Radna sveska iz elektrotehnike za nevladine organizacije. Električni materijali

Ministarstvo obrazovanja i nauke Ruske Federacije FGOU SPO "Komsomolsk - na - Amur vazduhoplovno tehnički koledž" RADNI KNJIŽNIK disciplina "Elektrotehnika" Odjeljak 1 Linearna kola jednosmjerna struja Odjeljak 2 Linearna kola sinusoidne struje Sekcija 3 Magnetno polje i magnetna kola učenika gr. _____________ ________________________ ________________________ Komsomolsk na Amuru 2014 Radna sveska na disciplini "Elektrotehnika": nastavno sredstvo / Autor Noskova E.D. Komsomolsk-on-Amur: FGOU SPO "Komsomolsky - on - Amur Aviation Technical College", 2014 - str.50 Radna sveska je razvijena za odjeljak "Linearni DC krugovi", "Linearni krugovi sinusoidalne struje", "Magnetno polje i magnetna kola ”Pokriva glavne aspekte predstavljenih sekcija. Radna sveska je u skladu sa zahtjevima važećih ruskih obrazovnih standarda samostalan rad učenicima prilikom proučavanja i utvrđivanja gradiva, prilikom izrade domaćih zadataka. Za studente tehničkih specijalnosti, nastavnike opštih tehničkih disciplina. Razmatrano i preporučeno na sastanku od strane predmetne (ciklusne) komisije predsjednika PKK Kvetka V.I. 2 Uvod u novije vrijeme postoji akutni problem stručnog usavršavanja visokokvalifikovanih stručnjaka. Profesionalizam je visoka mobilnost stručnjaka, njihova sposobnost da brzo savladaju inovacije i brzo se prilagode promjenjivim uvjetima. A to je moguće pod uslovom da diplomac tehničke škole stalno studira. A glavna stvar u ovom procesu nije količina primljenih informacija, već sposobnost kreativnog pronalaženja, asimilacije i korištenja. U objašnjenju programa akademska disciplina„Elektrotehnika“ navodi da kao rezultat izučavanja discipline studenti treba da: budu osposobljeni da: vrše proračune električnih kola; odabrati električne materijale na osnovu analize njihovih svojstava za određenu primjenu; koristiti instrumente i mjeriti njihova očitavanja; vršiti provjere ampermetara, voltmetara i jednofaznih brojila; mjerenje parametara DC i AC kola; poznavati: osnove teorije električnih i magnetskih polja; metode za proračun strujnih kola konstantnih, naizmjeničnih jednofaznih i trofaznih struja; metode za mjerenje električnih, neelektričnih i magnetskih veličina; kola za uključivanje uređaja za mjerenje struje, napona, energije, frekvencije, izolacionog otpora, snage; klasifikacija električnih materijala, njihova svojstva, obim. Rješavanje postavljenih zadataka nemoguće je bez organizacije samostalne saznajne aktivnosti učenika. U tu svrhu izrađena je radna sveska koja je namijenjena za samostalan rad na studiju, objedinjavanje gradiva i implementaciju zadaća... 3 Radna sveska je izrađena za poglavlja "Linearna jednosmjerna kola", "Linearna sinusoidna kola", "Magnetno polje i magnetna kola". Radna sveska oslobađa učenike od pripremni rad- prepisivanje početnih podataka i pitanja, a najviše je optimalan oblik rad u uslovima akutnog nedostatka vremena. Kao što pokazuje dugogodišnje iskustvo u nastavi, uspješna implementacija od strane učenika kontrolni radovi, postiže se ako se samostalnom studijom obrazovne informacije učenici rade niz pitanja i zadataka vezanih za gradivo kontrolisane teme. Glavna svrha ovakvih zadataka je obavljanje nezavisna studija ili učiniti informacije o učenju učenika konkretnijim i fokusiranijim; treba da usmjere učenike ka savladavanju najvažnijih odredbi teme koja se proučava. Dakle, rešavanje zadataka uporedo sa proučavanjem gradiva o izvorima informacija treba da doprinese sticanju potrebnih znanja uz optimalnu potrošnju energije i vremena učenika kroz unapređenje organizacije samostalnog rada. Prilikom sastavljanja pitanja i zadataka, kao i redoslijeda njihove realizacije, vodi se računa o optimalnom načinu postupnog formiranja vještina i sposobnosti prilikom proučavanja gradiva. Za ispravna odluka pitanja i zadataka, nema dovoljno površnog poznavanja gradiva, jedino se dubljim proučavanjem i promišljanjem udžbeničkog materijala i racionalnom transformacijom prethodno proučenih informacija može naučiti logično razmišljati, pronaći veze među pojavama i rješavati probleme sa minimalni trošak vrijeme. Rješavanje problema razvija vještine korištenja teorije u praksi. Pristup izučavanju predmeta "Elektrotehnika" sa takve pozicije osigurat će interes za kvalitetno usvajanje gradiva, povećati nivo motivacije i interesa za gradivo koje se proučava. 4 SADRŽAJ Uvod ……………………………………………………………………………. 3 1 Odjeljak Linearni DC kola 7 1.1 Tema Opća svojstva istosmjerna struja 7 1.2 Tema Električna struja. Gustoća struje. Električni napon 9 1.3 Tema Ohmov zakon 11 1.4 Tema Izvor EMF i izvor struje 12 1.5 Tema Električna energija i električna energija 14 1.6 Tema Ohmov zakon za dio kola koji sadrži EMF 16 1.7 Tema Kirchhoffovi zakoni 16 1.8 Linijska tema Pretvorba električnih kola 8 2 Odjeljak Linearni krugovi sinusoidna struja 21 2.1 Tema Amplituda, frekvencija i faze sinusoidalne struje i napona 21 2.2 Tema RMS vrijednost sinusoidne struje 23 2.3 Tema Otpornik, induktivna zavojnica i kondenzator u strujnom kolu sinusoidalne struje 24 2.4 Topic Sinusni strujni krug u a 25 2.5 Tema Induktivni namotaj u strujnom kolu sinusoidnog kola 26 2.6 Tema Kondenzator u strujnom kolu sinusne struje 28 2.7 Tema Kolo koje sadrži otpornik i induktivni kalem 29 2.8 Tema Kolo koje sadrži otpornik i kondenzator 31 A 2 serije. otpornik, induktivni kalem i kondenzator 32 2.10 Tema Nerazgranana sinusoidna struja 34 2.11 Tema Paralelna veza prijemnici energije 36 2.12 Tema Snaga kola sinusne struje 39 2.13 Tema Električna kola sa međusobnom induktivnošću. Opće informacije 41 2.14 Tema EMF međusobne indukcije 43 3 Odjeljak Magnetno polje i magnetna kola 46 3.1 Tema Feromagnetni materijali i njihova magnetna svojstva 46 3.2 Tema Zakon ukupna struja i njegovu primjenu za izračunavanje magnetsko polje 48 5 Informacije za studente Radna sveska je izrađena u skladu sa programom discipline "Elektrotehnika". Sveska je namijenjena za samostalan rad u učionici pri učenju novog gradiva i pri izradi domaćih zadataka. Radna sveska je sastavljena sa pregledom gradiva. Sveska oslobađa učenike od pripremnog rada – prepisivanja početnih podataka i pitanja i predstavlja najoptimalniji oblik rada u slučaju akutnog manjka vremena. Odgovori na pitanja moraju biti konkretni i sveobuhvatni. Kada izvršavate šeme, morate se pridržavati pravila inženjerske grafike... Prilikom odgovaranja na testna pitanja morate navesti broj tačnog odgovora. Po prijemu kredita, student mora predočiti radnu knjižicu sa svim obavljenim radovima. Prilikom izvođenja zadataka morate koristiti sljedeću literaturu: Spisak izvora koje koristi I.A. Danilov P.M. Ivanov Opća elektrotehnika sa osnovama elektronike. Udžbenik. M: "Srednja škola" 2008 E.A. Lotoreychuk Electrical Engineering. Tutorial... M: "Srednja škola", 2010 Kuzovkin V.A. Teorijska elektrotehnika ... Udžbenik. M .: Logos, 2008. 6 Odjeljak 1. Linearna jednosmjerna kola Datum _________________ 1.1 Tema Opšta svojstva Šta se naziva električnim kolom? _______________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ____________ Koji se uređaji nazivaju izvorima električne energije? __________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _____________________ Hemijski izvori električne energije se obično nazivaju ....? _____________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ______________ Fizički izvori električne energije nazivaju se uređaji ... ... ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ Prijemnici električne energije ....? ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _____________________ Električna kola sadrže:… ..? _______________________________________________________________________________ _______ 7 Grafički prikaz električnog kola je ... ________________________________________________________________________________ Dajte tačnu definiciju datih simbola za izvore i prijemnike jednosmerne struje? ____________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ______________ Dajte tačnu definiciju datih konvencija mjernih instrumenata i sklopnih uređaja? a) b) c) d) _______________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ Šta je ekvivalentno kolo? _____________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ Nacrtaj primjere razgranatih i nerazgranatih električnih kola? 8 Dajte tačnu definiciju sljedećih pojmova: grana, kontura, čvor? Grafički prikažite koncept ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _________________ Datum ____________________ 1.2 Tema Električna struja. Gustoća struje. Električni napon Šta se zove električna struja, a koja se smatra konstantnom, navedite dimenziju? _______________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ______________ Okarakteriziraj provodnike prve vrste ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ______________ Okarakteriziraj provodnike druge vrste ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ______________ Pozitivan smjer električne struje je…. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 9 ________________________________________________________________________________ _____________________ Uslovi za nastanak električne struje su ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________ Dati karakteristiku gustine struje, navesti njenu oznaku, formulu, jedinicu mere _______________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ __________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _____________________ Kako odabrati pozitivan smjer struja pri proračunu električnih kola, navedite primjer. _______________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ______________ 10 Datum _________________ 1. 3 Tema Ohmov zakon Ohmov zakon glasi: ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________ Omov zakon u diferencijalnom obliku za dio kola bez EMF-a ima oblik …… ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ __________________ Na primjer, Ohmov zakon otpora ... Formulacija. Dimenzija. Otpornost. Dimenzija. Odnos između otpora i provodljivosti .) prolazeći kroz… .. koordinate. Takav otpornik se zove …… Otpornik, čija je I – V karakteristika kriva linija (slika….), zove se ……. Električna kola koja sadrže samo linearne elemente nazivaju se ... .. Ako postoji barem jedan nelinearni element u kolu, cijeli krug se naziva ... ... Datum ________________ 1.4 Tema Izvor EMF i izvor struje Prilikom pretvaranja bilo kojeg vrsta energije u električna energija u izvorima nastaje zbog elektromotorne sile (EMF). Elektromotorna sila E karakteriše... __________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ____________ EMF je definisan kao ……. _______________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ______________ EMF je jednak radu, …… 12 EMF se može predstaviti kao razlika…. _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ __________________ Idealan izvor EMF-a je takav izvor energije ... ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ________________________________ Za pozitivan smjer Izvor EMF prihvaćeno… .. Struja u kolu se određuje formulom …… ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ __________________ Napon na stezaljkama izvora ili na opterećenju određuje se formulom …… 13 I - V karakteristike izvora električne energije su često naziva ……… karakteristike. _________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________ Idealizirani izvor električne energije naziva se strujni izvor, koji ... .. ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ __________ ________________________________________________________________________________ _____ Datum _________________ 1.5 Tema Električna energija i električna energija Izvor električne energije Wr WW. Energetska dimenzija 14 ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ __________ Električna snaga Električna snaga Pg je ... .. _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ ______________ Dimenzija snage prijemnika (korisne snage) P na snagu izvora energije Pg naziva se njegov koeficijent korisna akcija(Efikasnost) -… .. Dajte karakteristiku efikasnosti, dajte potrebne formule. _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ Datum ___________________ 15 1.6 Tema Ohmov zakon za dio kola koji sadrži EMF ac E IR ac E IR Koristeći predložene šeme, kao i izraz U ac ac, dobiti jednačinu koja se u matematičkom obliku izražava Omov zakon za dio kola koji sadrži EMF IU ac ER _______________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ __________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________ Datum ________ 1.7 Tema Kirchhoffovi zakoni Kirchhoffovi zakoni uspostavljaju odnose između struja i napona u razgranatim električnim kolima proizvoljnog tipa. Prvi Kirchhoffov zakon slijedi iz zakona održanja naboja. Sastoji se u tome da ………. 16 Zapišite matematički izraz prvi Kirchhoffov zakon za figuru Drugi Kirchhoffov zakon glasi: ………… kmi 1 i 1 Ei I i Ri Zapišite prošireni izraz koristeći napomenu ispod Napomena o predznacima rezultirajuće jednačine: 1) EMF je pozitivan ako je njegov smjer se poklapa sa smjerom proizvoljno odabrane zaobilaznice petlje; 2) pad napona na otporniku je pozitivan ako se smjer struje u njemu poklapa sa smjerom premosnice. 17 Datum ________ 1.8 Tema Konverzija linearnih električnih kola Proračun i proučavanje složenih električnih kola u mnogim slučajevima može biti znatno olakšano konverzijom. Suština transformacije je da se dijelovi kola zamijeni ekvivalentnim, ali jednostavnijim, tj. ne izaziva promene napona i struja u ostatku kola Serijski spoj otpornika a) Sl. 1.17 b) Ako je nekoliko otpornika spojeno jedan za drugim bez grananja i kroz njih teče ista struja, takva veza se naziva sekvencijalna. Pomoću drugog Kirchhoffovog zakona zapišite izraz za ukupni (ekvivalentni) otpor električnog kola _______________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ Serijsko povezivanje prijemnika energije je široko pronašlo v različitim oblastima tehnologije. Obično se koristi kada je nazivni napon prijemnika manji od napona izvora električne energije. 18 Paralelno povezivanje otpornika Paralelno spajanje prijemnika je veza u kojoj je više grana spojeno na ista dva čvora električnog kola. U skladu sa Ohmovim zakonom i prvim Kirchhoffovim zakonom zapišite izraz za ukupni (ekvivalentni) otpor električnog kola Paralelna veza ima svoje karakteristike: svi prijemnici su pod istim naponom; at konstantan napon Isključivanje jednog ili više energetskih prijemnika ne ometa rad prijemnika koji ostaju uključeni. Mješoviti spoj otpornika Mješoviti spoj je kombinacija serijskog i paralelnog povezivanja otpornika. 19 a) a) b) c) Korištenje znanja o dosljednim i paralelna veza otpornici, dobijete vrijednosti struja u granama ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ______ b) c) 20 Odjeljak 2 Linearna kola sinusoidne struje U elektroprivredi se koristi uglavnom naizmjenična struja. Trenutno se gotovo sva električna energija proizvodi kao energija naizmjenična struja... Glavna prednost naizmjenične struje u odnosu na jednosmjernu je mogućnost jednostavnog pretvaranja napona tijekom prijenosa energije uz minimalne gubitke. Alternatori i motori su jednostavniji, pouzdaniji i lakši za rukovanje od DC mašina. Datum____________ 2.1 Tema Amplituda, frekvencija i faza sinusoidalne struje i napona V moderna tehnologija Naizmjenične struje se široko koriste: sinusoidne, pravokutne, trokutne itd. Vrijednost struje u bilo kojem trenutku naziva se ……vrijednost. Trenutne vrijednosti struja, napon, EMF označeni su slovima …… .. Struje čije se trenutne vrijednosti ponavljaju u pravilnim intervalima nazivaju se … .., a najmanji vremenski interval nakon kojeg se ova ponavljanja uočavaju naziva se ……. Ako je kriva promjene periodična struja opisana sinusoidom, struja se naziva …… .. Sve sinusoidne funkcije vremena (na primjer, struja) zapisuju se u istom obliku: 21 i I m sin (t), gdje je i -… .. ……… . . trenutna vrijednost; I m - …………… .. trenutna vrijednost, - ……………; - ……………… Argument sinusa (t) naziva se …… ... Ugao je jednak fazi u početno vrijeme t = 0 i stoga se naziva ………. Faza se kontinuirano povećava tokom vremena, a nakon njenog povećanja za 2, cijeli ciklus promjene struje se ponavlja. Tokom perioda T, faza se povećava za 2. Stoga, odnos 2/T određuje brzinu promjene faze i naziva se ………. 2 / T 2 f; rad s 1, f =… .. Hz s Za određivanje trenutnih vrijednosti u i i potrebno je odrediti njihove parametre: ……., …… .. i ……… .. Može se uzeti u obzir jednosmjerna struja as poseban slučaj naizmjenična struja čija je frekvencija nula. Savremena tehnologija koristi širok raspon frekvencije naizmenične struje od stotinki do milijardi herca. U elektroprivredi naše zemlje i Evrope standardna frekvencija je 50 Hz, SAD - 60 Hz. 22 Sinusoidalni EMF u savremenoj tehnologiji primanja različite metode u ……………………………… .. i drugim uređajima. Ilustrativan primjer je smjernica EMF-a zbog elektromagnetna indukcija u okviru koji rotira u jednoličnom magnetskom polju Okvir površine s sadrži w okretaja i rotira konstantnom ugaonom brzinom u magnetskom polju sa indukcijom B. Zatim …………. okviri ………………………… .. Prema zakonu ………………………… .. EMF se indukuje u okvirnim wBs sin t = .......... .... ... dt Datum _________ 2.2 Predmet RMS sinusoidna struja Trenutna vrijednost naizmjenične struje ide od nule do maksimalne vrijednosti cijelo vrijeme. Izmjenična struja se može okarakterizirati svojom amplitudom. Možete koristiti neka od njegovih svojstava za karakterizaciju naizmjenične struje, koja ne ovisi o smjeru struje. Takvo svojstvo je, na primjer, sposobnost struje da zagrije provodnik kroz koji prolazi. Zamislite naizmjeničnu struju koja prolazi kroz određeni provodnik otpora R. Tokom perioda, struja oslobađa određenu količinu toplotne energije u provodniku ……. 23 Prođimo kroz isti provodnik D.C., podižući ga tako da oslobađa istu količinu toplotne energije u isto vrijeme ...................... Jednosmjerna struja koja emituje istu količinu topline u vodiču kao naizmjenična struja naziva se …………… vrijednost naizmjenične struje. Efektivna vrijednost sinusoidne struje definirana je kao srednji kvadrat za period. Odredite odnos između efektivna struja I i amplituda I m sinusne struje… ……. RMS vrijednost sinusoidnog napona ……. Datum________ 2.3 Tema Otpornik, induktivni kalem i kondenzator u kolu sinusne struje Sastavni elementi kola sinusne struje su otpornik, induktivni kalem i kondenzator. Elementi kola naizmjenične struje, u kojima se energija oslobađa u obliku topline, nazivaju se ……… Elementi kola, u kojima se energija periodično pohranjuje u električnom ili magnetskom polju, nazivaju se ………, a otpori koje pružaju naizmjeničnu struju su ……… otpori. Reaktivni otpori imaju ……… i …………. ... 24 2.4 Tema Otpornik u kolu sinusne struje Ako je sinusni napon …………… .. spojen na otpornik otpora R, tada će kroz njega teći sinusna struja …………………. Slijedom toga, napon na terminalima i struja koja prolazi kroz otpornik imaju istu početnu fazu, ili, kako kažu, ………… .. - istovremeno postižu svoje vrijednosti amplitude i, shodno tome, istovremeno prolaze kroz nulu. Ugao pomaka faze ____________________________________________________ U našem slučaju, ugao pomaka faze je sljedeći …………… Amplitude i efektivne vrijednosti struje i napona povezane su Ohmovim zakonom ……………………………. Protok struje kroz otpornik je praćen potrošnjom energije iz izvora. Brzinu uložene energije karakterizira snaga. Trenutna snaga koju troši otpornik ……………………………………………………………………… .. Prosječna vrijednost trenutne snage za period P 1T pdt naziva se ………… ………… i mjeri se u ……………… .. T0 Formula aktivne snage ………………………………. 25 Datum ___________ 2.5 Tema Induktivna zavojnica u strujnom kolu sinusoidalne struje Induktivna zavojnica kao element ekvivalentnog kola pravog sinusoidnog strujnog kola omogućava da se uzme u obzir fenomen samoindukcije i fenomen akumulacije energije u njegovom magnetskom polje prilikom izračunavanja. U krug naizmjenične struje uključen je zavojnica s beskonačno malim otporom žice R = 0. Kontinuirana promjena struje u vremenu uzrokuje nastanak EMF samoindukcije u zavojima zavojnice. Prema Lenzovom pravilu, ovaj EMF suprotstavlja promjenu struje. Struja kroz zavojnicu se mijenja u skladu sa zakonom ………… U ovom slučaju, EMF samoindukcije ………………………… .. Napon na zavojnici UL = UmSin (ωt + 90 °) Uporedi formulu za struju i napon na zavojnici i zaključiti da je napon na zavojnici ………… .. struja po kutu …………… ili struja …… ..od faznog napona po kutu ……. ... Fazni ugao u ovom slučaju je ……… .. Parametar kola X L L je …………………, koji ima dimenziju Ohma. Zavisi od frekvencije i predstavlja vrijednost kojom se uzima u obzir fenomen samoindukcije.26 Amplitude napona i struje povezane su Ohmovim zakonom: ………… .. Slično za efektivne vrednosti……………… .. Trenutačna snaga lanca sa zavojnicom …………………………………. Analizirajte graf snage, izvedite zaključak: Postoji fluktuacija energije između izvora i zavojnice, i ……………………………………………………………………… .. fluktuacije trenutne snage u lancima sa zavojnicom Amplituda se naziva …………………………………………………………………………………. QL UI I 2 X L. Re aktivna snaga za razliku od aktivne snage, mjeri se u ………. (reaktivni volt-amper). 27 Datum _____________ 2.6 Tema Kondenzator u kolu sinusne struje Uključivanje kondenzatora u kolo naizmjenične struje ne uzrokuje prekid strujnog kola, jer se struja u kolu uvijek održava zbog punjenja i pražnjenja kondenzatora. Neka je napon (slika 2.8 a) u U m sin t. Uzimajući ovu formulu u obzir, ispunite formulu i U dq du C CU m cos tm sin t ……………… 1 2 dt dt C Rezultirajuća formula pokazuje da je struja …………… .. primijenjen napon pod uglom 2 (Sl. 2.8 b, c). Vrijednosti nulte struje odgovaraju vrijednostima maksimalnog napona. Fizički, to je zbog činjenice da nakon postizanja električni naboj i, shodno tome, naponom maksimalne vrijednosti, struja postaje jednaka ………. Fazni pomak struje u odnosu na napon ovdje, kao i prije, znači razliku početne faze napon i struja, tj. …………… .. 28 Dakle, za razliku od kola sa zavojnicom, gdje je / 2, fazni ugao u kolu sa kondenzatorom je …………. Amplituda struje i napona povezani su Ohmovim zakonom I m CU m Um; X C ......... XC gdje je X C - kapacitivnost, koji ima dimenziju Ohm. ……………………… .. snaga dovedena do kondenzatora p ui U m I m sin t sin (t / 2) UI sin 2 t oscilira sinusoidno sa ugaonom frekvencijom od 2, amplitude jednake UI (Sl. 2.8 g). Dolazeći iz izvora, energija se privremeno pohranjuje u električnom polju kondenzatora, a zatim se vraća izvoru kada električno polje nestane. Dakle, ovdje, kao u kolu sa zavojnicom, energija fluktuira između izvora i kondenzatora, a aktivna snaga je P = 0. Amplituda fluktuacije snage u kolu sa kondenzatorom naziva se ……………… ………………………… … ..Snaga ………………………… Datum ______________ 2.7 Tema Kolo koje sadrži otpornik i induktivni kalem Pravi kalem u kolu naizmjenične struje je kombinacija aktivnih i induktivne komponente otpora. Ekvivalentno kolo induktivnog namotaja prikazano je na Sl. Neka struja teče kroz zavojnicu i I m sin (t i). 29 a b c U skladu sa drugim Kirchhoffovim zakonom za trenutne vrijednosti u u R u L ............., gdje je u R napon na aktivni otpor; u L je napon na induktivnoj reaktanciji. Za efektivne vrijednosti jednačina u u R u L ............. može se napisati …………………. Zapišite redoslijed konstrukcije vektorskog dijagrama (b), iz kojeg slijedi izraz napona U 2 U R2 U L2 I 2 R 2 I 2 X L2 Transformirajući ovaj izraz, dobijete vrijednost struje i ukupnog (kompleksnog) otpora …………………………………………………………………………………………. Trougao OAB (slika B) nazvaćemo trougao napona. Komponenta napona u fazi sa strujom naziva se …………. komponenta napona U a U a U R U cos ......... Komponenta napona okomita na vektor struje naziva se ………………… komponenta napona U p U L U sin ........... 30 Ako se stranice naponskog trougla (sl. B) podijele efektivnom vrijednošću struje, onda se dobije trougao ……………. (sl. c). Iz trokuta otpora dobijaju se odnosi za fazni ugao, kao i odnos između parametara kola. Zapišite ove omjere …………………………………………………………… Kolo je induktivno ako je 0< < / 2 . Крайние значения = 0 и = / 2 соответствуют чисто активной и чисто индуктивному характеру нагрузки. Дата ___________ 2.8 Тема Цепь, содержащая резистор и конденсатор Напряжение на входе цепи (рис. а) согласно второму закону Кирхгофа для действующих значений определяется по уравнению U U R U C. Запишите порядок построения векторной диаграммы (рис.б). В цепи про- текает ток i I m sin(t + i) и i < 0. ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 31 ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Из векторной диаграммы получите выражение тока и полного сопротивления для данной цепи ……………………………………….., где z – impedansa lanci R, C. Vektor napona izvora zaostaje za vektorom struje za ugao, pa kažu da je kolo kapacitivno po prirodi (-90°< <0). Для треугольника напряжений (рис.б) и треугольника сопротивлений (рис.в) запишите соотношения, аналогичные соотношениям в предыдущей теме…….. Дата __________ 2.9 Тема Последовательное соединение резистора, катушки и конденсатора а б в При протекании синусоидального тока i I m sin t по цепи, состоящей из последовательно соединенных элементов R, L, C (рис. а), на ее зажимах создается синусоидальное 32 напряжение, равное алгебраической сумме синусоидальных напряжений на отдельных элементах (второй закон Кирхгофа): ……………………….. Для действующих значений это уравнение имеет вид …………………….. Запишите порядок построения векторной диаграммы (рис. б) и распишите порядок получения закона Ома для данной цепи Сдвиг фаз () определим из треугольника напряжений или сопротивлений (рис.в): …………………………………………………………………………………………….. Если X L X C , т.е. X >0, tada lanac ima ……………… .. karakter. U ovom slučaju, U L U C (slika B), a fazni pomak > 0. Ako je X L X C, tj. X< 0, то цепь имеет ………………характер и сдвиг фаз < 0 (рис. в). Таким образом, реактивное сопротивление X может быть положительным (>0) i negativan (< 0). Особый случай цепи, когда X L X C , т.е. реактивное сопротивление X X L X C 0 . В этом случае цепь имеет чисто активный характер, а сдвиг фаз = 0. Такой режим называется ………………………… Условием резонанса напряжений является …………………………………………………………………………………………………. Резонанс напряжений в цепи можно получить …………............................................... 33 ………………………………………………………………………………………… ……… Угловая частота, при которой в цепи наступает резонанс напряжений, называется резонансной угловой частотой …………………….. Полное сопротивление цепи минимальное и равно активному сопротивлению ……………………………………… Ток в цепи, очевидно, будет максимальным …………………………………. Напряжение на резисторе равно напряжению источника: ………………………. Резонанс напряжений, как правило, нежелателен в электроэнергетике, но широко применяется в радиотехнических устройствах, автоматике, телемеханике, связи, измерительной технике и др.. Дата _________________ 2.10 Тема Неразветвленная цепь синусоидального тока 34 Представленная цепь состоит из трех последовательных токоприемников (рис. а): первые два имеют активно-индуктивный характер, третий является serijska veza otpornik i kondenzator. Analizirajte kolo koristeći fazorski dijagram. Proizvoljno izgraditi vektor struje, koji je osnova za sve vektore dijagrama i u skladu sa drugim Kirchhoffovim zakonom, zapisati odnose napona za kolo ……………………, gdje ……………… ………………………………………………………………………………………… Konstruiramo konstitutivne vektore čiji su moduli određeni prema Ohmovom zakonu. Ukupni vektor se konstruiše prema pravilu poligona. Vektori napona na aktivnim otporima kola poklapaju se u fazi sa vektorom struje, vektori U L su ispred vektora struje za 90 °, a vektor U C zaostaje za njim za ugao od 90 ° (slika B). Efektivna vrijednost napona izvora (vektorski modul U) prema dijagramu se nalazi iz OAB naponskog trougla. Izrazite prikazane odnose. …………………………………………………………………………………… ................. U formuli R R1 R2 R3 - ………… .. otpor kola jednak aritmetičkom zbiru otpora serijski spojenih otpornika. Općenito, za n uzastopnih prijemnika n R Rk. k 1 X X L1 X L2 X C3 je …………… .. otpor kola, jednak algebarskom zbiru reaktansi serijski spojenih elemenata. Općenito, n n k 1 k 1 X (X Lk X Ck) X k. U gornjem krugu, zbir vektora induktivnog napona je manji od vektora napona na kondenzatoru, stoga je X< 0. В таком случае говорят, что реактивное сопротивление (или цепь в целом) носит ……………… характер. 35 Дата___________ 2.11 Тема Параллельное включение приемников энергии Цепь из двух параллельных ветвей (рис. а). Известны напряжение источника и параметры схемы. Нужно определить ток I , потребляемый от источника, и угол сдвига на входе цепи. Для получения расчетных соотношений постройте векторную диаграмму токов, предварительно рассчитав токи в параллельных ветвях и углы их сдвига относительно приложенного напряжения. У первой ветви характер нагрузки индуктивный, ток отстает от U на угол 0 2 ……………………………………………………………………… У второй ветви характер нагрузки емкостный, вектор I 2 опережает U на угол 2 0 ……………………………………………………………………………. В качестве основного вектора принимают вектор напряжения источника U , являющегося общим для двух параллельных ветвей (рис. б). Тогда относительно него нетрудно сориентировать векторы токов I 1 , I 2 . Продолжите порядок построения векторной диаграммы ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………... 36 Проекцию вектора тока на вектор напряжения назовем ………………….. тока I а, а перпендикулярную проекцию – ……………………………… I p . На диаграмме (рис. б) эти составляющие показаны для всех векторов. Составляющие токи I a и I p физически не существуют и должны рассматриваться только как расчетные. По диаграмме активная составляющая входного тока определяется как сумма активных составляющих токов в параллельных ветвях (представьте математическое выражение изложенного) ………………………….……………………………………………………………… …………………………..…………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………….. где g – активная проводимость цепи, равная арифметической сумме активных проводимостей отдельных ветвей n g = gk , g g1 g 2 ; k =1 где g k Rk z k2 – активная проводимость k -й ветви. Только в частном случае, когда ветвь представляет собой чисто активное сопротивление zk Rk . Реактивная составляющая входного тока определяется как алгебраическая сумма реактивных составляющих токов в параллельных ветвях. Реактивную составляющую ветви с катушкой считают положительной, а с конденсатором – отрицательной. Знаки учитывают при подстановке соответствующих значений (математическое выражение) ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… где b bL1 bC2 – реактивная составляющая проводимости цепи, равная алгебраической сумме реактивных проводимостей отдельных ветвей. В общем случае 37 n b= bk , k =1 где bk – реактивная проводимость отдельной k -й ветви, bk Xk . zk2 Если рассматриваемая ветвь чисто реактивная: zk X k , проводимость bk является обратной реактивному сопротивлению. Ток на входе цепи I I a2 I p2 U 2 g 2 U 2b 2 U g 2 b 2 Uy, где y g 2 b 2 – ……………………….. цепи, равная геометрической сумме …………………. и ………………. проводимостей. Угол сдвига фаз также определяется из векторной диаграммы. На представленных ниже рисунках изображены векторные диаграммы. Присутствуют такие понятия, как ulazna struja I, njegove komponente I a i I p i napon izvora U. Odredite gdje se nalazi trokut koji formira vektor struje i njegove projekcije I, I a i I p, koji se naziva trokut struja ... - …………………………… .. Ako se stranice ovog trokuta podijele sa napon U, dobijete trokut sličan trokutu struja - trokut provodljivosti ………………. a) b) c) Iz trokuta provodljivosti pronađite odnose između parametara i formula za određivanje ugla faznog pomaka …………………………………………………………………… ……………………… ………… …… .. 38 Da biste uzeli u obzir znak, trebali biste koristiti formule tangente i sinusa. U ovom lancu kada ukupna struja je u fazi sa naponom, a ulazna reaktansa b b L bC 0 ili b L bC, može doći do pojave rezonancije. Kada je b L bC, reaktivne komponente struja suprotnih u fazi su jednake, pa je rezonancija u takvom kolu nazvana ………………………… .. Datum _______________ 2.12 Tema Snaga strujnog kola sinusoidne Razmotrimo a dio električnog kola, napon pri kojem je u U m sin t, i struja i I m sin (t -). Odredimo trenutnu snagu p ui U m I m sin t sin (t) = UI cos cos (2 t). Rezultirajuća jednačina sadrži dvije komponente: konstantnu i sinusoidnu, koja ima dvostruko veću frekvenciju u odnosu na frekvenciju struje i napona. Trenutne vrijednosti struje, napona i snage s induktivnom prirodom kola (> 0) prikazane su na Sl. a. U intervalima kada u i i imaju iste predznake, trenutna snaga je pozitivna, energija dolazi od izvora do prijemnika, troši je otpornik i pohranjuje se u magnetskom polju zavojnice. Kad ti i ja imamo različiti znakovi, trenutna snaga je negativna i energija se djelimično vraća od prijemnika do izvora. Aktivna snaga koja se isporučuje prijemniku jednaka je prosječnoj vrijednosti trenutne snage tokom perioda 39 P 1T pdt UI cos. T0 Trigonometrijska funkcija cos naziva se …………………………………. Aktivna snaga je Aktivna ………………………………………………………………… a) ………………………………… Fig. 2.16 ………………………………………………………………………………………………… .. Što je ugao bliži nuli, to je cos bliži jedinici i, prema tome, ……… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Formula aktivne snage može transformirati uzimajući u obzir prethodno dobijene omjere ……………………………………………………. uto Proizvod efektivnih vrijednosti struje i napona na ulazu kola naziva se ukupna snaga i mjeri se u volt-amperima (VA) S ............... Prividna snaga je proračunska snaga električnih instalacija (generatora, transformatora itd.), za koju je naznačena kao nazivna, na primjer, za generator je nazivna (prividna) snaga jednaka njegovoj aktivnoj maksimalna snaga, koji se može dobiti pri cos = ………… .. Međutim, za većinu potrošača, cos< 1. Поэтому даже при номинальных значениях напряжения и тока энергетические возможности источника используются не полностью, так как P Sном. 40 При расчетах электрических цепей и эксплуатации электрооборудования пользуются также понятием ………………………….., которая вычисляется по формуле Q ..........................., вар. Реактивная мощность характеризует собой энергию, которой обмениваются генератор и приемник. Она определяется maksimalna vrijednost snaga na dijelu kola sa reaktivnim elementima Q ........................................ Reaktivna snaga kola može biti pozitivna ili negativna, ovisno o predznaku kuta. Sa induktivnom prirodom ulaznog otpora (0) reaktivna snaga …………… .., sa kapacitivnim karakterom (0) - ……………………………… Odnos aktivne, jalove i prividne snage S .............. ...... Datum __________________ 2.13 Tema Električna kola sa međusobnom induktivnošću Opšte informacije Evo dva namotaja (provodnika) 41 Kola u kojima se EMF indukuje između dva (ili više) međusobno povezanih zavojnica nazivaju se …………………………………. Konture (sl.) su ravne tanke zavojnice sa brojem zavoja w1 i w2. Tok samoindukcije F1L, stvoren strujom i1, može se predstaviti kao fluks curenja F1 p, koji prodire samo u prvi krug, a fluks F21, koji prodire u drugi krug ………………………… Slično, definirati tok samoindukcije drugog kola ………… …………………. Tokovi F21 i F12 nazivaju se tokovi ……………… ... Uobičajeno je da se označavaju sa dva indeksa: prvi indeks označava, ………………………………………………………… …………………………… …… ,drugo- ………………………………………………………………….................. ........................................................................ ....... ................ Ako se smjer fluksa međusobne indukcije poklapa sa smjerom fluksa samoindukcije ovog kola, onda kažu da je magnetski tokovi i struje kola su usmjereni …………. U slučaju suprotnog smjera, govori se o ………………………………… .. tokovima. Ukupni tokovi koji prodiru u prvi i drugi krug ………………………………………………………… .. gdje “+” odgovara smjeru suglasnika tokova, “-” - do suprotnom smjeru. Pune veze fluksa prvog i drugog kola 1 ............. w1 F1L F12 w1F1L w1F12 L1i1 M12i2; 2 w2F2 .................... w2F2 L w2F21 L2 i 2 M 21i1. Odnos veze fluksa međusobne indukcije u jednom kolu prema struji u drugom se naziva …………………………… .. M 12 12 i2 ............... ..; M 21 21 i1 .................... Za linearna električna kola uvijek je ispunjena jednakost 42 M12 M 21 M. Međusobna induktivnost …………………………………………. dva i zavojnice zavisi od …………………………… .., ……………, a takođe i od ………………………………………………. Induktivnu spregu dva namotaja karakteriše koeficijent sprege ……………………………………………………………………. Ovaj koeficijent je uvijek manji od jedan, budući da je magnetni tok međusobne indukcije uvijek manji od fluksa samoindukcije i može se povećati smanjenjem fluksova curenja bifilarnim namotavanjem zavojnica (dvostruka žica) ili korištenjem materijala s visokim apsolutnim vrijednostima. magnetna permeabilnost za magnetno kolo. Datum ____________________ 2.14 Predmetna EMF međusobne indukcije EMF indukovana u prvom i drugom kolu može se zapisati kao e1 d 1 di di L1 1 M 2 e1L e1 M; dt dt dt e2 d 2 di di L2 2 M 1 e2 L e2 M. dt dt dt Dakle, EMF svake zavojnice je određen ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………… …………………. …………………………………………………………. Da bi se odredio predznak EMF-a međusobne indukcije, označene su stezaljke induktivno spregnutih elemenata kola. Dvije stezaljke nazivaju se istim imenom ako ………………………………………………………………………………………………………………………… …… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …… ……………………………… ……………………………………………………………………………………… .. 43 Takvi zaključci su prikazani na dijagramima …… ……… ……. konvencionalni simboli, na primjer, tačke ili zvjezdice (sl. a, b). Jednako usmjerene struje i1 i i2 (slika A) u odnosu na priključke a i c uzrokuju …………………… .. u smjeru toka samoindukcije F1L (F2 L) i međusobne indukcije F12 (F21) . Stoga su terminali a i c istog imena. Drugi par terminala b i d je također istog imena, ali konvencionalni simboli označavaju samo jedan par istih terminala, na primjer, a i c (slika A). Ako su struje i1 i i2 drugačije usmjerene u odnosu na istoimene stezaljke (slika B), onda postoji ……………… smjer tokova samoindukcije i međusobne indukcije. Na dijagramima, magnetska kola nisu prikazana i ograničena su samo na oznaku istoimenih terminala (sl. C, d). Napišite postupak određivanja istoimenih terminala ………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………… ………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… 44 a) b) c) d) Sl. 2.36 Zapišite postupak za određivanje predznaka EMF i napona međusobne indukcije, na osnovu slike A. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… … ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………… …………………………………………………………………………………………………… 45 Odjeljak 3. Magnetno polje i magnetska kola Datum ___________ 3.1 Tema Feromagnetni materijali i njihova magnetna svojstva Koji materijali spadaju u feromagnetne i neferomagnetne materijale: ………………………………………………………………………………………………… ……………………… …… ……………………………………………………………………………………………………………… .. Karakteristika …………………… …………………. materijala je da je odnos između magnetne indukcije B i jačine magnetnog polja H u njima ……………………………… .. Njihova apsolutna magnetska permeabilnost je konstantna vrijednost i praktično je jednaka magnetnoj konstanta ……………………………………………………………………. ... Materijali čija magnetna permeabilnost dostiže velike vrijednosti a zavise od vanjskog magnetskog polja i prethodnog stanja, nazivaju se …………………………… .. Svojstva feromagnetnih materijala obično karakterizira ………………………… .. magnetna indukcija B na jačinu magnetnog polja N. Ako je …………………… .. uzorak u periodičnom magnetskom polju, tada BH kriva ima oblik petlje, koja se naziva ……………………………… (Sl.). Sekcija 0a je kriva magnetizacije, budući da polje nastaje kada nula vrijednost indukcija. Tačke b i d odgovaraju zaostaloj indukciji Br, a napetost u tačkama c i f naziva se usporavajuća, ili ………………… sila H c. 46 Fig. 3.1 Ovisno o …………………………………. feromagnetni materijali se dijele u dvije grupe: 1) ……………………………… ..sa visokom magnetskom permeabilnosti i malom koercitivnom silom H c 400 A m. Tu spadaju električni čelici, permaloj i feriti; 2) ………………………………… sa malom magnetskom permeabilnosti, velikom koercitivnom silom Hc 5000 ... 8000 A m i visokom zaostalom indukcijom Br 0,8 ... 1 T. …………………… .. materijali se koriste za proizvodnju trajnih magneta. To uključuje legure ugljika, volframa, hroma i kobalta. ……………………… igra materijala važnu ulogu u elektrotehnici, jer omogućavaju dobijanje jakih magnetnih polja pri relativno niskim naponima i projektovanje elektromagnetnih uređaja sa određenim karakteristikama. ……………………………. koristi se u svim električnim mašinama, transformatorima, elektromagnetima, relejima itd. 47 Datum _____________ 3.2 Tema Zakon ukupne struje i njegova primena za izračunavanje magnetnog polja ………………………………………… .. agregat magnetomotora sile (MDF) se nazivaju feromagnetna tijela ili bilo koji drugi medij kroz koji je magnetski tok zatvoren. Umnožak broja zavoja zavojnice i struje koja teče u njemu naziva se …………………………… .. (MDS) F ............... ., [A]. MDF inducira magnetni tok u magnetskom kolu na isti način kao što EMF inducira struju u električnom kolu. Na MDS dijagramima označeni su strelicom čiji se pozitivni smjer poklapa sa smjerom kretanja desnog zavrtnja, ako se okreće u smjeru struje u namotu (slika A). Magnetsko kolo, u čijim je dijelovima magnetni tok isti, naziva se …………………. (sl. b). a) b) c) d) Sl. U razgranatom magnetnom kolu, fluksovi u različitim presjecima nisu isti (slika C). Jedan od osnovnih zakona koji se koristi pri izračunavanju magnetnog kola je ................................................ ..... .: cirkulacija vektora magnetnim poljem H oko zatvorene konture jednaka je algebarskom zbiru struja koje pokriva ova kontura H dl I. Ako integraciona petlja pokriva w zavoja kalema, kroz koje teče struja I, tada zakon ukupne struje ima oblik 48 H dl ................. Postoji formalna analogija između veličina koje karakteriziraju magnetska i električna kola. Ova analogija se proteže i na metode izračunavanja magnetnih kola. U električnim krugovima jednosmjerne struje nastaju pod utjecajem EMF-a. U magnetnim krugovima, magnetni tok stvara MDS namotaja. Slično otporu električna strujačesto koriste otpor magnetnom fluksu, koji se naziva ……………………………… ... Uzimajući u obzir gore navedeno, zapišite formule za magnetni otpor za lokaciju Proizvod magnetnog fluksa i magnetskog otpora naziva se po analogiji sa električnim… …… .. b) a) lanac …………………………… ... Sl. 3.3 Zapišite Ohmov zakon za magnetsko kolo ………………………………. Za dio magnetskog kola bez MDS ………………………… .. Zbog nelinearnosti magnetskog otpora, nemoguće je primijeniti Ohmov zakon za feromagnetne presjeke. Može se koristiti samo u područjima sa zračnim otvorima. Za razgranjena magnetna kola važe Kirchhoffovi zakoni. Prvi Kirchhoffov zakon je Fk 0. ………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………. 49 ……………………………………………………………………………………………. Drugi Kirchhoffov zakon je Iw Um Hl. 50

Da pretvorite vrijednosti u važeće, morate:

Tačka iznad I znači da je složen.

Da se ne bi pomiješali sa strujom, u elektrotehnici se složena jedinica označava slovom "j".

Za dati napon imamo:

U rješavanju problema obično djeluju efektivnim vrijednostima.

U naizmjeničnu struju uvode se novi elementi:

L - [Gn]
kondenzator [kapacitet]	S - [Ž]

Njihov otpor ( reaktanse) nalaze se kao:


(otpor kondenzatora - negativan)

Na primjer, imamo krug, spojen je na napon od 200 V, koji ima frekvenciju od 100 Hz. Potrebno je pronaći struju. Parametri elemenata su postavljeni:

Da biste pronašli struju, napon se mora podijeliti sa otporom (iz Ohmovog zakona). Glavni zadatak ovdje je pronaći otpor.

Kompleksni otpor se nalazi kao:

Podijelimo napon sa otporom i dobijemo struju.

Sve ove radnje su zgodne za izvođenje u MathCad-u. Kompleksna jedinica se stavlja "1i" ili "1j". Ako nema mogućnosti, onda:

1. Pogodno je podijeliti podjelu u indikativnom obliku.
2. Sabiranje i oduzimanje - u algebarskom.
3. Množenje - u bilo kojem (oba broja u istom obliku).

Takođe, hajde da kažemo nekoliko reči o moći. Snaga je proizvod struje i napona za jednosmjerna kola. Za krugove naizmjenične struje uvodi se još jedan parametar - fazni ugao (ili bolje rečeno njegov kosinus) između napona i struje.

Pretpostavimo da smo za prethodni krug pronašli struju i napon (in integrisani oblik).

Također, snaga se može pronaći pomoću druge formule:

U ovoj formuli - konjugirani kompleks struje. Konjugirati znači da njegov imaginarni dio (onaj sa j) mijenja predznak u suprotan (minus / plus).
Re- označava pravi dio (onaj bez j).

To su bile formule za aktivnu (neto) snagu. U krugovima naizmjenične struje postoji i reaktivna snaga (generirana kondenzatorima, koju troše zavojnice).

Ja sam- imaginarni dio kompleksni broj(onaj sa j).

Poznavajući reaktivnu i aktivnu snagu, možete izračunati puna moć lanci:

Za pojednostavljeni proračun AC i DC krugova koji sadrže veliki broj filijale, koristite jednu od pojednostavljenih metoda analize mreže. Razmotrimo detaljnije metodu struja petlje.

Metoda struje petlje (MCT)

Ova metoda je prikladna za rješavanje kola koja sadrže više čvorova od nezavisnih kola (na primjer, kolo iz DC sekcije). Princip rješenja je sljedeći:

Ova metoda, kao i druge (na primjer, metoda čvornih potencijala, ekvivalentni generator, superpozicija), prikladna je i za DC i AC kola. Prilikom proračuna krugova naizmjenične struje, otpori elemenata se svode na složen oblik snimanja. Sistem jednačina je također riješen u složenom obliku.

Književnost

Prilagođeno rješenje za elektrotehniku

I zapamtite da su naši rješavači uvijek spremni da vam pomognu oko TOE. ...

Državna obrazovna ustanova

"Mogilevski stručni elektrotehnički koledž"

Radna sveska

"Osnovni kurs električara"

Programer master p \ o kategorije 1 Aniskov A.A.

ANOTATION

Traži nova energija Zamjena zadimljenih, skupih, niskoefikasnih goriva dovela je do otkrića svojstava razni materijali akumuliraju, skladište, efikasno prenose i pretvaraju električnu energiju. Prije dva stoljeća otkrivene su, istražene i opisane metode korištenja električne energije u svakodnevnom životu i industriji. Od tada se nauka o elektricitetu pojavila kao posebna grana. Sada je teško zamisliti naš život bez električnih uređaja. Mnogi od nas se ne ustručavaju popraviti kućanskih aparata i uspješno se nositi s tim. Mnogi ljudi se boje čak i popraviti utičnicu. Naoružani nekim znanjem, prestaćemo da se plašimo struje. Procese koji se odvijaju u mreži treba razumjeti i koristiti za njihove vlastite svrhe.

Predloženi predmet je osmišljen za početno upoznavanje studenata sa osnovama elektrotehnike.

Materijal mogu koristiti studenti u pripremi za nastavu, nastavnici i majstori industrijske obuke

Nakon proučavanja ovog priručnika, svaki učenik treba da zna:

Glavni električni koncepti i vrijednosti;

Električni materijali i njihova vodljivost;

Simboli električni krugovi;

Označavanje električnih krugova, žica i kabela;

Proračun poprečnog presjeka žica;

Metode za dobivanje kontaktnih veza;

Pravila za uzemljenje i zaštitu električnih instalacija;

Povezivanje motora i generatora;

Metode za zaštitu električnih krugova od preopterećenja;

Vrste električnih instalacija i načini njihove instalacije;

Sigurnosne mjere elektro radovi i glavne metode pružanja prve pomoći žrtvi u slučaju strujnog udara.

Nakon što završe ovaj priručnik, učenici bi trebali biti u stanju:

Izračunajte poprečni presjek žica;

Koristite mjerne instrumente;

Prikupite najjednostavnije električne krugove;

Montirajte kontaktne veze uvrtanjem i lemljenjem.

1.Apstrakt

2. Osnovne električne veličine.

3. Električni materijali. Otpor, provodljivost.

4. Simboli na dijagramima.

5.Električni krug. Paralelna i sekvencijalna veza.

6.Proračun poprečnog presjeka žica.

7. Magnetna svojstva električne struje.

8. Električni krugovi. Kontrolna kola.

9.Relej. Kontaktori.

10. Generator. Motor.

11.Mjerni uređaji.

12. Metode za dobijanje kontaktnih veza.

13. Uzemljenje i zaštita.

14. Napon koraka.

15.Trofazna struja.

16. Uključivanje u "trokut" i "zvijezdu".

17. Električne mašine iz popravke.

18.Inkluzija trofazni motor u jednofaznu mrežu.

19.Magnetski starter.

20. Instalacijski i šematski dijagrami.

21. Električni i upravljački krugovi.

22. Kako sastaviti kola.

23. Zaštita strujnih kola.

24. Automatizacija.

25. Osvetljenje.

26. Električno ožičenje.

27. Pružanje prve pomoći žrtvi u slučaju strujnog udara.

29. Krugovi za ravnanje.

30. Transformatori.

31. Prijave. Izbor i primjena zaštitne opreme.

32. Provjera znanja o naučenom. Odgovorite na postavljena pitanja.

33. Korištena literatura.

Osnovne električne veličine i pojmovi

Suština elektriciteta je da se tok elektrona kreće duž provodnika u unutrašnjosti zatvoreno kolo od izvora struje do potrošača i obrnuto. Krećući se, ovi elektroni rade određeni posao... Ova pojava se zove - ELEKTRIČNA STRUJA, a mjerna jedinica je dobila ime po naučniku koji je prvi istraživao svojstva struje. Prezime naučnika je Amper.

Morate znati da se tokom rada struja zagrijava, savija i pokušava pokidati žice i sve kroz šta teče. Ovo svojstvo treba uzeti u obzir pri proračunu strujnih krugova, tj. što je struja veća, to su žica i struktura deblji.

Ako otvorimo strujni krug, struja će stati, ali će i dalje postojati neki potencijal na stezaljkama izvora struje, uvijek spreman za rad. Razlika potencijala na dva kraja provodnika naziva se NAPON (U).

Svojevremeno je naučnik po imenu Volt pedantno proučavao električni napon i dao mu detaljno objašnjenje... Nakon toga, mjernoj jedinici je dato njegovo ime.

Za razliku od struje, napon se ne prekida, već izgara. Električari kažu da se pokvario. Zbog toga su sve žice i električni sklopovi zaštićeni izolacijom, a što je veći napon, to je deblja izolacija.

Nešto kasnije, drugi poznati fizičar, Ohm, pažljivo eksperimentirajući, otkrio je odnos između ovih električnih veličina i opisao ga. Sada svaki učenik zna Ohmov zakon I = U / R. Može se koristiti za izračunavanje jednostavni lanci... Prekrivajući prstom vrijednost koju tražimo, vidjet ćemo kako je izračunati.

Ne plašite se formula. Za korištenje električne energije nisu potrebne toliko one (formule), koliko razumijevanje onoga što se događa u električnom kolu.

I događa se sljedeće. Proizvoljni izvor struje (za sada ga nazovimo GENERATOR) proizvodi električnu energiju i prenosi je do potrošača putem žica (nazovimo ga, za sada, riječju LOAD). Tako smo dobili zatvoreno električno kolo"" GENERATOR - LOAD "".

Dok generator stvara energiju, opterećenje je troši i radi (tj. pretvara električnu energiju u mehaničku, svjetlosnu ili bilo koju drugu). Postavljanjem konvencionalnog prekidača u prekid žice, možemo uključiti i isključiti opterećenje kada nam zatreba. Tako dobijamo neiscrpne mogućnosti regulacije rada. Zanimljivo je da kada je opterećenje isključeno, nema potrebe za isključivanjem generatora (po analogiji s drugim vrstama energije - ugasiti vatru ispod parnog kotla, isključiti vodu u mlinu, itd.)

Istovremeno, važno je poštovati proporcije GENERATOR-OPTERET. Snaga generatora ne bi trebala biti manje snage opterećenje. Ne može se spojiti na slab generator moćno opterećenje... To je kao da upregnete staru čamcu u teška kolica. Napajanje se uvijek može pronaći u dokumentaciji za električni uređaj ili njegovoj oznaci na pločici pričvršćenoj na bočnu ili stražnju stijenku električnog uređaja. Koncept SNAGE uveden je u svakodnevni život prije više od jednog stoljeća, kada je električna energija prešla pragove laboratorija i počela se koristiti u svakodnevnom životu i industriji.

Snaga je proizvod napona i struje. Vat se uzima kao jedinica. Ova vrijednost pokazuje koliko struje troši opterećenje na tom naponu. P = U x I

Električni materijali. Otpor, provodljivost

Već smo spomenuli količinu koja se zove OM. Hajde sada da se zadržimo na tome detaljnije. Naučnici su dugo vremena skrenuli pažnju na to različitih materijala ponašaju se drugačije sa strujom. Jedni ga puštaju da prođe slobodno, drugi mu se tvrdoglavo opiru, treći ga puštaju samo u jednom pravcu, ili ga puštaju „pod određenim uslovima“. Nakon testiranja provodljivosti svih mogućih materijala, postalo je jasno da apsolutno svi materijali, u ovoj ili drugoj mjeri, mogu provoditi struju. Za procjenu "mjere" provodljivosti izvedena je jedinica električnog otpora i nazvana OM, a materijali su, ovisno o njihovoj "sposobnosti" da propuštaju struju, podijeljeni u grupe.

Jedna grupa materijala su provodnici. Provodnici provode struju bez većih gubitaka. Provodnici uključuju materijale otpornosti od nula do 100 Ohm / m. Takva svojstva poseduju uglavnom metali.

Druga grupa su dielektrici. Dielektrici također provode struju, ali s velikim gubicima. Njihov otpor je od 10.000.000 Ohma do beskonačnosti. Dielektrici, uglavnom, uključuju nemetale, tečnosti i razne veze gasovi.

Otpor od 1 oma znači da u vodiču poprečnog presjeka od 1 sq. mm i dužine od 1 metar, izgubit će se 1 Amper struje..

Recipročna otpornost je provodljivost. Vrijednost provodljivosti određenog materijala uvijek se može naći u referentnim knjigama. Otpornost i provodljivost nekih materijala date su u tabeli br.1

TABELA br. 1

Iz tabele možete vidjeti da su najprovodljiviji materijali srebro, zlato, bakar i aluminij. Zahvaljujući visoka cijena srebro i zlato se koriste samo u visokotehnološkim krugovima. A bakar i aluminij se široko koriste kao provodnici.

Također je jasno da ne postoje apsolutno provodljivi materijali, pa se pri proračunu uvijek mora uzeti u obzir da se struja gubi u žicama i pada napon.

Postoji još jedna, prilično velika i "zanimljiva" grupa materijala - poluvodiči. Provodljivost ovih materijala varira u zavisnosti od uslova okruženje... Poluvodiči počinju bolje ili, obrnuto, lošije provoditi struju, ako su zagrijani / hlađeni, ili osvijetljeni, ili savijeni, ili, na primjer, šokirani.

Simboli u dijagramima

Za puno razumijevanje procesa koji se odvijaju u lancu, potrebno je biti u stanju ispravno očitati električna kola. Da biste to učinili, morate poznavati konvencije. Od 1986. godine stupio je na snagu standard koji je u velikoj mjeri uklonio razlike u oznakama koje postoje između europskog i ruskog GOST-a. Sada električar iz Milana i Moskve, Barselone i Vladivostoka može da čita električnu šemu iz Finske.

V električni dijagrami postoje dvije vrste oznaka: grafičke i abecedne.

Slovne oznake najčešćih tipova elemenata prikazane su u tabeli br. 2:

TABELA br. 2

Grafički simboli su prikazani u tabelama br. 3 - br. 6. Žice na dijagramima su označene pravim linijama.

Jedan od glavnih zahtjeva pri sastavljanju dijagrama je njihova lakoća percepcije. Električar, kada gleda u strujni krug, mora razumjeti kako je sklop uređen i kako radi jedan ili drugi element ovog kola.

TABELA 3. Simboli kontaktnih veza