Теоретические основы электротехники

Здравствуйте, на этой странице я собрала полный курс лекций по предмету «теоретические основы электротехники», кстати студенты обычно называют этот предмет «электротехника».

Введение. Электрическая энергия и её применение

Электротехника — это наука о производстве, передаче и практическом использовании электрической энергии. Данная учебная дисциплина является теоретической базой для изучения предметов специального цикла. Его изучение базируется на учебном материале ряда общеобразовательных и естественно-научных предметов и, прежде всего, математики и физики.

Цель изучения дисциплины — изучить основные сведения об электрических и магнитных цепях, электрических и электронных устройствах, производстве, распределении и потреблении электроэнергии, знание которых необходимо квалифицированному рабочему.

Программой учебной дисциплины «Теоретические основы электротехники.» предусматривается изучение физических законов, линейных и нелинейных электрических и магнитных цепей постоянного и переменного тока, методов их расчета и практического использования; формирование у специалиста правильного подхода к постановке и решению проблем эффективного использования топливно-энергетических ресурсов на основе мирового опыта и государственной политики в области энергосбережения.

Электрическая энергия получается путём преобразования других видов энергии (механической, тепловой, химической, ядерной и др.) и обладает ценными свойствами: легко получить их других видов энергии, передается, с малыми потерями передаётся на большие расстояния, легко распределяется по потребителям, преобразуется в нужный вид энергии (механическую, тепловую, химическую и другие виды энергии), проста в регулировке и контроле, электроэнергия является наиболее чистым видом энергии и наименьшей степени загрязняет окружающую среду.

Электрическую энергию можно получить с помощью природных энергетических ресурсов — рек и водопадов, океанских приливов, органического и ядерного топлива, солнечной радиации, ветра, геотермальных источников. В больших количествах электрическую энергию получают на электростанциях с помощью генераторов — преобразователей механической энергии в электрическую.

На гидроэлектростанциях (ГЭС) механическая от гидротурбин поступает к электрогенераторам, которые воспринимают возобновляемую энергию течения рек. На теплоэлектростанциях (ТЭС) при сжигании органического топлива тепловая энергия преобразуется в механическую и передается в электрогенератор. На атомных электростанциях (АЭС) тепловую энергию получают из ядер атомов.

Электроэнергию производят также ветроэлектростанции, использующие энергию ветра, приливные — работающие за счёт морских приливов, геотермальные -использующие тепло земных недр, солнечные — преобразующие солнечную радиацию в электроэнергию. В общем объёме производства электроэнергии эти электростанции занимают незначительную долю. Однако они являются экологически чистыми и используемые ими источники энергии практически неисчерпаемы.

Для передачи электроэнергии на расстояния и распределения её между электроприёмниками используются линии электропередач, трансформаторы, аппаратура управления, контроля, защиты. Электрическая энергия широко используется в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте, в быту.

Физические процессы в электрических цепях

К оглавлению…

Лекция:

Электрический ток, Электропроводность. Проводники, полупроводники и диэлектрики

К оглавлению…

Электрический ток — это явление направленного движения заряженных частиц. Количественной характеристикой электрического тока служит сила тока — величина заряда, переносимого через рассматриваемую поверхность в единицу времени.

Для возникновения и прохождения электрического тока необходимо:

  1. Наличие в проводнике носителей зарядов, которые могут перемещаться -свободных электронов в металлах, ионов и свободных электронов в электролитах.
  2. Наличие в проводнике электрического поля, действующего на заряженные частицы с силой .

Лекции:

  1. Действие тока: тепловое, химическое, магнитное
  2. Электрическая цепь. Ток в электрической цепи. Плотность тока
  3. ЭДС и напряжение в электрической цепи. Электродвижущая сила. Энергия и мощность электрического тока. Баланс мощностей
  4. Закон Ома. Электрическое сопротивление. Закон Джоуля-Ленца
  5. Электрическая цепь и ее элементы

Расчет линейных электрических цепей постоянного тока

К оглавлению…

Лекции:

  1. Режимы работы источников тока. Потенциальная диаграмма
  2. Ветвь, узел, контур электрической цепи. Законы Кирхгофа
  3. Неразветвленные и разветвленные электрические цепи

Методы расчета электрических цепей

К оглавлению…

Лекции:

  1. Метод эквивалентных преобразований электрической цепи
  2. Звезда и треугольник сопротивлений
  3. Метод наложения токов
  4. Метод узлового напряжения
  5. Метод узловых и контурных уравнений
  6. Метод контурных токов
  7. Активный и пассивный двухполюсники. Метод эквивалентного генератора

Нелинейные электрические цепи постоянного тока

К оглавлению…

Лекции:

  1. Общая характеристика нелинейных элементов электрической цепи постоянного тока
  2. Нелинейные электрические цепи
  3. Электростатическое поле в пустоте.Закон Кулона.Теорема Гаусса

Электростатическое поле в диэлектрике. Электростатические цепи

К оглавлению…

Лекции:

  1. Диэлектрик. Электрический момент диполя. Поляризация диэлектрика
  2. Электрическая емкость. Конденсаторы
  3. Параллельное и последовательное соединение конденсаторов
  4. Емкость и энергия конденсаторов

Магнитное поле в неферромагнитной среде

К оглавлению…

Лекции:

  1. Основные понятия магнитного поля. Электромагнитная сила
  2. Закон Био-Савара и его применения для расчёта магнитного поля в простейших случаях
  3. Напряженность магнитного поля
  4. Закон полного тока

Магнитное поле в ферромагнитной среде магнитные цепи. Электромагнитная индукция

К оглавлению…

Лекции:

  1. Намагничивание ферромагнитных материалов. Магнитный гистерезис
  2. Ферромагнитные материалы
  3. Классификация магнитных цепей
  4. Закон Ома для магнитной цепи
  5. Расчет неоднородной магнитной цепи
  6. Законы Кирхгофа для магнитной цепи
  7. Явление и ЭДС электромагнитной индукция
  8. Вихревые токи

Назначение и принцип действия трансформаторов

К оглавлению…

Лекция:

Основные сведения о синусоидальном электрическом токе

К оглавлению…

Лекции:

  1. Основные сведения о синусоидальном электрическом токе
  2. Величины, характеризующие синусоидальную ЭДС
  3. Векторная диаграмма
  4. Среднее и действующее значения переменного тока

Электрические цепи синусоидального тока. Элементы и параметры цепей синусоидального тока. Резонанс в электрических цепях

К оглавлению…

Лекции:

  1. Цепь с активным сопротивлением. Активная мощность
  2. Цепь с идеальной индуктивностью. Реактивная мощность в цепи с индуктивностью
  3. Цепь с идеальной ёмкостью. Реактивная мощность в цепи с конденсатором
  4. Цепь с активным сопротивлением и индуктивностью
  5. Цепь с активным сопротивлением и емкостью
  6. Неразветвленная цепь с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью
  7. Схема замещения конденсатора с параллельным соединением элементов
  8. Схема замещения реальной катушки с параллельным соединением элементов
  9. Резонанс напряжений

Расчет электрических цепей переменного тока с помощью векторных диаграмм. Символический метод расчета электрических цепей переменного тока

К оглавлению…

Лекции:

  1. Цепь с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью
  2. Проводимость, расчет электрических цепей методом проводимостей
  3. Коэффициент мощности
  4. Ток, напряжение, сопротивление и мощность в комплексном виде
  5. Законы Кирхгофа в комплексной форме

Трехфазные цепи

К оглавлению…

Лекции:

  1. Трехфазные цепи
  2. Соединение обмоток генератора звездой
  3. Расчет симметричной трехфазной цепи
  4. Расчет несимметричной трехфазной цепи
  5. Расчёт несимметричной звезды графоаналитическим методом
  6. Расчёт несимметричной звезды символическим методом
  7. Роль нулевого провода
  8. Соединение обмоток генератора и потребителей энергии «треугольником»
  9. Мощность трехфазного тока
  10. Расчёт несимметричного треугольника

Электрические цепи с несинусоидальными периодическими напряжениями и токами

К оглавлению…

Лекции:

  1. Электрические цепи с несинусоидальными периодическими напряжениями и токами
  2. Несинусоидальный ток в линейных электрических цепях
  3. Действующее значение несинусоидальной величины. Мощность несинусоидального тока

Нелинейные электрические цепи переменного тока

К оглавлению…

Лекции:

  1. Нелинейные электрические цепи переменного тока
  2. Выпрямители — источники несинусоидального тока
  3. Катушка с ферромагнитным сердечником
  4. Мощность потерь. Векторная диаграмма катушки со стальным сердечником
  5. Схемы замещения катушки с ферромагнитным сердечником
  6. Феррорезонанс

Переходные процессы в электрических цепях

К оглавлению…

Лекции:

  1. Переходные процессы в электрических цепях
  2. Подключение катушки индуктивности к источнику с постоянным напряжением
  3. Отключение и замыкание RL-цепи
  4. Зарядка, разрядка и саморазрядка конденсатора

Возможно эти дополнительные страницы вам будут полезны: