- •«Петербургский
- •ВВедение
- •1. Основные законы электротехники
- •1.1. Закон Ома
- •Закон Ома для участка цепи
- •Закон Ома для замкнутой цепи
- •Закон Ома для участка цепи, содержащего источник э.Д.С. (обобщенный закон Ома)
- •1.2. Законы Кирхгофа
- •Первый закон Кирхгофа
- •Второй закон Кирхгофа
- •1.3. Закон Джоуля-Ленца
- •1.4. Закон Ома для магнитной цепи
- •Магнитный поток прямо пропорционален м.Д.С.
- •Ток прямо пропорционален э.Д.С.
- •1.5. Закон Ампера
- •1.6. Закон электромагнитной индукции
- •Формулировка Фарадея
- •Формулировка Максвелла
- •1.7. Принцип действия простейших электромагнитных и электромеханических преобразователей энергии
- •Трансформаторы
- •Электрические машины (электромеханические преобразователи энергии)
- •2. Методы расчета и анализа электрических цепей
- •2.1. Метод преобразования цепей
- •Последовательное соединение элементов
- •Параллельное соединение элементов
- •Смешанное соединение элементов
- •Эквивалентные соединения резистивных элементов по схеме треугольника и звезды
- •2.2. Метод непосредственного применения законов Кирхгофа
- •2.3. Метод контурных токов
- •2.4. Метод узловых потенциалов
- •2.5. Метод наложение (метод суперпозиции)
- •2.6. Построение потенциальных диаграмм
- •2.7. Баланс мощностей в электрических цепях
- •2.8. Режимы работы простейшей электрической цепи постоянного тока
- •2.9. Энергетические соотношения в простейшей цепи
- •2.10. Расчет проводов линии передачи
- •Список литературы
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Петербургский
государственный университет путей сообщения»
Кафедра «Электромеханические комплексы и системы»
Основные законы электротехники
и методы расчета электрических цепей
Методическое пособие
для студентов заочного факультета
Санкт-Петербург
2007
Содержание
Введение |
………………………... |
3 |
1. Основные законы электротехники |
………………………... |
4 |
1.1. Закон Ома |
………………………... |
4 |
Закон Ома для участка цепи |
………………………... |
4 |
Закон Ома для замкнутой цепи |
………………………... |
6 |
Закон Ома для участка цепи, содержащего источник э.д.с. (обобщенный закон Ома) |
………………………... |
7 |
1.2. Законы Кирхгофа |
………………………... |
8 |
Первый закон Кирхгофа |
………………………... |
8 |
Второй закон Кирхгофа |
………………………... |
9 |
1.3. Закон Джоуля-Ленца |
………………………... |
10 |
1.4. Закон Ома для магнитной цепи |
………………………... |
11 |
1.5. Закон Ампера |
………………………... |
16 |
1.6. Закон электромагнитной индукции |
………………………... |
18 |
Формулировка Фарадея |
………………………... |
18 |
Формулировка Максвелла |
………………………... |
19 |
1.7. Принцип действия простейших электромагнитных и электромеханических преобразователей энергии |
………………………... |
20 |
Трансформаторы |
………………………... |
20 |
Электрические машины |
………………………... |
27 |
2. Методы расчета и анализа электрических цепей |
………………………... |
31 |
2.1. Метод преобразования цепей |
………………………... |
31 |
Последовательное соединение элементов |
………………………... |
32 |
Параллельное соединение элементов |
………………………... |
33 |
Смешанное соединение элементов |
………………………... |
34 |
Эквивалентные соединения резистивных элементов по схеме треугольника и звезды |
………………………... |
35 |
2.2. Метод непосредственного применения законов Кирхгофа |
………………………... |
36 |
2.3. Метод контурных токов |
………………………... |
38 |
2.4. Метод узловых потенциалов |
………………………... |
40 |
2.5. Метод наложение (метод суперпозиции) |
………………………... |
41 |
2.6. Построение потенциальных диаграмм |
………………………... |
42 |
2.7. Баланс мощностей в электрических цепях |
………………………... |
44 |
2.8. Режимы работы простейшей электрической цепи постоянного тока |
………………………... |
46 |
2.9. Энергетические соотношения в простейшей цепи |
………………………... |
48 |
2.10. Расчет проводов линии передачи |
………………………... |
50 |
Список литературы |
………………………... |
53 |
ВВедение
Настоящее пособие предназначено для самостоятельной проработки студентами неэлектротехнических специальностей учебного материала, знание которого необходимо при изучении курса «Электротехника и электроника» и всех последующих учебных дисциплин электротехнического профиля, для которых этот курс является базовым. Такими дисциплинами, в частности, являются: «Электрические машины и электропривод», «Электроснабжение промышленных предприятий», «Техника высоких напряжений» и ряд других.
При преподавании курса «Электротехника и электроника» считается, что основные законы электротехники должны быть известны студентам из соответствующих разделов физики, изучаемых в средней школе и на младших курсах вуза. По этой причине в большинстве рекомендуемых учебников по электротехнике эти законы подробно не рассматриваются, и ссылка на них делается только в тех разделах учебника, где это необходимо.
В настоящей работе основные законы рассматриваются применительно к их практическому использованию для обоснования методов расчета электрических цепей и объяснения принципа действия электромагнитных и электромеханических преобразователей электрической энергии.
Материал настоящего пособия рекомендуется использовать студентам-заочникам при самостоятельном выполнении контрольных работ и подготовке к лабораторным работам, выполняемым во время зачетно-экзаменационной сессии. Для успешного выполнения контрольных и лабораторных работ рекомендуется кроме данного пособия также проработать самостоятельно материал методических указаний кафедры «Электромеханические комплексы и системы» ПГУПС «Электроизмерительные приборы» [6].
Курс «Электротехника и электроника» преподается кафедрой «Электромеханические комплексы и системы» для студентов неэлектрических специальностей, которые можно условно разделить на две группы: специальности механического профиля и специальности строительного профиля.
Для будущих инженеров-механиков курс читается в более полном объеме с учетом того, что учебным планом предусмотрено изучение нескольких дисциплин электрического профиля.
Студенты строительных специальностей изучают этот курс в более сжатом виде и при меньшем объеме аудиторных часов.