сии. Эта связь определяется прежде всего возможностью более широ&
кого применения электроэнергии для интенсификации производства,
осуществляемой за счет комплексной автоматизации, внедрения но&
вых технологий, робототехнических устройств и манипуляторов, со&
временной вычислительной техники, и такими важнейшими пре&
имуществами электрической энергии, как:
а) огромные скорости протекания электромагнитных процессов;
б) возможность достаточно простого преобразования ее эксплу&
атационных параметров (напряжения, тока, частоты);
в) легкость автоматизации управления процессами потребления,
транспортировки и производства электроэнергии;
г) возможность получения электрической энергии из механичес&
ких, химической, атомной, тепловой, лучистой и других видов энер&
гии, а также осуществления обратных преобразований;
д) простота распределения электроэнергии между отдельными
потребителями;
е) практически неограниченные возможности дробления элект&
рической энергии, позволяющие использовать, например, электро&
двигатели мощностью от долей Вт (исполнительные устройства си&
стемы автоматики) до нескольких МВт (привод прокатных станков);
ж) возможность передачи электроэнергии с относительно малым
технологическим расходом на транспорт и распределение (иначе
говоря, с малыми потерями).
В линиях электропередачи длиной в сотни километров и распре&
делительных сетях этот параметр оценивается величиной 8—9% от
передаваемого количества электроэнергии. Для сравнения отметим,
что передача тепловой энергии рентабельна только на расстояниях
до 5–7 км, а потери органического топлива (нефти, угля, газа) при
добыче, транспортировке и хранении достигают 30–40 %;
з) возможность передачи значительного количества электроэнер&
гии на дальние расстояния за минимальный промежуток времени.
Например, по двухцепной воздушной линии (ВЛ) напряжением
330 кВ за сутки можно передать такое количество энергии, на вы&
работку которой на тепловых электростанциях уходит в среднем
около 1000 железнодорожных вагонов угля;
и) экологическая чистота, низкая стоимость и возможность при&
менять во всех отраслях народного хозяйства.
Отдельные электрические станции, соединенные между собой
линиями электропередачи высокого напряжения(ЛЭП), образуют
www.phoenixbooks.ru
Введение
5
электроэнергетические системы, являющиеся составной частью
районных и объединенных энергосистем. Большая часть последних
включена в единую энергетическую систему страны (ЕЭС).
Основной поток электроэнергии передается сегодня с помощью
воздушных линий (ВЛ) электропередачи переменного тока напря&
жением от 6 до 1150 кВ. Несмотря на некоторые недостатки, это
пока самый распространенный и экономичный вид транспорта
электрической энергии. Однако уже в настоящее время продолжа&
ются работы по созданию ЛЭП постоянного тока 1500 кВ, новых
способов и устройств для транспортировки электрической энергии,
в том числе газоизолированных ЛЭП, криогенных линий электро&
передачи и др.
Потребителями электрической энергии являются сегодня про&
мышленные предприятия, сельское хозяйство, транспорт, объекты
коммунально&бытового назначения и строительства.
На строительных площадках электрическую энергию использу&
ют достаточно широко, например, при возведении жилых, обще&
ственных, промышленных зданий и сооружений сегодня расходует&
ся электрической энергии больше, чем производилось всеми
электростанциями СССР в 1935 г.
Большая часть электроэнергии (около 70 %) идет на питание
электродвигателей строительных механизмов и машин (башенных
кранов, земснарядов, экскаваторов, строительных подъемников,
ленточных транспортеров, бетононасосов, вентиляторов, компрес&
соров, ручного электроинструмента, бетоносмесительных агрегатов,
вибраторов и др.), примерно 20 % — на технологические нужды
строительства (электросварку, электропрогрев монтажных стыков и
бетона в зимнее время, электрокалориферную сушку помещений
при отделочных работах и т.п.) и до 10 % — на освещение строящих&
ся объектов, территорий стройплощадок, административных, куль&
турно&бытовых и подсобных помещений.
От правильного и своевременного решения вопросов электроснаб&
жения строительства, т.е. обеспечения его электрической энергией в
достаточном объеме, при высоком качестве и в заданные сроки, во
многом зависят темпы развертывания строительно&монтажных работ,
эффективная работа строительных машин и механизмов и в конеч&
ном счете — успешное выполнение программы строительства.
Потребление электрической энергии в строительстве постоянно
растет. Постепенно увеличивается потребность в электроэнергии и
во всех других отраслях хозяйства России. Однако электрические
станции работают сейчас с полной нагрузкой несмотря на то, что в
нашей стране вступают в строй новые мощные объекты электро&
энергетики. Поэтому экономия электрической энергии – важней&
шая общегосударственная задача.
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
6
Основные направления использования электрической энергии,
применительно к строительству, можно сформулировать следующим
образом:
– сокращение всех видов потерь электроэнергии в системах элек&
троснабжения и электрооборудования строительных площадок;
– переход на энергосберегающие технологии строительства, при&
менение комбинированных электротехнологических процессов,
обоснованное сокращение потребления строительных материалов и
топлива;
– совершенствование существующего, демонтаж и реконструкция,
создание и внедрение в строительство нового, более эффективного в
энергетическом отношении электрооборудования, строительных ма&
шин и механизмов с электроприводом;
– повышение уровня организации строительства, налаживание
строгого контроля и учета расхода электроэнергии на стройплощад&
ках, в том числе с использованием вычислительной техники, разра&
ботка и совершенствование научнообоснованных мер расхода элек&
троэнергии на производство строительно&монтажных работ;
– внедрение автоматического и автоматизированного управления
технологическими процессами, строительными машинами и меха&
низмами при широком использовании микропроцессорной техни&
ки и др.
Правильное и технически грамотное решение вопросов исполь&
зования электроэнергии – одна из основных задач, которая реша&
ется при изучении курса «Электротехника и электроника».
Будущие инженеры&неэлектрики, осваивающие этот курс, дол&
жны:
а) получить представление о современных способах получения
электроэнергии, тенденциях развития систем электроснабжения
промышленных и иных объектов, а также использующегося в них
электрооборудования, о состоянии и отечественной и мировой элек&
троэнергетики.
б) изучить устройство, принцип работы, основные эксплуатаци&
онные характеристики, область применения, достоинства и недостат&
ки электротехнических устройств электрооборудования, научиться
использовать их в практической деятельности;
в) освоить методы расчета электрических цепей и устройств, спо&
собы рационального расходования электроэнергии при работе элек&
трооборудования и научиться руководить их осуществлением;
г) изучить электротехническую символику и терминологию, что&
бы уметь находить общий язык с представителями субподрядных
организаций и электриками, работающими в строительстве или в
других отраслях хозяйства.
Знание этого курса безусловно поможет в освоении значитель&
ного количества других дисциплин, изучаемых студентами в вузе.
www.phoenixbooks.ru
Введение
7
Хронология становления
и развития науки об электротехнике
1753 г. Ломоносов Михаил Васильевич
Опубликовал первую крупную работу в области электричества «Слово о явлениях воздушных, от элект
р
ической силы п
р
оисходящих»
1789 г. Ф
р
анклин Бенджамин
Исследовал атмосферное электричество; предложил молниеотвод
1799 г. Вольта Алессандро
Создал электрохимический источник постоянного тока (вольтов столб); открыл контактную разность потенциало
в
1800 г. Гальвани Л
у
иджи
Обнаружил контактную разность потенциалов при контакте металла с элект
р
олитом
1802 г.
Петров Василий Владимирович
Открыл электрическую дугу и указал, что «темный покой довольно ярко освещен быть может»; исследовал химическое действие тока, электропроводность, люминесценцию, элект
р
ические явления в газах;
опубликовал книгу «Известия о гальвановольтовских опытах» (
1803
)
1819 г.
Э
р
стед Ханс К
р
истиан
Открыл магнитное действие электрического тока
1820 г.
Био Жан Батист, Сава
р
Феликс
Сформулировали закон о магнитном поле электрического тока (закон Био—Савара)
1820 г. Ампер Андре Мари
Установил закон механического взаимодействия токов, предложил теорию магнетизма и термин «элект
р
ический ток» (
1827
)
1826 г. Ом Георг Симон
Установил закон о связи между силой тока в проводнике и напряжением на его концах, названный его именем (
закон Ома
)
1831 г. Фарадей Майкл
Открыл электромагнитную индукцию; установил законы электролиза; ввел понятия электрического и магнитного поля; высказал идею существования элект
р
омагнитного поля
1832 г.
Шиллинг Павел Львович
Изобрел электромагнитный телеграф
1833 г. Ленц Эмилий Христианович
Установил правило для определения индукционного тока; разработал методы расчета электромагнитов (совместно с Б. С. Якоби); открыл обратимость элект
р
ических машин; обосновал (
1843
)
тепловой зако
н
электрического тока (одновременно с Д. П. Джоулем), названный законом Джо
у
ля—Ленц
а
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
8
1834 г. Якоби Борис Семенович
Изобрел электродвигатель; создал гальванопластику и гальваностегию (1838), телеграфные аппараты; исследовал элект
р
омагниты (
совместно с Ленцем
)
1843 г.
Джоуль Джеймс П
р
ескотт
Установил (одновременно с Ленцем) тепловой закон электрического тока, названный законом Джо
у
ля—Ленца
1847 г.
Кирхгоф Густав Роберт
Открыл законы для расчета электрических цепей постоянного и синусоидального тока, названные его именем (
пе
р
вый и вто
р
ой законы Ки
р
хго
ф
а
)
1872 г.
Лодыгин Александр Николаевич
Изобрел угольную лампу накаливания (патент, 1874); один из основателей электротермии. Эдисон Томас Альва у
сове
р
шенствовал ламп
у
накаливания (
1879
)
1872 г.
Столетов Александр Г
р
иго
р
ьевич
Исследовал закон намагничивания железа и газовый разряд; открыл законы фотоэлектрического эффекта (
1888
)
1873 г.
Максвелл Джеймс Клерк
Создал теорию электромагнитного поля (уравнения Максвелла); ввел понятие тока смещения; предсказал существование электромагнитных волн, выдвинул идею электромагнитной природы света («Трактат об элект
р
ичестве и магнетизме»
)
1875 г.
Яблочков Павел Николаевич
Изобрел дуговую лампу (свеча Яблочкова) и трансфор&
матор; положил начало системе электрического освещения (патент, 1876); разрабатывал электрические машины и химические источники ток
а
1880 г.
Лачинов Дмитрий Александ
р
ович
Доказал возможность передачи электроэнергии по проводам на значительные расстояния
1881 г.
Депре Марсель
Обосновал возможность передачи электроэнергии по проводам на большие расстояния и построил первую Л
ЭП постоянного тока (
1882
)
длиной 57 км
1882 г.Пост
р
оена цент
р
альная элект
р
останция в Нью&Йо
р
ке
1883 г., 1888 г.Построены электростанции постоянного тока в Пете
р
б
ур
ге и Москве
1888 г.
Славянов Николай Гав
р
илович
Разработал сварку металлическим электродом
1888 г.
Доливо&
Добровольский Михаил Осипович
Показал оптимальность системы трехфазного тока, создал трехфазный синхронный генератор, а в 1889 и 1890 гг. – двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором; в 1891 г. предложил трехфазный трансформатор осуществил первую электропередачу т
р
ех
ф
азного ток
а
1886–1889 гг. Герц Генрих Рудольф
Экспериментально доказал существование электромагнитных волн, подтвердил тождественность основных свойств элект
р
омагнитных и световых волн
www.phoenixbooks.ru
Введение
9
Из приведенной хронологической последовательности, видно,
что первые почти сто лет ушли на изучение физических явлений,
обусловленных накоплением и направленным перемещением элек&
трических зарядов. Лишь в конце этого периода появляется термин
«электрический ток», обнаруживаются и изучаются химические и маг&
нитные действия тока. Затем свыше столетия ушло на формирование
теории электрических цепей, рождение которой можно отнести к по&
явлению законов Ома и Кирхгофа. Долгое время теория электричес&
ких цепей развивалась как ветвь теоретической физики. Самостоя&
тельное и бурное развитие электротехники начинается лишь на базе
совместного рассмотрения и применения электрических и магнит&
ных явлений (электромагнитное поле, трансформатор, электричес&
кие машины, ускорители элементарных частиц).
В 50&е годы заложены основы теории четырех& и многополюсни&
ков, методов анализа цепей с нелинейными, параметрическими и
управляемыми элементами. Возникновение и стремительное разви&
тие микроэлектроники в 60–70&е годы явилось мощным толчком к
дальнейшему развитию теории цепей. Разработка микроэлектрон&
ных устройств, содержащих тысячи транзисторов на одном кристал&
ле, и проектирование аппаратуры на такой элементной базе потре&
бовали создания принципиально новых методов анализа и синтеза
цепей, разработки и построения иформационно&измерительных
комплексов, ориентированных на широкое применение вычисли&
тельной техники, на моделирование электрических систем и сетей,
на цифровую обработку сигналов. Современные методы анализа и
синтеза электромагнитных цепей, их тенденции к строгости и об&
щности воспитывают у инженера такую логику мышления, которая
не может не распространяться на другие области его интересов и не
возбудить желания достичь в них таких же степеней компактности
и изящества.
1904–1905 гг. Миткевич Владимир Федорович, Круг Карл Адольфович
Начали чтение лекций по «Теории электрических и магнитных явлений» в Петербургском политехническом институте и по «Теории переменных токов» в Москов&
ском высшем техническом училище, открыв подготовку
инженеров по электротехнике, электротехника выделена в самостоятельн
у
ю от
р
асль
1925 г.
Вологдин Валентин Петрович
Создал высокочастотные машинные генераторы и высоковольтные ртутные выпрямители
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
10
Глава 1
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
И МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ
1.1. Электрические цепи
постоянного тока
1.1.1. Электрическая цепь,
электрический ток и напряжение
Определение 1. Электрической цепью называется совокупность
соединенных проводами элементов, образующая путь для электричес
кого тока при условии, что электромагнитные процессы могут быть
описаны с помощью понятий о токе, электродвижущей силе (ЭДС) и
напряжении.
Определение 2. Элемент электрической цепи – отдельное устрой
ство, входящее в состав цепи и выполняющее в ней определенную фун
кцию.
К основным элементам электрической цепи относятся: резистор,
индуктивная катушка, конденсатор, источники тока и ЭДС.
Определение 3. Схема электрической цепи – это графическое изоб
ражение цепи с помощью условных обозначений ее элементов и их со
единений.
Для изучения и анализа электромагнитных процессов в реальных
электрических цепях их заменяют эквивалентными, состоящими из
идеализированных элементов. Понятие идеализированного элемен&
та обусловлено его строго определенными свойствами, точно выра&
женными посредством математического соотношения, указывающе&
го на связь между током через этот элемент и напряжением на его
зажимах. Это позволяет определить эквивалентную электрическую
цепь как модель реальной электрической цепи, представленной со&
вокупностью идеализированных элементов и их соединений.
www.phoenixbooks.ru
Глава 2. Электромагнитные устройства и электрические машины
123
Глава 2
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ
УСТРОЙСТВА
И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
2.1. Электрические аппараты
2.1.1. Назначение и классификация
электрических аппаратов
На всех этапах производства, передачи, распределения и потреб&
ления электрической энергии практически во всех отраслях народ&
ного хозяйства важную роль играют электрические аппараты.
Электрические аппараты (контакторы, пускатели, реле, электро&
магниты) входят в состав автоматических, полуавтоматических и
ручных систем управления электроэнергетическими установками,
электроприводами, устройствами электрического освещения,
электротехнологическими установками и т.д. Их применяют для
управления пуском, регулирования частоты вращения и осуществ&
ления электрического торможения электродвигателей. С помощью
электрических аппаратов производится регулирование токов и на&
пряжений генераторов. Они осуществляют функции контроля и за&
щиты установок, потребляющих электроэнергию.
Таким образом, использование электромеханических устройств
позволяет управлять по заданной программе работой электрических
и неэлектрических объектов, а также защищать эти объекты от неже&
лательных режимов – перегрузок, перенапряжений, недопустимо
больших токов и т.д.
Многие электрические аппараты предназначаются для выполне&
ния какой&либо одной функции в системе управления или защиты,
однако имеются и многофункциональные аппараты.
Работа электромеханических устройств в системах автоматики
основывается на ряде физических явлений: взаимодействии
ферромагнитных тел в магнитном поле, силовом взаимодействии
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
124
проводника с током и магнитного поля, возникновении ЭДС в ка&
тушках и вихревых токов в массивных телах из электропроводяще&
го материала при появлении переменного магнитного поля, тепло&
вом действии электрического тока и др.
Основными частями электрических аппаратов являются:
электрические контакты (неподвижные и подвижные, главные и
вспомогательные), механический или электромагнитный привод
контактной группы (приведение в соприкосновение и прижатие
подвижных и неподвижных контактов), рукоятки (кнопки) управ&
ления и рабочие обмотки.
Электрический аппарат срабатывает, т.е. осуществляет замыка&
ние и размыкание контактов или соединение подвижной и непо&
движной частей электромагнитного механизма, под воздействием:
1) обслуживающего персонала, нажимающего на рукоятки (кноп&
ки) управления; в этом случае аппарат называют ручным или полу&
автоматическим;
2) электрических величин, характеризующих работу контролиру&
емого (управляемого) объекта, изменяющих ток или напряжение на
рабочих обмотках; в этом случае аппарат называют автоматическим.
В зависимости от функций, которые должен обеспечить аппарат,
к нему могут предъявляться различные требования, но главными
требованиями являются надежность и точность работы: надежность
соединения контактов, малое электрическое сопротивление в мес&
те соединения контактов, точность зависимости момента срабаты&
вания от значения управляющего тока или напряжения.
По назначению различают следующие электрические аппараты:
1) коммутационые (разъединители, выключатели, переключатели);
2) защитные, основным назначением которых является защита
электрических цепей от недопустимо больших токов, перенапря&
жений, снижения напряжения и т.д. (предохранители, реле защиты);
3) пускорегулирующие, предназначенные для управления элек&
троприводами и другими промышленными потребителями электро&
энергии (контакторы, пускатели, реле управления);
4) контролирующие и регулирующие, предназначенные для кон&
троля и поддержания в заданном диапазоне основных параметров
процесса (датчики и реле);
5) электромагниты (силовые), служащие для удерживания или
перемещения объектов в производственном либо управленческом
процессе.
В данной главе рассматриваются электрические аппараты (реле,
пускатели, контакторы и электромагниты) и некоторые схемы
управления и регулирования, использующие электромеханические
устройства.
Прежде всего, рассмотрим особенности работы электрических
контактов и работу электромагнитного механизма – привода
контактной группы электрических аппаратов.
www.phoenixbooks.ru
Глава 2. Электромагнитные устройства и электрические машины
125
2.1.2. Электрические контакты
Типы электрических контактов. Соединение двух (или более) то&
коведущих элементов электрической цепи называют электрическим
контактом. Для создания замкнутой электрической цепи обычно
необходимо осуществить несколько контактов. Различают непо&
движные и подвижные контакты. При наличии неподвижных кон&
тактов токоведущие элементы электрической цепи в процессе ра&
боты не перемещаются относительно друг друга, а плотно и надежно
соединены между собой. В случае подвижных контактов элементы
цепи в процессе работы соединяются между собой (замыкаются) и
остаются плотно и надежно скрепленными либо разъединяются
(размыкаются) с помощью электромеханического или механическо&
го устройства (привода).
В качестве примера подвижного контакта на рис. 2.1 показано
устройство рычажного контакта. Неподвижный элемент 1 и подвиж&
ный элемент 2 соединяются под действием перемещения штока 3.
Рис. 2.1. Устройство рычажного контакта
Другим примером подвижного контакта может служить шар&
нирный контакт (рис. 2.2), где неподвижный элемент 1 и подвиж&
ный элемент 2 соединяются между собой при воздействии внешней
силы на рычаг 3. Подвижный элемент 2 поворачивается относи&
тельно оси 4.
Рис. 2.2. Устройство шарнирного контакта
1
2
3
3
1
2
1
2
3
4
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
126
Разновидностью подвижных контактов являются скользящие
контакты, у которых один элемент (обычно угольная щетка) пере&
мещается (скользит) относительно других (например, медных пла&
стин), как в щеточно&коллекторном устройстве электрических ма&
шин постоянного тока.
К подвижным контактам относятся также магнитоуправляемые гер&
метизированные контакты (герконы). Простейший геркон (рис. 2.3)
представляет собой миниатюрную запаянную стеклянную колбу 1,
в которую впаяны две плоские контактные пружины 2 из магнито&
мягкой стали.
Рис. 2.3. Устройство магнитоуправляемого
герметизированного контакта (геркона)
Если геркон поместить в магнитное поле, созданное обмоткой 3
или постоянным магнитом, то пружины намагнитятся и притянут&
ся друг к другу. Произойдет замыкание контактов и, следовательно,
замыкание электрической цепи. После исчезновения магнитного
поля контакты вновь разомкнутся за счет силы упругости пружин.
Контактирующие поверхности пружин покрывают тонким слоем
металла с очень малым удельным электрическим сопротивлением
(серебро, золото, платина). Колбу геркона заполняют инертным га&
зом или вакуумируют. Герконы позволяют производить коммутации
в цепях при значениях тока 0,5–1 А. Малая масса элементов герко&
на определяет высокое быстродействие этих контактов – время сра&
батывания составляет 0,5–1,0 мс.
Важным свойством герконов является их высокая износоустой&
чивость. Некоторые виды герконов позволяют производить до двух
тысяч переключений в секунду и допускают сотни миллионов сраба&
тываний.
Разновидностью герконов являются магнитоуправляемые герме&
тические силовые контакты – герсиконы. Они позволяют произво&
дить коммутации в цепях при значениях тока 60, 100, 180 А и напря&
жения 220–440 В.
Электрическое сопротивление контактов. Важной характеристи&
кой, определяющей работу контактов, является их электрическое
сопротивление. Оно определяется в основном переходным сопро&
тивлением, зависящим от площади контактирования. Для уменьше&
2
1
3
www.phoenixbooks.ru
Глава 2. Электромагнитные устройства и электрические машины
127
ния переходного сопротивления стремятся увеличивать силу прижа&
тия контактов. Наличие тока в цепи контактов вызывает их нагрев,
который пропорционален переходному сопротивлению. По мере на&
гревания контактов переходное сопротивление возрастает, что при&
водит к еще большему нагреву. Допустимые рабочие температуры
контактов лежат в пределах 100–120°С. Следовательно, по мере уве&
личения номинального тока коммутирующего аппарата переходное
сопротивление контактов должно быть уменьшено, т.е. необходи&
мо повышать контактное нажатие. Кроме того, с ростом коммути&
руемого тока нужно увеличивать поверхность охлаждения, т.е. раз&
меры контактирующих поверхностей.
Токоведущие элементы контактов изготовляют из материалов с
малым удельным электрическим сопротивлением (медь, серебро,
металлокерамические композиции).
Электрическая дуга и искрение на контактах. Размыкание электри&
ческой цепи при значительных токах и напряжениях, как правило,
сопровождается электрическим разрядом между расходящимися
контактами. При расхождении контактов резко возрастает переход&
ное сопротивление контакта и плотность тока в последней площадке
контактирования. Контакты разогреваются до расплавления, и
образуется контактный перешеек из расплавленного металла, ко&
торый при дальнейшем расхождении контактов рвется, и происхо&
дит испарение металла контактов. Воздушный промежуток между
контактами ионизируется и становится проводящим, в нем под дей&
ствием высокого напряжения, возникающего вследствие законов
коммутации, появляется электрическая дуга.
Электрическая дуга способствует разрушению контактов и сни&
жает быстродействие коммутационного аппарата, так как ток в цепи
спадает до нуля не мгновенно. Воспрепятствовать появлению дуги
можно увеличением сопротивления цепи, в которой происходит
размыкание контактов, увеличением расстояния между контактами
либо применением специальных мер дугогашения.
Произведение предельных значений напряжения и тока в цепи,
при которых электрическая дуга не возникает при минимальном
расстоянии между контактами, называется разрывной или ком&
мутируемой мощностью контактов. По мере повышения напряжения
в цепи предельный коммутируемый ток приходится ограничивать.
Коммутируемая мощность зависит также от τ = L/R постоянной вре&
мени цепи: чем больше τ, тем меньшую мощность могут коммути&
ровать контакты. В цепях переменного тока электрическая дуга гас&
нет в момент, когда мгновенное значение тока равно нулю. Дуга
может вновь появиться в следующий полупериод, если напряжение
на контактах возрастает быстрее, чем восстанавливается электричес&
кая прочность промежутка между контактами. Однако во всех слу&
чаях дуга в цепи переменного тока менее устойчива, а разрывная
мощность контактов в несколько раз выше, чем в цепи постоянно&
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
128
го тока. На контактах маломощных электрических аппаратов элек&
трическая дуга появляется редко, но часто наблюдается искрение —
пробой изоляционного промежутка, образованного при быстром
размыкании контактов в слаботочных цепях. Это особенно опасно
в чувствительных и быстродействующих аппаратах (реле), в которых
расстояние между контактами очень мало. Искрение сокращает срок
службы контактов, может привести к ложным срабатываниям. Для
уменьшения искрения на контактах применяют специальные уст&
ройства искрогашения.
Устройство дуго* и искрогашения. Наиболее эффективным спосо&
бом гашения электрической дуги является ее охлаждение за счет
перемещения в воздухе, соприкосновения с изоляционными стен&
ками специальных камер, которые отбирают теплоту дуги.
В современных аппаратах широкое распространение получили
дугогасительные камеры с узкой щелью и магнитным дутьем.
Дугу можно рассматривать как проводник с током; если его по&
местить в магнитное поле, то возникнет сила, которая вызовет
перемещение дуги. При своем движении дуга обдувается воздухом;
попадая в узкую щель между двумя изоляционными пластинами,
она деформируется и вследствие повышения давления в щели ка&
меры гаснет (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Устройство камеры дугогашения с узкой щелью
1
2
I
Дуга
2
Ф
Ф
4
3
I
F
www.phoenixbooks.ru
Глава 2. Электромагнитные устройства и электрические машины
129
Щелевая камера образована двумя стенками 1, выполненными из
изоляционного материала. Зазор между стенками очень мал. Катуш&
ка 4, включенная последовательно с главными контактами 3,
возбуждает магнитный поток Ф, который направляется ферромаг&
нитными наконечниками 2 в пространство между контактами. В
результате взаимодействия дуги и магнитного поля появляется сила
F, вытесняющая дугу к пластинам I.
Эта конструкция дугогасительной камеры применяется и на
переменном токе, так как с изменением направления тока изменя&
ется направление потока Ф, а направление силы F остается неиз&
менным.
Для уменьшения искрения на маломощных контактах постоян&
ного тока применяют включение диода параллельно нагрузочному
устройству (рис. 2.5). При этом цепь после коммутации (после от&
ключения источника) замыкается через диод, таким образом умень&
шается энергия искрообразовния.
Рис. 2.5. Включение диода для уменьшения искрения
2.1.3. Работа электромагнитных механизмов
постоянного тока
Для приведения в действие многих аппаратов применяются
электромагнитные механизмы (рис. 2.6), состоящие из неподвиж&
ной (ярма 1) и подвижной (якоря 2) частей магнитопровода, намаг&
Рис. 2.6. Устройство электромагнитных механизмов
+
–
U
R
H
L
H
2
l
в
l
в
1
3
4
2
1
4
1
1
3
4
1
1
l
в
3
2
l
в
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
342
Глава 3
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ
3.1. Роль измерений в электротехнике
В любой области знаний измерения имеют исключительно боль&
шое значение, но особенно важны они в электротехнике.
Механические, тепловые, световые явления человек ощущает
при помощи своих органов чувств. Мы, хотя и приблизительно,
можем оценить размеры предметов, скорость их движения, яркость
светящихся тел. Долгое время именно так люди изучали звездное
небо.
Но мы с вами совершенно одинаково реагируем на проводник,
ток которого равен 10 мА или 1 А (т.е. в 100 раз больше).
Мы видим форму проводника, его цвет, но наши органы чувств
не позволяют оценить величину тока. Точно так же мы совершенно
равнодушны к магнитному полю, созданному катушкой, электри&
ческому полю между обкладками конденсатора. Медицина устано&
вила определенное влияние электрических и магнитных полей на
организм человека, но это влияние мы не ощущаем, и величину
электромагнитного поля оценить не можем.
Исключение составляют только очень сильные поля. Но и здесь
неприятное покалывание, которое можно заметить, гуляя около
высоковольтной линии передачи, не позволит нам даже приблизи&
тельно оценить величину электрического напряжения в линии.
Все это заставило физиков и инженеров с первых шагов иссле&
дования и применения электричества пользоваться электроизмери&
тельными приборами.
www.phoenixbooks.ru
Глава 3. Электрические измерения и приборы
343
Приборы – глаза и уши инженера&электрика. Без них он глух и
слеп и совершенно беспомощен. Миллионы электроизмерительных
приборов установлены на заводах, в научно&исследовательских ла&
бораториях. В каждой квартире тоже есть измерительный прибор –
электрический счетчик.
Показания (сигналы) электроизмерительных приборов исполь&
зуют для оценки работы различных электротехнических устройств
и состояния электрооборудования, в частности состояния изоляции.
Электроизмерительные приборы отличаются высокой чувствитель&
ностью, точностью измерений, надежностью и простотой исполне&
ния.
Успехи электроприборостроения привели к тому, что его услугами
стали пользоваться и другие отрасли. Электрические методы стали при&
менять для определения размеров, скоростей, массы, температуры.
Появилась даже самостоятельная дисциплина «Электрические изме
рения неэлектрических величин».
Показания электроизмерительных приборов можно передавать
на дальние расстояния (телеизмерение), они могут использоваться для
непосредственного воздействия на производственные процессы (ав&
томатическое регулирование); с их помощью регистрируют ход кон&
тролируемых процессов, например путем записи на ленте и т.д.
Применение полупроводниковой техники существенно расши&
рило применение электроизмерительных приборов.
Измерить какую&либо физическую величину – значит найти ее
значение опытным путем с помощью специальных технических
средств.
Стендовые испытания новейшего оборудования немыслимы без
электрических измерений. Так, при испытании турбогенератора
мощностью 1200 МВт на заводе «Электросила» измерения произво&
дились в 1500 его точках.
Развитие электроизмерительных приборов привело к использо&
ванию в них микроэлектроники, что позволяет измерять физичес&
кие величины с погрешностью не более 0,005–0,0005 %.
3.2. Основные понятия, термины
и определения
Результаты теоретической деятельности без проверки экспери&
ментом недостоверны. Измерительная техника при эксперименте
дает результаты, которые указывают на качество и количество про&
дукции, правильность ведения технологических процессов, распре&
деления, потребления и изготовления. При этом электрические из&
мерения за счет малого потребления энергии, возможности передачи
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
344
измерительных величин на расстояние, большой скорости измере&
ний и передачи, а также высокой точности и чувствительности ока&
зались предпочтительнее.
Электрические измерения и приборы, методы и средства обес&
печения их единства, способы достижения требуемой точности – все
это относится к метрологии, а принципы и методы установления
оптимальных норм и правил взаимодействия – к стандартизации.
В Российской Федерации стандартизация и метрология объедине&
ны в единой государственной службе – Государственном комитете
стандартов. В 1963 г. ГОСТ 9867&61 ввел Международную систему
единиц (СИ) на базе метра (м), килограмма (кг), секунды (с), ам&
пера (А), кельвина (К) и канделы (кд).
Вопросы электрических измерений и приборов проще воспри&
нимаются, если известны содержание терминов и определений.
Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспе&
чения их единства, способах достижения требуемой точности.
Измерение – нахождение значения физической величины опыт&
ным путем с помощью специальных технических средств.
Результат измерения – значение физической величины, найден&
ной путем измерения.
Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизве&
дения физической величины заданного размера (например, едини&
цы измерения света – кд).
Измерительный преобразователь – средство измерений для выра&
ботки сигнала измерительной информации в форме, удобной для
передачи, дальнейшего преобразования, обработки (или хранения),
но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.
Первичный измерительный преобразователь – датчик.
Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное
для выработки сигнала измерительной информации в форме, дос&
тупной для непосредственного восприятия наблюдателем.
3.3. Методы измерений.
Погрешность измерений
Для различных измеряемых электрических величин существуют
свои средства измерений, так называемые меры. Например, мерами
ЭДС служат нормальные элементы, мерами электрического сопро&
тивления – измерительные резисторы, мерами индуктивности –
измерительные катушки индуктивности, мерами электрической
емкости – конденсаторы постоянной емкости и т.д.
На практике для измерения различных физических величин при&
меняют различные методы. Последние в зависимости от способа
www.phoenixbooks.ru
Глава 3. Электрические измерения и приборы
345
получения результата делятся на прямые и косвенные. При прямом
измерении значение величины получают непосредственно из опыт&
ных данных. При косвенном измерении искомое значение величины
находят путем подсчета с использованием известной зависимости
между этой величиной и величинами, получаемыми на основании
прямых измерений. Так, определить сопротивление участка цепи
можно путем измерения протекающего по нему тока и приложенно&
го напряжения с последующим подсчетом этого сопротивления из
закона Ома. Наибольшее распространение в электроизмерительной
технике получили методы прямого измерения, так как они обычно
проще и требуют меньших затрат времени.
В электроизмерительной технике используют также метод срав
нения, в основе которого лежит сравнение измеряемой величины с
воспроизводимой мерой. Метод сравнения может быть компенса&
ционным и мостовым. Примером применения компенсационного
метода служит измерение напряжения путем сравнения его значе&
ния со значением ЭДС нормального элемента. Примером мостово
го метода является измерение сопротивления с помощью четырех&
плечной мостовой схемы. Измерения компенсационным и
мостовым методами очень точные, но для их проведения требуется
более сложная измерительная техника.
При любом измерении неизбежны погрешности, т.е. отклонение
результата измерения от истинного значения измеряемой величи&
ны, которые обусловливаются, с одной стороны, непостоянством
параметров элементов измерительного прибора, несовершенством
измерительного механизма (например, наличием трения и т.д.),
влиянием внешних факторов (наличием магнитных и электричес&
ких полей), изменением температуры окружающей среды и т.д., а
с другой стороны – несовершенством органов чувств человека и
другими случайными факторами. Разность между показанием при&
бора А
П
и действительным значением измеряемой величины А
D
вы&
ражается в единицах измеряемой величины и называется абсолют
ной погрешностью измерения:
D
AA −=Δ
.
Величина, обратная по знаку абсолютной погрешности, носит
название поправки:
D
AAP −=Δ−=Δ
.
Для получения истинного значения измеряемой величины необхо&
димо к измеренному значению величины прибавить поправку:
AA
D
Δ+=
.
Для оценки точности произведенного измерения служит отно
сительная погрешность δ, которая представляет собой отношение
абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой вели&
чины, выраженное обычно в процентах:
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
346
( )
%100100/⋅
−
=⋅Δ=δ
D
D
D
A
AA
.(1)
Следует отметить, что по относительным погрешностям оцени&
вать точность, например, стрелочных измерительных приборов,
весьма неудобно, так как для них абсолютная погрешность вдоль
всей шкалы практически постоянная, поэтому с уменьшением зна&
чения измеряемой величины растет относительная погрешность (1).
Рекомендуется при работе со стрелочными приборами выбирать
пределы измерения величины так, чтобы не пользоваться началь&
ной частью шкалы прибора, т.е. отсчитывать показания по шкале
ближе к ее концу.
Точности измерительных приборов оценивают по приведенным
погрешностям, т.е. по выраженному в процентах отношению абсо&
лютной погрешности к нормирующему значению А
H
:
( )
%100100/⋅
−
=⋅Δ=γ
D
A
AA
.
Нормирующим значением измерительного прибора называется ус&
ловно принятое значение измеряемой величины, могущее быть рав&
ным верхнему пределу измерений, диапазону измерений, длине шкалы
и др.
Погрешности приборов подразделяют на основную, присущую
прибору при нормальных условиях применения вследствие несовер&
шенства его конструкции и выполнения, и дополнительную, обуслов&
ленную влиянием на показания прибора различных внешних фак&
торов.
Нормальными рабочими условиями считают температуру окру&
жающей среды 20±5°С при относительной влажности воздуха
65±15%, атмосферном давлении 750±30 мм рт. ст., в отсутствие вне&
шних магнитных полей, при нормальном рабочем положении при&
бора и т.д. В условиях эксплуатации, отличных от нормальных, в
электроизмерительных приборах возникают дополнительные по&
грешности, которые представляют собой изменение действительно&
го значения меры (или показания прибора), возникающее при от&
клонении одного из внешних факторов за пределы, установленные
для нормальных условий.
Допустимое значение основной погрешности электроизмери&
тельного прибора служит основанием для определения его класса
точности. Так, электроизмерительные приборы по степени точно&
сти подразделяются на восемь классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5;
4,0, причем цифра, обозначающая класс точности, указывает на наи&
большее допустимое значение основной погрешности прибора (в
процентах). Класс точности указывается на шкале каждого измери&
www.phoenixbooks.ru
Глава 5. Электротехнологии и электрооборудование
561
Глава 5
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ
И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ
5.1. Электротехнологии в строительстве
Электротехнологии — это процессы получения веществ, матери&
алов, изделий или изменения их свойств, основанные на возника&
ющих при использовании электроэнергии явлениях:
– преобразования электрической энергии в тепловую (электро&
термия, электросварка);
– переноса вещества электрическим током (электрохимия);
– воздействии электрических или электромагнитных полей на
объект технологической обработки (электроокрашивание,
электрофильтрация, электроэрозионные методы обработки
материалов);
– облучение материалов потоками заряженных частиц, электро&
магнитная обработка жидкостей, металлов, бетонов и др.
5.1.1. Электротермия
Электротермия — это электротехнологии, использующие процес&
сы преобразования электрической энергии в тепловую.
В 1802 г. В. В. Петров открытием электрической дуги показал
дорогу практического использования электротермии для нагрева и
плавки металла, а также электроосвещения.
Сегодня электротермические установки находят широкое приме&
нение в электротехнической, металлургической, химической, пище&
вой промышленности, машиностроении, сельском хозяйстве, стро&
ительстве и стройиндустрии, а также в быту.
Это обусловлено значительными преимуществами электронагре&
ва по сравнению с нагревами другими способами:
– легкостью управления и регулирования процесса электрона&
грева, возможностью концентрации значительной электричес&
кой мощности в небольших объемах или на малых поверхно&
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
562
стях объекта, что обеспечивает существенное ускорение про&
цесса нагрева;
– избирательным, при необходимости, нагревом отдельных ча&
стей объекта и получении в нем требуемого распределения
температур, что существенно расширяет технологические
возможности метода электронагрева и обеспечивает значи&
тельную экономию электроэнергии;
– простотой автоматизации процесса нагрева и работы в авто&
матических линиях;
– возможностью герметизации оборудования, что позволяет
вести нагрев в защитной среде или вакууме;
– экологической чистотой процесса нагрева;
– компактностью электрооборудования, удобством его эксплу&
атации, улучшенными условиями труда у обслуживающего
персонала.
Основное электрическое оборудование удобно классифицировать
по способу преобразования электрической энергии в тепловую:
– резистивный нагрев (электрическая энергия преобразуется в
тепловую при прохождении в нагревательных телах электри&
ческого тока);
– нагрев электрической дугой (электрическая энергия преобра&
зуется в тепловую в дуговом разряде в газообразной среде или
в парах металлов);
– индукционный нагрев (выделение теплоты происходит непос&
редственно в нагреваемом объекте за счет токов, индуктиро&
ванных в нем источником, подключенным к сети переменного
тока;
– нагрев ускоренным и сфокусированным электронным лучом
(энергия электронного луча превращается в тепловую в телах,
бомбардируемых электронами).
В строительстве и стройиндустрии электротермические установ&
ки применяют для:
– электротермообработки бетона,
– электропрогрева кирпичной кладки,
– электрооттаивания замерзшего грунта,
– электроотогрева замерзших трубопроводов,
– сушки строительных материалов и помещений с повышенной
влажностью,
– электросварки.
5.1.2. Электротермообработка бетона
Электротермообработка бетона применяется с целью ускорения
его твердения и быстрого достижения конструкциями и изделиями
www.phoenixbooks.ru
Глава 5. Электротехнологии и электрооборудование
563
заданной прочности. В зимних условиях при возведении монолит&
ных конструкций методы электротермообработки предотвращают
преждевременное замерзание бетона и при этом обеспечивают его
интенсивное твердение при отрицательной температуре.
При бетонировании в летнее время в районах с сухим и жарким
климатом электротермообработка позволяет сократить время ухода
за бетоном и исключить преждевременное его обезвоживание, ко&
торое имеет место при изотовлении конструкций без термообработ&
ки.
Применение методов электротермообработки бетона при изго&
товлении изделий в заводских условиях и на полигонах позволяет
сократить время выдержки их в формах, снизить стоимость прогре&
ва, повысить культуру производства, автоматизировать производ&
ственные процессы, повысить производительность.
Электротермообработка бетона объединяет группу методов, ос&
нованных на использовании теплоты, получаемой от преобразова&
ния электрической энергии в тепловую. Это может происходить или
непосредственно в бетоне, когда электрический ток пропускают
через него, или в различных электронагревательных устройствах, от
которых подводится теплота к бетону.
Разнообразие методов электротермообработки позволяет в каж&
дом конкретном случае выбирать наиболее эффективные из них:
1) электродный прогрев;
2) нагрев в электромагнитном поле;
3) обогрев различными нагревательными устройствами.
При электродном прогреве (прямом разогреве) электрический ток
пропускают через бетонную смесь, которая представляет собой элек&
тропроводящую массу, обладающую малой теплопроводностью.
Сопротивление бетонной массы (смеси) между электродами оп&
ределяется известным выражением
s
l
R ρ=
,
где ρ – удельное сопротивление смеси; l – расстояние между элек&
тродами; s – площадь электрода.
Удельное сопротивление бетонной смеси непостоянно и лежит в
пределах 300—3800 Ом·см в зависимости от марки цемента и состав&
ляющих бетонной смеси. Максимальная температура прогрева огра&
ничивается предельно допустимой для определенной марки бетона
(обычно это 50–90°С). Электропрогрев обеспечивает возможность
легкого программирования изменения температуры за счет измене&
ния подводимого напряжения, предотвращая повреждения структу&
ры бетона.
При электродном прогреве электроды могут размещаться верти&
кально, в толще бетона или периферийно. Частным случаем пери&
ферийного расположения электродов является кассетный метод,
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
764
Литература
1.Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / Кравчик А.Э.
и др.– М.: Энергоиздат, 1982. – 504 с.
2.Бауман В.А. и др. Механическое оборудование предприятий
строительных материалов, изделий и конструкций. – М.: Ма&
шиностроение, 1975. – 351 с.
3.Белоруссов Н.И. и др. Электрические кабели, провода и шну&
ры. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 536 с.
4.Борщевский А.А., Ильин А.С. Механическое оборудование для
производства строительных материалов изделий. – М.: Выс&
шая школа, 1987. – 368 с.
5.Веников В.А., Путятин Е.В. Введение в специальность: Элек&
троэнергетика. – М.: Высшая школа, 1988. – 239 с.
6.Вольдек А.И. Электрические машины. Л.: Энергия, 1980. –
928 с.
7.Воробьев А. В. Электротехника и электрооборудование строи&
тельных процессов. — М.: Изд&во АСВ, 1995. — 400 с.
8.Гайдукевич В.И. Практические расчеты электрооборудования
строительной площадки. – М.: МИСИ, 1980. – 52 с.
9.Гайдукевич В.И. Справочное пособие электромонтера в стро&
ительстве. – М.: Стройиздат, 1986. – 254 с.
10.Гемке Р. Г. Неисправности электрических машин. — Л.: Энер&
гоатомиздат, 1989. — 336 с.
11.Гидроэлектрические станции / Н.Н. Аршеневский, М.Ф. Гу&
бин, В.Я. Карелин и др. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 464 с.
12.Глушков Г.Н. Электроснабжение строительно&монтажных ра&
бот. – М.: Стройиздат, 1982. – 232 с.
13.Дадиомов М.С. Прожекторное освещение. – Л.: Энергия,
1978.— 169 с.
www.phoenixbooks.ru
Глава 7. Основы электроники
765
14.Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию. – М.:
Высшая школа, 1991. – 160 с.
15.Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. — М.: Высшая
школа, 2000. – 542 с.
16.Кириллин В.А. Энергетика сегодня и завтра. – М.: Педагоги&
ка, 1983.– 128 с.
17.Кононенко В. В. Асинхронные двигатели в строительстве. —
Ростов н/Д: Рост. гос. акад. стр&ва, 1993. — 104 с.
18.Кононенко В.В. Источники электроснабжения и электрические
сети строительных площадок. – Ростов н/Д: Рост. инж.&стро&
ит. ин&т, 1991. – 149 с.
19.Кононенко В. В. Методические указания для выполнения кон&
трольных работ по инженерному оборудованию и электро&
снабжению. — Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун&т, 1998. — 32 с.
20.Кононенко В. В. Рациональное расходование электроэнергии
в строительстве. — Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун&т, 1999.—
145 с.
21.Кононенко В. В. Электрические сети и электрооборудование
строящихся жилых зданий. — Ростов н/Д: Рост. гос. акад. стр&
ва, 1996.— 128 с.
22.Кононенко В. В., Шихин А. Я. Экономия электроэнергии на
строительстве. — М.: Высшая школа, 1990. — 72 с.
23.Кононенко В. В., Шухмин К. А. Контрольно&измерительные
приборы и технические измерения в строительстве. — Ростов
н/Д: Рост. гос. строительный университет. 2002. — 95 с.
24.Копылов И.П. и др. Проектирование электрических машин. —
М.: Энергия, 1980. – 496 с.
25.Копылов И.П. Электрические машины. – М.: Высшая школа,
2002. – 609 с.
26.Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника: Учеб. пособие. – Рос&
тов н/Д: Феникс, 2002. – 576 с.
27.Леви С.С., Лебедев Н.Н. Электрооборудование и электроснаб&
жение строительных площадок. – М.: Высшая школа, 1966. –
339 с.
28.Ливинец Н.П. Справочник энергетика&строителя. – Киев: Бу&
дивэльник, 1988. – 176 с.
29.Паначевный Б.И. Курс электротехники. – Харьков: Торсинг,
Ростов н/Д: Феникс, 2002. – 288 с.
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
766
30.Правила технической эксплуатации электроустановок потре&
бителей. — М.: Энергоатомиздат, 2003. — 287 с.
31.Правила устройства электроустановок (ПЭУ). 6&е изд. — М.:
Энергоатомиздат, 1996. — 645 с.
32.ПУЭ. 7&е изд. 6 раздел. Освещение. — М.: Энергоатомиздат,
2000.— 238 с.
33.Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. – М.: Энер&
гоатомиздат, 1987. – 328 с.
34.Тополянский А.Б. Электроустановки строительных площадок и
вопросы электробезопасности. – Л.: Изд&во лит&ры по стро&
ительству, 1972. – 310 с.
35.Торопцев Н.Д. Трехфазный асинхронный двигатель в схеме од&
нофазного включения с конденсатором. – М.: Энергоатом&
издат, 1989.
36.Унифицированная серия асинхронных двигателей. Интро&
электро/ Родин B.И. и др. – М.: Энергоатомиздат, 1990. –
41 c.
37.Чапман Ф. Електричеството. – София: Техника, 1982. – 32 с.
38.Чукаев Д.С., Федуркина М.Д. Электрооборудование строитель&
ных машин и электроснабжение строительных площадок. –
М.: Стройиздат, 1981. – 223 с.
39.Электротехника / Зайдель Х.Э., Коген&Далин В.В., Крымов В.В.
и др.; Под ред. В.Г. Герасимова – М.: Высш. шк., 1985. – 480 с.
40.Электротехнический справочник. Т. 2. / Под общ. ред. В. Г. Ге&
расимова. — М.: Энергоиздат, 1981. — 640 с.
41.Энергоснабжение строительства / Сенчев В.Г., Александро&
вич Ю.Б., Аушев В.С. и др. – М.: Стройиздат, 1980. – 783 с.
42.ДоливоДобровольский М.О. БСЭ, т. 8. С. 411.
43.Технический каталог «Интерэлектрокомплект». — М.: ИЭК,
2005.— 48 с.
44.Номенклатурный каталог низковольтного оборудования ОАО
«Московское электрооборудование и лифты». — М.: МЭЛ,
2005. — 159 с.
www.phoenixbooks.ru
Содержание
767
Содержание
Предисловие......................................................................................3
Введение............................................................................................4
Хронология становления и развития науки об электротехнике....7
Глава 1. Электрические и магнитные цепи........................................10
1.1. Электрические цепи постоянного тока..........................................10
1.1.1. Электрическая цепь, электрический ток и напряжение.....10
1.1.1.1. Элементы электрической цепи.....................................12
Пассивные электрические элементы..........................................12
Активные электрические элементы...........................................15
1.1.1.2. Топологические характеристики
электрических цепей......................................................16
1.1.2. Законы электрических цепей постоянного тока..................18
1.1.2.1. Закон Ома.......................................................................18
1.1.2.2. Первый закон Кирхгофа................................................20
1.1.2.3. Второй закон Кирхгофа.................................................20
1.1.2.4. Баланс мощностей в цепях постоянного тока.............21
1.1.3. Эквивалентные преобразования схем
электрических цепей..............................................................22
1.1.3.1. Преобразование схем с последовательным,
параллельным
и смешанным соединением сопротивлений................22
1.1.3.2. Преобразование треугольника сопротивлений
в звезду и наоборот........................................................24
1.1.3.3. Преобразование схем с источниками ЭДС и тока......27
1.1.4. Методы анализа линейных электрических цепей
постоянного тока....................................................................29
1.1.4.1. Метод уравнений Кирхгофа..........................................29
1.1.4.2. Метод контурных токов.................................................31
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
768
1.1.4.3. Метод наложения (суперпозиции)...............................34
1.1.4.4. Метод эквивалентного генератора (МЭГ)...................36
1.1.4.5. Метод узловых потенциалов (напряжений)................37
1.1.4.6. Рекомендации по выбору рационального метода
расчета цепей..................................................................39
1.2. Линейные электрические цепи однофазного
переменного тока.............................................................................40
1.2.1. Общие сведения о синусоидальном токе и способах
его представления...................................................................40
1.2.1.1. Параметры синусоидального тока................................40
1.2.1.2. Представление синусоидального тока проекциями
вращающегося вектора. Векторная диаграмма...........44
1.2.1.3. Представление синусоидального тока
комплексными величинами..........................................46
1.2.2. Законы электрических цепей синусоидального тока.
Метод комплексных амплитуд..............................................48
1.2.2.1. Закон Ома для участка цепи без источников ЭДС.....49
1.2.2.2. Первый и второй законы Кирхгофа.............................51
1.2.3. Пассивные элементы в цепях синусоидального тока..........51
1.2.3.1. Резистор R в цепи синусоидального тока....................51
1.2.3.2. Катушка индуктивности в цепи sin&тока.....................52
1.2.3.3. Конденсатор емкостью C в цепи
синусоидального тока....................................................54
1.2.3.4. Цепь синусоидального тока с последовательным
и параллельным соединением R, L и C.......................56
1.2.4. Мощность в цепи синусоидального тока..............................63
1.2.4.1. Мгновенная мощность...................................................63
1.2.4.2. Активная мощность.......................................................64
1.2.4.3. Реактивная мощность....................................................65
1.2.4.4. Полная мощность...........................................................65
1.2.4.5. Комплексная мощность.................................................65
1.2.4.6. Баланс мощностей в цепи синусоидального тока.......66
1.2.4.7. Условия передачи максимальной активной
мощности в нагрузку.....................................................66
1.2.5. Обобщение методов расчета цепей постоянного тока
на цепи синусоидального тока..............................................68
1.2.5.1. Последовательное соединение комплексных
сопротивлений................................................................68
1.2.5.2. Параллельное соединение комплексных
проводимостей................................................................70
www.phoenixbooks.ru
Содержание
769
1.2.5.3. Смешанное соединение комплексных
сопротивлений................................................................73
1.2.6. Трехфазные электрические цепи...........................................74
1.2.6.1. Понятие о многофазных цепях и системах..................74
1.2.6.2. Линейные и фазные величины в трехфазных
электрических цепях......................................................75
1.2.6.3. Мощность трехфазной цепи..........................................79
1.2.7. Цепи с взаимной индуктивностью........................................81
1.2.7.1. Индуктивная связь. Степень и коэффициент связи...81
1.2.7.2. Последовательное и параллельное соединение
индуктивно&связанных катушек...................................82
1.2.8. Трансформаторы.....................................................................85
1.2.8.1. Принцип действия трансформатора
и его уравнения..............................................................85
1.2.8.2. Режимы работы. Коэффициент трансформации........86
1.2.8.3. Основные сведения об автотрансформаторах.............88
1.2.8.4. Трехфазные трансформаторы........................................89
1.2.8.5. Общие сведения об измерительных
трансформаторах............................................................89
1.3. Электрические цепи с нелинейными элементами........................91
1.3.1. Краткая характеристика свойств линейных
электрических цепей..............................................................91
1.3.2. Значение нелинейных цепей в современной электро&
и радиотехнике.......................................................................92
1.3.3. Особенности нелинейных электрических цепей.................93
1.3.4. Классификация нелинейных элементов...............................94
1.3.5. Сопротивление нелинейного активного элемента
постоянному и переменному току........................................96
1.3.6. О методах расчета нелинейных электрических цепей.........98
1.3.7. Расчет нелинейных цепей постоянного тока с одним
нелинейным сопротивлением.............................................100
1.3.8. Расчет цепей постоянного тока с несколькими
нелинейными сопротивлениями.........................................106
1.4. Анализ и расчет магнитных цепей................................................110
1.4.1. Основные понятия о магнитных величинах
и электромагнитных устройствах........................................110
1.4.2. Катушки индуктивности с магнитопроводом....................112
1.4.3. Влияние воздушного зазора и постоянного
подмагничивания на свойства катушки
с магнитопроводом...............................................................115
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
770
1.4.4. Электромагнитные реле.......................................................117
1.4.5. Электромагнитные процессы в магнитных цепях
синусоидального тока...........................................................121
Глава 2. Электромагнитные устройства и электрические машины...123
2.1. Электрические аппараты...............................................................123
2.1.1. Назначение и классификация электрических
аппаратов...............................................................................123
2.1.2. Электрические контакты......................................................125
2.1.3. Работа электромагнитных механизмов
постоянного тока..................................................................129
2.1.4. Работа электромагнитных механизмов
переменного тока.................................................................134
2.1.5. Электрические реле..............................................................136
2.1.6. Контакторы, магнитные пускатели, автоматические
выключатели.........................................................................146
2.2. Электрические машины постоянного тока..................................150
2.2.1. Общие сведения о машинах постоянного тока..................150
2.2.2. Устройство машин постоянного тока..................................151
2.2.3. Принцип действия электрических машин
постоянного тока..................................................................154
2.2.4. Магнитная и электрическая цепи машин...........................159
2.2.5. Электродвижущая сила и электромагнитный
момент машины....................................................................162
2.2.6. Реакция якоря.......................................................................163
2.2.7. Способы возбуждения машин постоянного тока...............165
2.2.8. Основные параметры и характеристики генераторов........166
2.2.9. Характеристики генератора независимого возбуждения...167
2.2.10. Характеристики генератора параллельного
возбуждения..........................................................................170
2.2.11. Основные характеристики и уравнения двигателей
постоянного тока..................................................................173
2.2.12. Пуск электрических двигателей в ход.................................174
2.2.13. Механическая характеристика двигателя............................174
2.2.14. Регулирование скорости вращения двигателя....................177
2.2.15. Изменение направления вращения двигателя....................181
2.2.16. Электрическое торможение двигателя................................181
2.3. Трансформаторы............................................................................185
2.3.1. Конструкция трансформаторов...........................................185
2.3.2. Схемы и группы соединений...............................................196
www.phoenixbooks.ru
Содержание
771
2.3.2. Сварочные трансформаторы................................................201
2.3.3. Применение трансформаторов............................................204
2.3.4. Технические (паспортные) данные трансформатора.........205
2.4. Асинхронные двигатели................................................................206
2.4.1. М.О. Доливо&Добровольский – изобретатель
асинхронных двигателей......................................................207
2.4.2. Единые серии асинхронных двигателей (историческая
справка).................................................................................209
2.4.3. Степени защиты асинхронных двигателей.........................213
2.4.4 Конструкция асинхронных двигателей................................216
2.4.5. Паспортные данные трехфазных асинхронных
двигателей.............................................................................220
2.4.6. Способы соединения обмоток статора...............................221
2.4.7. Возникновение вращающегося магнитного поля
в неподвижном статоре........................................................223
2.4.8. Принцип действия трехфазного
асинхронного двигателя.......................................................226
2.4.9. Реверсирование трехфазного двигателя..............................230
2.4.10. Многополюсное вращающееся магнитное
поле статора АД....................................................................231
2.4.11. ЭДС и токи короткозамкнутой обмотки ротора АД..........233
2.4.12. Приведение величин и параметров асинхронных машин.234
2.4.13. Схема замещения фазы асинхронной машины..................235
2.4.14. Векторная диаграмма асинхронного двигателя..................238
2.4.15. Электромагнитный момент..................................................239
2.4.16. Регулирование частоты вращения ротора...........................240
2.4.17. Электрическое торможение.................................................243
2.4.18. Активная мощность и КПД..................................................244
2.4.19. Реактивная мощность и коэффициент мощности.............245
2.4.20. Механическая характеристика.............................................246
2.4.21. Трехфазный АД в однофазном включении.........................249
2.4.22. Однофазные асинхронные электродвигатели.....................256
2.4.23. Способы сокращения непроизводительного
расхода энергии....................................................................259
2.4.24. Расчет мощности приводных электродвигателей
строительных механизмов...................................................272
2.4.24.1. Гравитационные и роторные бетоносмесители.......272
Определение мощности приводных электродвигателей
гравитационных электродвигателей........................................272
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
772
2.4.24.2. Определение мощности приводных
электродвигателей циклических бетоносмесителей
принудительного действия..........................................275
2.4.25. Башенные краны стройплощадок.....................................278
2.4.26. Строительные подъемники................................................281
2.4.27. Насосные установки...........................................................282
2.4.28. Компрессоры.......................................................................283
2.4.29. Вентиляторы........................................................................284
2.4.30. Конвейеры...........................................................................286
2.4.31. Грузовые лебедки................................................................288
2.4.32. Пилорамы............................................................................289
2.4.33. Неисправности асинхронных электродвигателей
и их влияние на расход электроэнергии.............................291
2.4.33.1. Основные неисправности, влияющие
на электропотребление АД. Способы
их обнаружения............................................................291
2.4.33.2. Общие положения системы планово&
предупредительного ремонта электродвигателей......300
2.4.33.3. Влияние качества ремонта двигателей на расход
электроэнергии.............................................................303
2.4.34. Линейные асинхронные двигатели...................................304
2.4.35. Асинхронные генераторы...................................................307
2.4.36. Асинхронный преобразователь частоты...........................308
2.4.37. Индукционный регулятор..................................................309
2.5. Синхронные машины....................................................................310
2.5.1.Общие сведения о синхронных машинах............................310
2.5.2. Устройство синхронной машины........................................311
2.5.3. Принцип действия синхронных машин.............................313
2.5.4. Реакция якоря в синхронной машине................................317
2.5.5. Схема замещения и векторная диаграмма фазы
синхронного генератора.......................................................319
2.5.6. Характеристики синхронного генератора..........................321
2.5.7. Пуск в ход синхронного двигателя......................................323
2.5.8. Схема замещения и векторная диаграмма фазы
синхронного двигателя.........................................................324
2.5.9. Характеристики синхронного двигателя............................325
2.6. Электропривод...............................................................................328
2.6.1. Общие сведения....................................................................328
2.6.2. Нагрев и охлаждение электрических двигателей...............329
www.phoenixbooks.ru
Содержание
773
2.6.3. Номинальные режимы работы электродвигателей............331
2.6.4. Нагрузка электродвигателя..................................................334
2.6.5. Выбор мощности электродвигателя....................................335
2.6.6. Выбор типа электродвигателя..............................................338
2.6.7. Взаимосвязанный электропривод.......................................339
Глава 3. Электрические измерения и приборы.................................342
3.1. Роль измерений в электротехнике................................................342
3.2. Основные понятия, термины и определения..............................343
3.3. Методы измерений. Погрешность измерений.............................344
3.4. Классификация электроизмерительных приборов
и технические требования, предъявляемые к ним......................347
3.5. Основные системы электроизмерительных приборов................352
3.5.1. Приборы электромагнитной системы.................................352
3.5.2. Приборы электродинамической системы...........................354
3.5.3. Приборы магнитоэлектрической системы.........................358
3.5.4. Приборы индукционной системы.......................................359
3.6. Методы измерения электрических величин................................362
3.6.1. Измерение тока.....................................................................362
3.6.2. Измерение напряжения.......................................................364
3.6.3. Трансформаторы тока и напряжения..................................365
3.6.4. Измерение мощности и энергии в электрических
цепях......................................................................................366
3.6.5. Измерение энергии в цепях переменного тока..................370
3.6.6. Измерение сопротивлений..................................................371
3.6.7. Понятие о цифровых электроизмерительных приборах...376
3.7. Приборы и методы измерения температуры...............................377
3.7.1. Термоэлектрический и терморезисторный метод
измерения температуры.......................................................377
3.7.2. Пирометры............................................................................381
3.8. Приборы и методы измерения давления......................................382
3.8.1. Электромеханические дистанционные манометры...........382
3.8.2. Пьезоэлектрический манометр............................................385
3.9. Приборы и методы измерения количества
и расхода вещества.........................................................................386
3.9.1. Общие сведения....................................................................386
3.9.2. Емкостные уровнемеры........................................................387
3.9.3. Поплавковый уровнемер......................................................388
3.9.4. Ультраакустический топливомер.........................................389
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
774
3.9.5. Радиоизотопный уровнемер................................................391
3.9.6. Объемные расходомеры.......................................................392
3.9.7. Расходомеры переменного перепада...................................394
3.9.8. Тепловые расходомеры.........................................................395
3.9.9. Электромагнитный расходомер...........................................397
3.10. Контроль состава веществ...........................................................398
3.11. Измерение влажности газов и твердых тел................................402
3.11.1. Психрометры.......................................................................402
Глава 4. Электроснабжение и электробезопасность........................406
4.1. Электроснабжение.........................................................................406
4.1.1. Современные способы и устройства для получения
электрической энергии........................................................406
4.1.2. Электроэнергетические системы.........................................428
4.1.3. Источники электроснабжения строительных площадок...431
4.1.3.1. Стационарные трансформаторные подстанции
высоковольтных электрических сетей........................433
4.1.3.2. Мобильные трансформаторные подстанции.............436
4.1.3.3. Собственные электростанции стройплощадок.........438
4.1.4. Электрические сети внешнего и внутреннего
электроснабжения строительных площадок......................443
4.1.4.1. Воздушные линии электропередачи...........................444
4.1.4.2. Кабельные линии электропередачи...........................449
4.1.4.3. Воздушно&кабельные линии электропередачи..........460
4.1.4.4. Схемы внешнего электроснабжения..........................463
4.1.4.5. Электрические сети внутреннего
электроснабжения........................................................465
Сети внутреннего электроснабжения......................................478
Распределительные устройства...............................................486
4.1.5. Расчет и выбор элементов электрических сетей
строительных площадок.......................................................492
4.1.5.1 Определение расчетных электрических нагрузок......492
4.5.2. Выбор компенсирующих устройств....................................496
4.5.3. Выбор трансформаторов ТП строительной площадки......497
4.5.4. Расчет сечения токопроводящих жил кабелей
и проводов электрических сетей.........................................500
4.6. Электрические сети постоянного электроснабжения,
прокладываемые при строительстве зданий................................508
4.6.1. Схемы питающих линий внутри зданий.............................508
4.6.2. Схема групповой квартирной сети......................................511
www.phoenixbooks.ru
Содержание
775
4.6.3. Конструктивное исполнение электрических сетей...........512
Провода и кабели, используемые при прокладке внутренних
электрических сетей зданий....................................................526
4.7. Коэффициент мощности электроустановок................................531
4.8. Электробезопасность.....................................................................541
4.8.1. Защитное заземление...........................................................541
4.8.2. Зануление в трехфазных сетях.............................................543
4.8.3. Устройства защитного отключения УЗО
(выключатели дифференциальные)....................................545
4.8.4. Рекомендации по применению в электроустановках
различных систем заземления.............................................547
Защита в электроустановках системы ТТ...............................548
Защита в электроустановках системы TN..............................549
Электроустановки системы TNC..........................................549
Электроустановки системы TNS...........................................550
Электроустановки системы TNCS.......................................550
Защита в электроустановках системы IT................................550
Рекомендации по применению УЗО на различных объектах..553
Жилые и общественные здания.................................................553
Ванные и душевые помещения...................................................554
Строительные площадки..........................................................554
Промышленные объекты...........................................................554
Мобильные здания.....................................................................555
Сельскохозяйственные объекты...............................................555
Контроль работоспособности УЗО в составе
электроустановки......................................................................555
Определение порога срабатывания (дифференциального
отключающего тока – ID) УЗО...............................................556
4.8.6. Молниезащита......................................................................557
Воздействие электрической энергии на окружающую среду 559
Глава 5. Электротехнологии и электрооборудование.......................561
5.1. Электротехнологии в строительстве.............................................561
5.1.1. Электротермия......................................................................561
5.1.2. Электротермообработка бетона...........................................562
5.1.3. Электрооттаивание замерзшего грунта...............................565
5.1.4. Электроотогрев замерзших трубопроводов........................568
5.1.5. Сушка, пропитка и склеивание древесины........................569
5.1.6. Сушка влажных помещений и спецодежды.......................571
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
776
5.1.7. Электросварочные установки..............................................572
5.1.8. Варка стекла с помощью электрических печей прямого
нагрева...................................................................................575
5.1.9. Электровзрывная обработка................................................576
5.1.10. Обработка материалов световым лучом............................577
5.1.11. Аэрозольная технология.....................................................580
5.1.12. Применение тепловизоров в строительстве и ЖКХ........583
Осмотр внутренней поверхности крыши.................................583
Окна в офисном здании.............................................................584
Многоквартирный дом с наружным виниловым покрытием...584
Проблема с кондиционером.......................................................585
Протечка потолка в спальне....................................................585
Сырая стена после пожара.......................................................586
Жилой дом.................................................................................586
Тепловизор для строительства дорог. Применение
тепловизоров FLIR Systems для строительства дорог.
Асфальтовое дорожное покрытие............................................587
Укладка асфальта....................................................................587
Затвердевание асфальтового покрытия..................................588
5.2. Электротехнологии и связь на транспорте и в строительстве....588
5.2.1. Электроакустические преобразователи. Конструкция
и принцип действия микрофонов и телефонов.................591
5.2.2. Включение разговорных приборов......................................597
5.2.3. Приборы и детали телефонных аппаратов.........................601
5.2.4. Связь в строительстве...........................................................607
Глава 6. Электроосвещение............................................................609
6.1. Осветительное электрооборудование зданий и строительных
площадок.........................................................................................609
6.1.1. Основные определения, светотехнические понятия
и единицы измерения..........................................................609
6.1.2. Современные источники света............................................610
6.1.2.1. Электрические лампы накаливания...........................611
6.1.2.2. Люминесцентные лампы низкого давления..............615
6.1.2.3. Дуговые ртутно&кварцевые лампы высокого
давления с исправленной цветностью (ДРЛ)
и с улучшенной цветопередачей (ДРИ).....................620
6.1.2.4. Специальные газоразрядные лампы...........................623
6.2. Осветительные приборы и установки...........................................624
6.2.1. Характеристики установок электроосвещения..................624
www.phoenixbooks.ru
Содержание
777
6.2.2. Светильники.........................................................................627
6.2.3. Расчет осветительных установок.........................................633
6.3. Прожекторы....................................................................................637
6.3.1. Типы прожекторов и их использование..............................637
6.3.2. Основные положения проектирования установок
прожекторного освещения...................................................645
6.3.2.1. Выбор варианта размещения прожекторных мачт....646
6.3.2.2. Определение высоты установки прожекторов...........647
6.3.2.3. Выбор угла наклона прожекторов..............................648
6.3.2.4. Определение числа прожекторов по методу
удельной мощности.....................................................650
6.3.2.5. Определение числа прожекторных мачт
и расстояния между ними...........................................651
Эксплуатация прожекторных установок......................................654
Глава 7. Основы электроники.........................................................656
7.1. Общие сведения об элементах электроники................................656
7.1.1. Резисторы..............................................................................656
7.1.2. Конденсаторы.......................................................................662
7.1.3. Катушки индуктивности......................................................669
7.1.4. Трансформаторы...................................................................672
7.1.5. Выключатели и переключатели...........................................675
7.1.6. Разъемные и разборные соединения...................................679
7.1.7. Электромагнитные реле.......................................................680
7.1.8. Предохранители....................................................................682
7.2. Полупроводниковые приборы......................................................683
7.2.1. Электрические свойства полупроводников........................683
7.2.2. Электронно&дырочный переход..........................................687
7.2.3. Полупроводниковые диоды.................................................691
7.3. Биполярные транзисторы..............................................................695
7.3.1. Устройство и принцип действия биполярного
транзистора...........................................................................695
7.3.2. Режимы работы биполярного транзистора.........................696
7.3.3. Схемы включения биполярного транзистора.....................698
7.3.4. Статические характеристики биполярного транзистора...699
7.3.5. Параметры биполярного транзистора.................................702
7.3.6. Частотные свойства биполярного транзистора..................704
7.4. Тиристоры.......................................................................................705
7.4.1. Двухэлектродные тиристоры – динисторы........................705
www.phoenixbooks.ru
Электротехника и электроника
778
7.4.2. Трехэлектродные тиристоры – тринисторы.......................706
7.4.3. Симметричные тиристоры...................................................709
7.5. Полевые транзисторы....................................................................709
7.6. Основы цифровой электроники...................................................714
7.6.1. Как представить информацию?...........................................714
7.6.2. Элементная база цифровых устройств................................719
7.6.3. Логические элементы...........................................................720
7.6.4. Основные элементы алгебры логики..................................725
7.7. Логические элементы....................................................................727
7.7.1. Триггеры и их характеристики.............................................731
7.7.2. Генераторы и формирователи импульсов...........................736
7.7.3. Цифровые автоматы на логических элементах
и триггерах............................................................................742
7.8. Микропроцессорные средства......................................................745
7.8.1. Идеальный операционный усилитель (ОУ)........................745
7.8.2. Инвертирующий масштабный усилитель...........................746
7.8.3. Неинвертирующий усилитель..............................................748
7.8.4. Повторитель напряжения....................................................748
7.8.5. Регулировка усиления..........................................................749
7.8.6. Дифференциальные усилители............................................752
7.8.7. Мостовые усилители.............................................................755
7.8.8. Стабилизаторы постоянного напряжения..........................757
7.8.9. Интеграторы..........................................................................758
7.8.10. Дифференциаторы..............................................................761
7.8.11. Фазовращатель....................................................................762
7.8.12. Активные фильтры.............................................................763
Литература.....................................................................................764
www.phoenixbooks.ru
Содержание
779
Ответственный редактор И. Жиляков
Технический редактор Л. Багрянцева
Корректоры: О. Милованова, Н. Ожигова
Художник А. Пащенко
Подписано в печать 31.05.2010.
Формат 60х84 1/16. Бумага тип № 2.
Гарнитура NewtonC. Печать высокая.
Усл. печ. л. 47,04. Тираж 2500 экз.
Заказ №
ООО «Феникс»
344082, г. Ростов&на&Дону, пер. Халтуринский, 80.
Отпечатано с готовых диапозитивов в ЗАОр «Джангар»
358000, г. Элиста, ул. Ленина, 245.
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
И ЭЛЕКТРОНИКА
Учебное пособие для вузов
Серия «Высшее образование»
www.phoenixbooks.ru
Автор
phoenixbooks
Документ
Категория
Методические пособия
Просмотров
7 417
Размер файла
213 Кб
Теги
изд, электроника, электротехника, вузов, издательство Феникс, кононенко, учеб, пособие
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа