کتاب کار مهندسی برق برای سازمان های غیردولتی. مواد الکتریکی

وزارت آموزش و علوم فدراسیون روسیه FGOU SPO "Komsomolsk - on - Amur Aviation Technical College" کتاب کار رشته "مهندسی برق" بخش 1 مدارهای خطیجریان مستقیم بخش 2 مدارهای خطی جریان سینوسی بخش 3 میدان مغناطیسی و مدارهای مغناطیسی دانش آموز گر. _____________ _______________________ _______________________ Komsomolsk-on-Amur 2014 کتاب کاردر مورد رشته "مهندسی برق": کمک آموزشی / نویسنده Noskova E.D. Komsomolsk-on-Amur: FGOU SPO "Komsomolsky - on - Amur Aviation Technical College"، 2014 - p.50 کتاب کار برای بخش "مدارهای DC خطی"، "مدارهای خطی جریان سینوسی"، "میدان مغناطیسی و مغناطیسی" توسعه یافته است. مدارها "جنبه های اصلی بخش های ارائه شده را پوشش می دهد. مطابق با الزامات استانداردهای آموزشی فعلی روسیه، کتاب کار برای آن طراحی شده است کار مستقلدانش آموزان هنگام مطالعه و تثبیت مطالب، هنگام انجام تکالیف. برای دانش آموزانی که در تخصص های فنی تحصیل می کنند، معلمان رشته های فنی عمومی. در جلسه توسط رئیس کمیسیون موضوع (چرخه) PCC Kvetka V.I. 2 مقدمه بر در این اواخریک مشکل حاد آموزش حرفه ای متخصصان بسیار ماهر وجود دارد. حرفه ای بودن تحرک بالای متخصصان، توانایی آنها برای تسلط سریع بر نوآوری ها و انطباق سریع با شرایط در حال تغییر است. و این به شرطی امکان پذیر است که فارغ التحصیل دانشکده فنی دائما در حال تحصیل باشد. و نکته اصلی در این فرآیند مقدار اطلاعات دریافتی نیست، بلکه توانایی یافتن خلاقانه، جذب و استفاده از آن است. در یادداشت توضیحی برنامه رشته تحصیلی"مهندسی برق" بیان می کند که در نتیجه مطالعه این رشته، دانشجویان باید: بتوانند: محاسبات مدارهای الکتریکی را انجام دهند. انتخاب مواد الکتریکی بر اساس تجزیه و تحلیل خواص آنها برای یک کاربرد خاص. استفاده از ابزار و خواندن آنها. انجام بررسی آمپرمتر، ولت متر و متر تک فاز. اندازه گیری پارامترهای مدارهای DC و AC؛ بدانید: مبانی تئوری میدان های الکتریکی و مغناطیسی؛ روش های محاسبه مدارهای ثابت، متناوب جریان های تک فاز و سه فاز؛ روش های اندازه گیری مقادیر الکتریکی، غیر الکتریکی و مغناطیسی؛ مدارهایی برای روشن کردن دستگاه ها برای اندازه گیری جریان، ولتاژ، انرژی، فرکانس، مقاومت عایق، قدرت؛ طبقه بندی مواد الکتریکی، خواص آنها، دامنه. حل وظایف تعیین شده بدون سازماندهی فعالیت شناختی مستقل دانش آموزان غیرممکن است. برای این منظور، یک کتاب کار تهیه شده است که برای کار مستقل در مطالعه، تلفیق مطالب و اجرا در نظر گرفته شده است. مشق شب... 3 کتاب کار برای بخش های "مدارهای DC خطی"، "مدارهای سینوسی خطی"، "میدان مغناطیسی و مدارهای مغناطیسی" ایجاد شده است. کتاب کار دانش آموزان را از کار مقدماتی- بازنویسی داده ها و سوالات اولیه و بیشترین است شکل بهینهبرای شرایط کمبود شدید زمان کار کنید. همانطور که تجربه چندین ساله تدریس نشان می دهد، اجرای موفق توسط دانش آموزان کنترل کار می کند، در صورتی حاصل می شود که با مطالعه مستقل اطلاعات آموزشیدانش آموزان یک سری سؤالات و وظایف مربوط به مطالب موضوع کنترل شده را انجام می دهند. هدف اصلی چنین وظایفی انجام دادن است مطالعه مستقلیا مشخص کردن و متمرکز کردن اطلاعات یادگیری دانش آموزان. آنها باید دانش آموزان را به سمت تسلط بر مهمترین مفاد موضوع مورد مطالعه سوق دهند. بنابراین، حل مسائل به موازات مطالعه مطالب در مورد منابع اطلاعاتی باید با بهبود سازماندهی کار مستقل، به کسب دانش مورد نیاز با مصرف بهینه انرژی و زمان دانش آموز کمک کند. هنگام ترسیم سؤالات و وظایف و همچنین ترتیب اجرای آنها ، روش بهینه شکل گیری تدریجی مهارت ها و توانایی ها هنگام مطالعه مطالب در نظر گرفته می شود. برای تصمیم درستسوالات و تکالیف، دانش سطحی کافی از مطالب وجود ندارد، تنها با مطالعه عمیق و تفکر بر روی مطالب کتاب درسی و تغییر منطقی اطلاعات مطالعه شده قبلی، می توان تفکر منطقی، یافتن ارتباط بین پدیده ها و حل مسائل را یاد گرفت. حداقل هزینهزمان. حل مسئله مهارت های استفاده از نظریه را در عمل توسعه می دهد. رویکردی به مطالعه دوره "مهندسی برق" از چنین موقعیتی، علاقه به جذب با کیفیت بالای مواد را تضمین می کند، سطح انگیزه و علاقه به مطالب مورد مطالعه را افزایش می دهد. 4 مطالب مقدمه…………………………………………………………………… 3 1 بخش مدارهای DC خطی 7 1.1 موضوع خواص عمومیجریان مستقیم 7 1.2 موضوع جریان الکتریکی. چگالی جریان ولتاژ الکتریکی 9 1.3 موضوع قانون اهم 11 1.4 مبحث منبع EMF و منبع جریان 12 1.5 موضوع انرژی الکتریکی و توان الکتریکی 14 1.6 موضوع قانون اهم برای بخشی از مدار حاوی EMF 16 1.7 موضوع Kirchhoff's 1. 2 بخش مدارهای خطی جریان سینوسی 21 2.1 موضوع دامنه، فرکانس و فازهای جریان و ولتاژ سینوسی 21 2.2 مبحث مقدار RMS جریان سینوسی 23 2.3 موضوع مقاومت، سیم پیچ القایی و خازن در مدار جریان سینوسی در مدار جریان سینوسی 24 تاپ 24. 25 2.5 موضوع سیم پیچ القایی در جریان مدار سینوسی 26 2.6 مبحث یک خازن در مدار جریان سینوسی 28 2.7 مبحث مدار حاوی یک مقاومت و یک سیم پیچ القایی 29 2.8 مبحث مدار حاوی یک مقاومت و یک خازن از اتصال Topic 39 2. یک مقاومت، سیم پیچ القاییو خازن 32 2.10 موضوع جریان سینوسی بدون انشعاب 34 2.11 موضوع اتصال موازیگیرنده های انرژی 36 2.12 موضوع توان مدار جریان سینوسی 39 2.13 موضوع مدارهای الکتریکی با اندوکتانس متقابل. اطلاعات عمومی 41 2.14 موضوع EMF القای متقابل 43 3 بخش میدان مغناطیسی و مدارهای مغناطیسی 46 3.1 موضوع مواد فرومغناطیسی و خواص مغناطیسی آنها 46 3.2 موضوع قانون جریان کلو کاربرد آن برای محاسبه میدان مغناطیسی 48 5 اطلاعات برای دانش آموزان کتاب کار مطابق با برنامه رشته "مهندسی برق" تهیه شده است. این دفترچه برای کار مستقل در کلاس درس هنگام مطالعه مطالب جدید و هنگام انجام تکالیف در نظر گرفته شده است. کتاب کار با تفکیک درس از مواد گردآوری شده است. این دفترچه دانش آموزان را از کارهای مقدماتی - بازنویسی داده ها و سؤالات اولیه آزاد می کند و در صورت کمبود شدید زمان، بهینه ترین شکل کار است. پاسخ به سوالات باید مشخص و جامع باشد. هنگام اجرای طرح ها، باید قوانین را رعایت کنید گرافیک مهندسی... هنگام پاسخ دادن به سوالات آزمون، باید تعداد پاسخ صحیح را ذکر کنید. پس از دریافت اعتبار، دانشجو باید یک کتاب کار با تمام کارهای انجام شده ارائه دهد. هنگام انجام وظایف، باید از ادبیات زیر استفاده کنید: فهرست منابع استفاده شده توسط I.A. دانیلوف پی.ام. ایوانف مهندسی برق عمومی با مبانی الکترونیک. کتاب درسی. م: "دبیرستان" 2008 E.A. مهندسی برق Lotoreychuk. آموزش... M: "دبیرستان"، 2010 Kuzovkin V.A. مهندسی برق نظری ... کتاب درسی. M .: Logos, 2008 6 بخش 1 مدارهای DC خطی تاریخ _________________ 1.1 موضوع مشخصات کلی مدار الکتریکی به چه چیزی گفته می شود؟ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ____________ چه وسایلی را منابع انرژی الکتریکی می نامند؟ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _____________________ منابع شیمیایی انرژی الکتریکی معمولاً .... نامیده می شوند؟ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ______________ منابع فیزیکی انرژی الکتریکی را دستگاه‌ها می‌گویند …. ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _____________________ مدارهای الکتریکی حاوی:… ..؟ _________________________________________________________________________________ _______ 7 یک نمایش گرافیکی از یک مدار الکتریکی ... ________________________________________________________________________________ تعریف صحیح نمادهای داده شده را برای منابع و گیرنده های جریان مستقیم ارائه دهید؟ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________ تعریف درستی از قراردادهای داده شده در مورد وسایل اندازه گیری و وسایل سوئیچ ارائه دهید؟ الف) ب) ج) د) ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________ مدار معادل چیست؟ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________ نمونه هایی از مدارهای الکتریکی منشعب و بدون انشعاب را رسم کنید؟ 8 مفاهیم زیر را به درستی تعریف کنید: شاخه، کانتور، گره؟ مفهوم را به صورت گرافیکی به تصویر بکشید _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________ تاریخ ____________________ 1.2 موضوع جریان الکتریکی. چگالی جریان ولتاژ الکتریکی به چه جریان الکتریکی گفته می شود و چه جریانی ثابت در نظر گرفته می شود، بعد را نشان دهید؟ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ ______________ مشخص کردن هادی های نوع اول _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ ______________ مشخص کردن هادی های نوع دوم _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ ______________ جهت مثبت جریان الکتریکی … _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 9 _________________________________________________________________________________ ___________ شرایط وقوع جریان الکتریکی _ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ ______________________ نحوه انتخاب جهت مثبت جریان ها هنگام محاسبه مدارهای الکتریکی، مثال بزنید. _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ ______________ 10 تاریخ _________________ 1. 3 مبحث قانون اهم قانون اهم به شرح زیر است: _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ ________________________ قانون اهم به شکل دیفرانسیل برای یک بخش مدار بدون EMF به شکل …… _________________________________________________________________________________ _ فرمولاسیون. بعد، ابعاد، اندازه. مقاومت. بعد، ابعاد، اندازه. رابطه بین مقاومت و رسانایی .) عبور از… .. مختصات. به چنین مقاومتی …… مقاومتی گفته می‌شود که مشخصه I – V آن یک خط منحنی است (شکل….)، ……… مدارهای الکتریکی که فقط حاوی عناصر خطی هستند را ... .. اگر حداقل یک عنصر غیر خطی در مدار وجود داشته باشد، کل مدار نامیده می شود ... تاریخ _________________ 1.4 مبحث منبع EMF و منبع جریان هنگام تبدیل هر نوع انرژی به انرژی الکتریکیدر منابع به دلیل نیروی الکتروموتور (EMF) رخ می دهد. نیروی الکتروموتور E مشخص کننده …. ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ____________ EMF به صورت ……. _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ ______________ EMF برابر است با کار، …… 12 EMF را می توان به عنوان تفاوت… نشان داد. _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ __________________ منبع ایده آل EMF چنین منبع انرژی است ... _________________________________________________________________________________ _ منبع EMFپذیرفته شده… .. جریان در مدار با فرمول تعیین می شود …… _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________ ولتاژ در پایانه های منبع یا در بار با فرمول …… 13 ویژگی های I - V منابع انرژی الکتریکی اغلب تعیین می شود. ویژگی های ……… نامیده می شود. ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _________________ منبع ایده آل انرژی الکتریکی منبع جریان نامیده می شود که ... بعد انرژی 14 _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ ___________ توان الکتریکی توان الکتریکی Pg است ... .. ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ______________ گیرنده بُعد توان (قدرت مفید) P به توان منبع انرژی Pg را ضریب آن می گویند. اقدام مفید(کارایی) -… .. یک مشخصه کارایی بدهید، فرمول های لازم را بدهید. _________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ تاریخ ___________________ 15 1.6 موضوع قانون اهم برای یک بخش مدار حاوی EMF ac E IR ac E IR با استفاده از طرح های پیشنهادی و همچنین عبارت U ac ac معادله ای را بدست آورید که به شکل ریاضی قانون اهم را برای مقطع مدار حاوی EMF بیان می کند. IU ac ER ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ ______________ تاریخ _________ 1.7 موضوع قوانین Kirchhoff قوانین Kirchhoff روابط بین مدارهای اختیاری ولتاژ جریان های الکتریکی و انشعابی را برقرار می کند. اولین قانون کیرشهوف از قانون بقای بار ناشی می شود. این شامل این واقعیت است که ………. 16 یادداشت کنید بیان ریاضیاولین قانون کیرشهوف برای شکل قانون دوم کیرشهوف می گوید: ………… kmi 1 i 1 Ei I i Ri عبارت بسط یافته را با استفاده از نکته زیر یادداشت کنید در مورد علائم معادله حاصل: 1) EMF مثبت است اگر جهت با جهت خودسرانه بای پس حلقه انتخاب شده منطبق است. 2) اگر جهت جریان در مقاومت با جهت بای پس منطبق باشد، افت ولتاژ در مقاومت مثبت است. 17 تاریخ ________ 1.8 مبحث تبدیل مدارهای الکتریکی خطی محاسبه و مطالعه مدارهای الکتریکی پیچیده در بسیاری از موارد می تواند با تبدیل تا حد زیادی تسهیل شود. ماهیت تبدیل این است که بخش‌هایی از مدار را با بخش‌های معادل، اما ساده‌تر جایگزین کنیم، یعنی. عدم ایجاد تغییر در ولتاژ و جریان در بقیه مدار اتصال سری مقاومت ها الف) شکل. 1.17 ب) اگر چندین مقاومت یکی پس از دیگری بدون انشعاب وصل شوند و جریان یکسانی از آنها عبور کند، چنین اتصالی را ترتیبی می نامند. با استفاده از قانون دوم کیرشهوف، عبارت مقاومت کل (معادل) یک مدار الکتریکی را بنویسید _________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ اتصال سریال گیرنده های انرژی به طور گسترده ای پیدا شده است مناطق مختلففن آوری. معمولاً زمانی استفاده می شود که ولتاژ نامی گیرنده کمتر از ولتاژ منبع برق باشد. 18 اتصال موازی مقاومت ها اتصال موازی گیرنده ها اتصالی است که در آن چندین انشعاب به دو گره یکسان مدار الکتریکی متصل می شوند. مطابق قانون اهم و قانون اول کیرشهوف، عبارت مقاومت کل (معادل) را یادداشت کنید. مدار الکتریکی اتصال موازی ویژگی های خاص خود را دارد: همه گیرنده ها تحت ولتاژ یکسانی هستند. در ولتاژ ثابتخاموش کردن یک یا چند گیرنده انرژی باعث ایجاد اختلال در حالت عملکرد گیرنده هایی که روشن می مانند. اتصال مخلوط مقاومت ها اتصال مخلوط ترکیبی از اتصال سری و موازی مقاومت ها است. 19 الف) ب) ج) استفاده از دانش در مورد سازگار و اتصال موازیمقاومت‌ها، مقادیر جریان‌های شاخه‌ها را بدست آورید. در حال حاضر تقریبا تمام انرژی الکتریکی به صورت انرژی تولید می شود جریان متناوب... مزیت اصلی جریان متناوب نسبت به جریان مستقیم، توانایی تبدیل ساده ولتاژ در هنگام انتقال نیرو با حداقل تلفات است. دینام ها و موتورها نسبت به ماشین های DC ساده تر، قابل اطمینان تر و راحت تر عمل می کنند. تاریخ____________ 2.1 موضوع دامنه، فرکانس و فاز جریان سینوسی و ولتاژ V فن آوری پیشرفتهجریان های متناوب به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند: سینوسی، مستطیلی، مثلثی، و غیره. مقدار جریان در هر زمان به نام مقدار ……. مقادیر آنیجریان، ولتاژ، EMF با حروف مشخص می‌شوند…….. جریان‌هایی که مقادیر لحظه‌ای آن‌ها در فواصل منظم تکرار می‌شوند…………………………………………………………… اگر منحنی تغییر جریان دوره ایتوصیف شده توسط یک سینوسی، جریان نامیده می شود …… .. همه توابع سینوسی زمان (مثلاً جریان) به یک شکل نوشته می شوند: 21 i m sin (t)، جایی که i -… .. ……… . . ارزش فعلی؛ من m - ……………… .. مقدار فعلی، - ……………; - ……………… آرگومان سینوس (t) را …… ... می نامند. زاویه برابر فاز در زمان اولیه t = ۰ است و بنابراین ………… فاز در طول زمان به طور مداوم افزایش می یابد و پس از افزایش آن به میزان 2، کل چرخه تغییر جریان تکرار می شود. در طول دوره T، فاز 2 افزایش می یابد. بنابراین نسبت 2/T میزان تغییر فاز را تعیین می کند و ………… 2 / T 2 f; rad s 1, f =… .. Hz s برای تعیین مقادیر لحظه ای u و i باید پارامترهای آنها را تعیین کرد: ……., …… .. و ……… .. جریان مستقیم را می توان در نظر گرفت. مانند مورد خاصجریان متناوب که فرکانس آن صفر است. فناوری مدرن استفاده می کند طیف وسیعفرکانس ها جریان های متناوباز صدم تا میلیاردها هرتز. در صنعت برق کشور ما و اروپا، فرکانس استاندارد 50 هرتز، ایالات متحده آمریکا - 60 هرتز است. 22 EMF سینوسی در فناوری مدرن دریافت روش های مختلفدر …………………………… .. و سایر دستگاه ها. یک مثال گویاراهنمایی EMF به دلیل است القای الکترومغناطیسیدر یک قاب که در یک میدان مغناطیسی یکنواخت می چرخد ​​قاب با مساحت s شامل چرخش های w است و با سرعت زاویه ای ثابت در میدان مغناطیسی با القایی B می چرخد. سپس …………. فریم ها………………………………….. طبق قانون……………………………………………………… .. EMF در فریم ed wBs sin t = .......... القا می شود. ..... dt تاریخ _________ 2.2 موضوع جریان سینوسی RMS مقدار لحظه ای جریان متناوب همیشه از صفر به مقدار حداکثر می رود. یک جریان متناوب را می توان با دامنه آن مشخص کرد. می توانید از برخی از ویژگی های آن برای مشخص کردن جریان متناوب استفاده کنید که به جهت جریان بستگی ندارد. چنین خاصیتی، برای مثال، توانایی جریان برای گرم کردن هادی است که از آن عبور می کند. یک جریان متناوب را تصور کنید که از یک هادی خاص با مقاومت R عبور می کند. در طول دوره، جریان مقدار معینی از انرژی حرارتی را در هادی آزاد می کند. 23 از همان هادی عبور کنیم دی سی، برداشتن آن به طوری که همزمان همان مقدار انرژی حرارتی را آزاد کند ...................... جریان مستقیمی که همان مقدار گرما ساطع می کند. در یک هادی به عنوان یک جریان متناوب، مقدار جریان متناوب نامیده می شود. مقدار rms جریان سینوسی به عنوان ریشه میانگین مربع در طول دوره تعریف می شود. رابطه بین جریان موثر I و دامنه I m جریان سینوسی………. مقدار RMS ولتاژ سینوسی ……. تاریخ ________ 2.3 مبحث مقاومت، سیم پیچ القایی و خازن در مدار جریان سینوسی عناصر تشکیل دهنده مدارهای جریان سینوسی یک مقاومت، یک سیم پیچ القایی و یک خازن هستند. به عناصر مدار جریان متناوب که در آن انرژی به صورت گرما آزاد می شود، ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. نسبت به جریان متناوب ……… مقاومت هستند. مقاومت های راکتیو دارای ………………………… ... 24 2.4 مبحث مقاومت در مدار جریان سینوسی اگر یک ولتاژ سینوسی ……………… .. به مقاومتی با مقاومت R متصل شود، جریان سینوسی از آن عبور خواهد کرد……………………. در نتیجه، ولتاژ در پایانه ها و جریان عبوری از مقاومت فاز اولیه یکسانی دارند، یا، همانطور که می گویند، ………… .. - آنها به طور همزمان به مقادیر دامنه خود می رسند و بر این اساس، به طور همزمان از صفر عبور می کنند. زاویه جابجایی فاز _____________________________________________________________________ در مورد ما، زاویه جابجایی فاز به شرح زیر است ……………………… دامنه ها و مقادیر مؤثر جریان و ولتاژ با قانون اهم مرتبط هستند………………………………… جریان جریان از طریق مقاومت با مصرف انرژی از منابع همراه است. نرخ انرژی ورودی با توان مشخص می شود. توان لحظه ای مصرف شده توسط مقاومت ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 25 تاریخ ___________ 2.5 موضوع سیم پیچ القایی در مدار جریان سینوسی سیم پیچ القایی به عنوان عنصری از مدار معادل مدار جریان سینوسی واقعی این امکان را فراهم می کند که پدیده خود القایی و پدیده تجمع انرژی در مغناطیسی آن را در نظر بگیریم. در هنگام محاسبه. یک سیم پیچ با مقاومت بی نهایت کوچک سیم R = 0 در مدار جریان متناوب قرار می گیرد.تغییر مداوم جریان در زمان باعث پیدایش EMF خود القایی در پیچ های سیم پیچ می شود. طبق قانون لنز، این EMF با تغییر جریان مقابله می کند. جریان عبوری از سیم پیچ طبق قانون تغییر می کند ………… در این مورد، EMF خود القایی ……………………………… .. ولتاژ در سراسر سیم پیچ UL = UmSin (ωt + ۹۰ درجه) مقایسه کنید فرمول جریان و ولتاژ در سراسر سیم پیچ و نتیجه گیری، که ولتاژ روی سیم پیچ ………… .. جریان در هر زاویه …………… یا جریان …… ..از ولتاژ فاز در هر زاویه……. ... زاویه فاز در این حالت ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………. این به فرکانس بستگی دارد و مقداری است که توسط آن پدیده خودالقایی در نظر گرفته می شود.26 دامنه های ولتاژ و جریان با قانون اهم مرتبط هستند: …………… .. به طور مشابه برای ارزش های موثر………………… .. قدرت لحظه ای زنجیره با سیم پیچ …………………………. نمودار توان را تجزیه و تحلیل کنید، نتیجه بگیرید: نوسان انرژی بین منبع و سیم پیچ وجود دارد و …………………………………………………………………………… .. نوسانات توان لحظه ای در زنجیر با سیم پیچ دامنه را ………………………………………………………………………… QL UI I 2 X L. Re قدرت فعالبرخلاف توان اکتیو، در ………. (ولت-آمپر راکتیو) اندازه گیری می شود. 27 تاریخ _____________ 2.6 مبحث خازن در مدار جریان سینوسی گنجاندن خازن در مدار جریان متناوب باعث ایجاد مدار باز نمی شود، زیرا جریان در مدار همیشه به دلیل شارژ و تخلیه خازن حفظ می شود. اجازه دهید ولتاژ (شکل 2.8 a) u U m sin t. با در نظر گرفتن این فرمول، فرمول i U dq du C CU m cos tm sin t ……………… 1 2 dt dt C را کامل کنید فرمول حاصل نشان می دهد که جریان …………… .. ولتاژ اعمال شده در زاویه ۲ (شکل 2.8 ب، ج). مقادیر جریان صفر مربوط به حداکثر مقادیر ولتاژ است. از نظر فیزیکی، این به این دلیل است که پس از رسیدن شارژ الکتریکیو بر این اساس، با ولتاژ حداکثر مقدار، جریان برابر با ………. تغییر فاز جریان نسبت به ولتاژ در اینجا، مانند قبل، به معنای تفاوت است فازهای اولیهولتاژ و جریان، یعنی ……………… .. 28 بنابراین، برخلاف مدار دارای سیم پیچ، که در آن / 2، زاویه فاز در مدار دارای خازن …………. دامنه جریان و ولتاژ با قانون اهم مرتبط است I m CU m Um. X C ......... XC جایی که X C - ظرفیت، که دارای ابعاد اهم است. ………………………… .. توان عرضه شده به خازن p ui U m I m sin t sin (t / 2) UI sin 2 t به صورت سینوسی با فرکانس زاویه ای 2 نوسان می کند و دامنه آن برابر با UI است. (شکل 2.8 g). انرژی که از منبع می آید، به طور موقت در میدان الکتریکی خازن ذخیره می شود، سپس با ناپدید شدن میدان الکتریکی به منبع باز می گردد. بنابراین، در اینجا، مانند یک مدار با سیم پیچ، انرژی بین منبع و خازن در نوسان است و توان فعال P = 0 است. دامنه نوسانات توان در مدار با خازن را ………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… تاریخ ______________ 2.7 مبحث مداری حاوی یک مقاومت و یک سیم پیچ القایی یک سیم پیچ واقعی در مدار جریان متناوب ترکیبی از فعال است. و اجزای القایی مقاومت. مدار معادل یک سیم پیچ القایی در شکل نشان داده شده است. اجازه دهید جریان از سیم پیچ i I m sin (t i) عبور کند. 29 a b c مطابق با قانون دوم Kirchhoff برای مقادیر لحظه ای u u R u L .............، که در آن u R ولتاژ دو طرف است. مقاومت فعال; u L ولتاژ در سراسر راکتانس القایی است. برای مقادیر rms معادله u u R u L ............. را می توان ……………………. ترتیب ساخت نمودار برداری (b) را بنویسید که از آن عبارت ولتاژ U 2 U R2 U L2 I 2 R 2 I 2 X L2 آمده است با تبدیل این عبارت مقدار جریان و مقاومت کل (مختلط) را بدست آورید. ………………………………………………………………………. مثلث OAB (شکل B) مثلث تنش نامیده می شود. جزء ولتاژ در فاز با جریان ………………. جزء ولتاژ U a U a U R U cos ......... مؤلفه ولتاژ عمود بر بردار جریان را …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 30 اگر اضلاع مثلث ولتاژ (شکل B) بر مقدار مؤثر جریان تقسیم شود، یک مثلث ……………. (شکل ج). از مثلث مقاومت ها، روابط برای زاویه فاز و همچنین رابطه بین پارامترهای مدار به دست می آید. این نسبت‌ها را بنویسید…………………………………………… اگر مدار 0 باشد القایی است< < / 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 – امپدانسزنجیر R, C. بردار ولتاژ منبع یک زاویه از بردار جریان عقب است، بنابراین آنها می گویند که مدار ماهیت خازنی دارد (-90 درجه)< <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، سپس زنجیره دارای ………………… .. شخصیت است. در این مورد، U L U C (شکل B)، و تغییر فاز> 0. اگر X L X C، i.e. ایکس< 0, то цепь имеет ………………характер и сдвиг фаз < 0 (рис. в). Таким образом, реактивное сопротивление X может быть положительным (>0) و منفی (< 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 اتصال سریالمقاومت و خازن مدار را با استفاده از نمودار فازور آنالیز کنید. خودسرانه بردار جریان را که پایه همه بردارهای نمودار است بسازید و مطابق قانون دوم کیرشف، نسبت های ولتاژ مدار را بنویسید ……………………………………………………………… .................................... .......................................... ما بردار تشکیل دهنده، ماژول که با توجه به قانون اهم تعیین می ساخت. بردار کل بر اساس قانون چند ضلعی ساخته شده است. بردارهای ولتاژ روی مقاومت‌های فعال مدار در فاز با بردار جریان منطبق هستند، بردارهای U L 90 درجه از بردار جریان جلوتر هستند و بردار U C با زاویه 90 درجه از آن عقب‌تر است (شکل B). مقدار موثر ولتاژ منبع (ماژول برداری U) طبق نمودار از مثلث ولتاژ OAB پیدا می شود. روابط نشان داده شده را بیان کنید. ...................... در فرمول R R1 R2 R3 - ………… .. مقاومت مدار برابر با مجموع حسابی مقاومت‌های مقاومت‌های متصل به سری. به طور کلی، برای n گیرنده متوالی n R Rk. k 1 X X L1 X L2 X C3 برابر است با …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. مقاومت مدار برابر با مجموع جبری راکتانس‌های عناصر متصل به سری است. به طور کلی، n n k 1 k 1 X (X Lk X Ck) X k. در مدار فوق، مجموع بردارهای ولتاژ القایی کمتر از بردار ولتاژ دو طرف خازن است، بنابراین 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 جریان ورودی I، اجزای آن I a و I p و ولتاژ منبع U. محل قرارگیری مثلث بردار جریان و برآمدگی های آن I, I a و I p را مشخص کنید که به آن مثلث جریان ها می گویند ... - ……………………… .. اگر اضلاع این مثلث بر تقسیم شوند. ولتاژ U، مثلثی شبیه به مثلث جریان ها دریافت می کنید - مثلثی از رسانایی ………………. الف) ب) ج) از مثلث رسانایی، روابط بین پارامترها و فرمول های تعیین زاویه تغییر فاز را پیدا کنید………………………………………………………………… ……………………………………………… .. ۳۸ برای در نظر گرفتن علامت باید از فرمول مماس و سینوس استفاده کرد. در این زنجیره وقتی جریان کلدر فاز با ولتاژ است، و راکتانس ورودی bb L bC 0 یا b L bC، پدیده رزونانس ممکن است رخ دهد. هنگامی که b L bC، اجزای راکتیو جریان های مخالف در فاز برابر هستند، بنابراین رزونانس در چنین مداری ……………………………….. تاریخ _______________ 2.12 موضوع توان یک مدار جریان سینوسی را در نظر بگیرید. بخش مدار الکتریکی، ولتاژی که در آن u U m sin t، و جریان i I m sin (t -). اجازه دهید توان لحظه ای p ui U m I m sin t sin (t) = UI cos cos (2 t) را تعیین کنیم. معادله حاصل شامل دو جزء ثابت و سینوسی است که فرکانس آن دو برابر فرکانس جریان و ولتاژ است. مقادیر لحظه ای جریان، ولتاژ و توان با ماهیت القایی مدار (> 0) در شکل نشان داده شده است. آ. در فواصل زمانی که u و i علائم یکسانی دارند، توان لحظه ای مثبت است، انرژی از منبع به گیرنده می رسد، توسط مقاومت مصرف می شود و در میدان مغناطیسی سیم پیچ ذخیره می شود. وقتی من و تو داریم نشانه های مختلف، توان لحظه ای منفی است و انرژی تا حدی از گیرنده به منبع باز می گردد. توان اکتیو عرضه شده به گیرنده برابر است با مقدار متوسط ​​توان لحظه ای در دوره 39 P 1T pdt UI cos. T0 تابع مثلثاتی cos ………………………………………. توان فعال فعال است ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 2.16 ....................................................................................... .. نزدیک تر زاویه است به صفر، این چون نزدیک تر است به وحدت و، بنابراین، ………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… فرمول توان اکتیو می تواند با در نظر گرفتن نسبت‌های به‌دست‌آمده قبلی ………………………………………………………………………………. سه شنبه حاصل ضرب مقادیر rms جریان و ولتاژ در ورودی مدار، توان کل نامیده می شود و بر حسب ولت آمپر (VA) S اندازه گیری می شود. توان ظاهری توان محاسبه شده تاسیسات الکتریکی (ژنراتور، ترانسفورماتور و غیره) است که برای آن به صورت اسمی نشان داده شده است، به عنوان مثال، برای یک ژنراتور، توان اسمی (ظاهری) برابر با فعال آن است. حداکثر قدرت، که می توان آن را در cos = …………… .. با این حال، برای اکثر مصرف کنندگان، 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 حداکثر مقدارقدرت در بخش مدار با عناصر راکتیو Q ...................................... توان راکتیو مدار بسته به علامت زاویه می تواند مثبت یا منفی باشد. با ماهیت القایی مقاومت ورودی (0) توان راکتیو ............... ..، با شخصیت خازنی (0) - .................................... رابطه فعال، راکتیو و ظاهری قدرت S .............. ...... تاریخ __________________ 2.13 موضوع مدارهای الکتریکی با اندوکتانس متقابل اطلاعات کلی در اینجا دو سیم پیچ (رسانا) وجود دارد. خطوط (شکل) سیم پیچ های نازک مسطح با تعداد چرخش w1 و w2 هستند. شار خود القایی F1L که توسط جریان i1 ایجاد می شود، می تواند به عنوان یک شار نشتی F1 p نشان داده شود که فقط در مدار اول نفوذ می کند، و شار Ф21 که در مدار دوم نفوذ می کند …………………………… به طور مشابه، شار خود القایی مدار دوم را تعریف کنید ……………………………… جریان Ф21 Ф12 و به نام جریان .................. ... آنها معمولا توسط دو شاخص تعیین شده: شاخص برای اولین بار نشان می دهد، ............................................................ ……………………, دوم-………………………………………………………………………… .......................................................... ..... ................ اگر جهت شار القایی متقابل با جهت شار خود القایی این مدار منطبق باشد، می گویند شار مغناطیسی و جریان مدارها هدایت می شوند …………. در مورد جهت مخالف، از …………………………… .. جریان صحبت می شود. جریان کل نافذ مدارهای اول و دوم .................................................................. .. که در آن "+" مربوط به جهت همخوان جریان، "-" - به جهت مخالف اتصالات شار کامل مدار اول و دوم 1 ............. w1 Ф1L Ф12 w1Ф1L w1Ф12 L1i1 M12i2; 2 w2Ф2 .................... w2Ф2 L w2Ф21 L2 i 2 M 21i1. نسبت پیوند شار القای متقابل در یک مدار به جریان در مدار دیگر را …………………………………………………………………………………………………………………………………………;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;). .. M 21 21 i1 ................... برای مدارهای الکتریکی خطی، برابری 42 M12 M 21 M همیشه برآورده می شود. اندوکتانس متقابل………………………………… دو و سیم پیچ به …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… جفت القایی دو سیم پیچ با ضریب جفت مشخص می شود………………………………………………………………………………………………………. این ضریب همیشه کمتر از یک است، زیرا شار مغناطیسی القای متقابل همیشه کمتر از شار خود القایی است و می‌توان آن را با کاهش شارهای نشتی توسط سیم‌پیچ دو رشته‌ای سیم‌پیچ‌ها (دو سیم) یا با استفاده از ماده‌ای با مطلق بالا افزایش داد. نفوذپذیری مغناطیسی برای مدار مغناطیسی تاریخ ____________________ 2.14 EMF موضوع EMF القایی متقابل القا شده در مدارهای اول و دوم را می توان به صورت e1 d 1 di di L1 1 M 2 e1L e1 M نوشت. dt dt dt e2 d 2 di di L2 2 M 1 e2 L e2 M. dt dt dt بنابراین، EMF هر سیم پیچ با ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………. ………………………………………………. برای تعیین علامت EMF القای متقابل، گیره های عناصر مدار جفت شده القایی مشخص شده اند. اگر ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… .. 43 چنین نتایجی در نمودارها نشان داده شده است. ………………. نمادهای معمولی، به عنوان مثال، نقطه یا ستاره (شکل a، b). به همان اندازه جریان به کارگردانی i1 و i2 (شکل A) نسبت به پایانه های A و C علت ........................ .. در جهت جریان از خود القاء F1L (F2 L) و F12 القای متقابل (F21) . بنابراین پایانه های a و c هم نام هستند. جفت دیگر پایانه های b و d نیز به همین نام است، اما نمادهای معمولی تنها یک جفت از پایانه های مشابه را نشان می دهند، به عنوان مثال، a و c (شکل A). اگر جریان‌های i1 و i2 به طور متفاوتی نسبت به پایانه‌های همنام (شکل B) جهت دهی شوند، در این صورت جهت جریان‌های خودالقایی و القای متقابل …………………. در نمودارها، مدارهای مغناطیسی نشان داده نشده اند و فقط به تعیین پایانه هایی با همین نام محدود می شوند (شکل C، d). روش تعیین پایانه های همنام ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 44 الف) ب) ج) د) شکل. 2.36 روش تعیین علائم EMF و ولتاژ القایی متقابل را بر اساس شکل A بنویسید. ……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… 45 بخش 3. میدان مغناطیسی و مدارهای مغناطیسی تاریخ ___________ 3.1 موضوع مواد فرومغناطیسی و خواص مغناطیسی آنها مواد فرومغناطیسی و غیر فرومغناطیسی کدام مواد هستند: ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………….. ویژگی………………………………………. مواد این است که رابطه بین القاء مغناطیسی B و قدرت میدان مغناطیسی H در آنها است .................................... .. نفوذ پذیری مغناطیسی مطلق آنها مقداری ثابت است و عملا به مغناطیسی برابر ثابت………………………………………………. ... موادی که نفوذپذیری مغناطیسی آنها می رسد مقادیر بزرگو بستگی به میدان مغناطیسی خارجی و دولت های قبلی، آنها را به نام ................................. .. خواص مواد فرومغناطیس معمولا توسط .............................. .. مغناطیسی مشخص القای B در قدرت میدان مغناطیسی N. اگر ........................ .. نمونه در یک میدان مغناطیسی متناوب باشد، پس از آن منحنی BH به شکل یک حلقه، به نام ........................... (شکل.). بخش 0a منحنی مغناطیسی است، زیرا میدان زمانی پدید می آید مقدار صفرالقاء امتیاز B و D مربوط به القاء باقی مانده، برزیلی، و تنش در نقاط C و F نامیده می شود، عقب، و یا .....................، نیروی H ج. 46 شکل. 3.1 بسته به ………………………………………. مواد فرومغناطیسی به دو گروه تقسیم می شوند: 1) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. با نفوذپذیری مغناطیسی بالا و نیروی اجباری کم Hc 400 A m. اینها عبارتند از فولادهای الکتریکی، پرمالیاژ و فریت‌ها. 2) ………………………………… با نفوذپذیری مغناطیسی کم، نیروی اجباری بالا Hc 5000 ... 8000 A m و القایی باقیمانده بالا Br 0.8 ... 1 T. ………………………… .. مواد برای ساخت آهنرباهای دائمی استفاده می شود. از جمله آلیاژهای کربن، تنگستن، کروم و کبالت هستند. ……………………… بازی مواد نقش مهمدر مهندسی برق، زیرا به دست آوردن میدان های مغناطیسی قوی در ولتاژهای نسبتا کم و طراحی دستگاه های الکترومغناطیسی با ویژگی های مشخص را ممکن می سازد. ………………………………. مورد استفاده در تمام ماشین های الکتریکی، ترانسفورماتورها، آهنرباهای الکتریکی، رله ها و غیره. 47 تاریخ _____________ 3.2 موضوع قانون جریان کل و کاربرد آن برای محاسبه میدان مغناطیسی ………………………………………………………………………………… نیروهای مغناطیسی (MDF)، اجسام فرومغناطیسی یا هر رسانه دیگری که از طریق آن شار مغناطیسی بسته می شود. این محصول از تعداد دور سیم پیچ توسط جریان جاری در آن را به نام ................................. .. (MDS) F ............... .، [آ]. MDF یک شار مغناطیسی را در مدار مغناطیسی القا می کند همانطور که یک EMF جریان را در مدار الکتریکی القا می کند. در نمودارهای MDS، آنها با یک فلش نشان می دهند که جهت مثبت آن با جهت حرکت پیچ سمت راست مطابقت دارد، اگر در جهت جریان در سیم پیچ چرخانده شود (شکل A). مدار مغناطیسی را که در تمام بخشهای آن شار مغناطیسی یکسان است ……………………………. (شکل ب). الف) ب) ج) د) شکل. در یک مدار مغناطیسی منشعب، شارها در بخش های مختلف یکسان نیستند (شکل C). یکی از قوانین اساسی که در محاسبه مدار مغناطیسی استفاده می شود ...................................... ....... .: گردش بردار توسط میدان مغناطیسی H در اطراف یک کانتور بسته برابر است با مجموع جبری جریان هایی که توسط این کانتور H dl I پوشانده شده است. اگر حلقه ادغام پیچ های سیم پیچ را بپوشاند که جریان I از آن عبور می کند، قانون کل جریان به شکل 48 H dl ................. یک قیاس رسمی بین کمیت های مشخص کننده مدارهای مغناطیسی و الکتریکی وجود دارد. این قیاس به روش های محاسبه مدارهای مغناطیسی گسترش می یابد. در مدارهای الکتریکی، جریان مستقیم تحت تأثیر EMF ایجاد می شود. در مدارهای مغناطیسی، شار مغناطیسی توسط MDS سیم پیچ ها ایجاد می شود. مشابه مقاومت جریان الکتریسیتهاغلب مقاومت در برابر شار مغناطیسی، به نام استفاده از ........................ ... با توجه به موارد فوق، نوشتن فرمول برای مقاومت مغناطیسی برای این منطقه این محصول از شار مغناطیسی و مقاومت مغناطیسی با قیاس با نام الکتریسیته ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ب) الف) زنجیره………………………………… 3.3 قانون اهم را برای مدار مغناطیسی بنویسید ……………………………………… برای مقطعی از مدار مغناطیسی بدون MDS ……………………………… .. به دلیل غیرخطی بودن مقاومت مغناطیسی، اعمال قانون اهم برای مقاطع فرومغناطیسی غیرممکن است. فقط در مناطقی با شکاف هوا قابل استفاده است. برای مدارهای مغناطیسی شاخه دار، قوانین کیرشهوف معتبر هستند. اولین قانون کیرشهوف Фk 0 است. ……………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………. 49………………………………………………………………………………………. قانون دوم کیرشهوف Iw Uм Hl است. 50

برای تبدیل مقادیر به معتبر، باید:

نقطه بالا منیعنی پیچیده است

برای اینکه با جریان اشتباه گرفته نشود، در مهندسی برق، یک واحد پیچیده با حرف "j" نشان داده می شود.

برای یک ولتاژ معین، داریم:

در حل مسائل معمولاً با ارزش های مؤثر عمل می کنند.

در جریان متناوب، عناصر جدید معرفی می شوند:

L - [Gn]
خازن [ظرفیت]	S - [F]

مقاومت آنها ( راکتانس ها) به صورت زیر یافت می شوند:


(مقاومت خازن - منفی)

به عنوان مثال، ما یک مدار داریم، آن را به ولتاژ 200 ولت وصل می کنیم که فرکانس آن 100 هرتز است. برای یافتن جریان مورد نیاز است. پارامترهای عناصر تنظیم شده است:

برای یافتن جریان، ولتاژ باید بر مقاومت (از قانون اهم) تقسیم شود. وظیفه اصلی در اینجا یافتن مقاومت است.

مقاومت پیچیده به صورت زیر یافت می شود:

ولتاژ را بر مقاومت تقسیم می کنیم و جریان را می گیریم.

همه این اقدامات برای انجام در MathCad راحت است. واحد پیچیده "1i" یا "1j" قرار می گیرد. اگر امکانی وجود ندارد، پس:

1. راحت است که تقسیم را به شکل نشانگر تقسیم کنید.
2. جمع و تفریق - در جبری.
3. ضرب - در هر (هر دو عدد به یک شکل).

همچنین، اجازه دهید چند کلمه در مورد قدرت بگوییم. توان حاصل ضرب جریان و ولتاژ مدارهای DC است. برای مدارهای جریان متناوب، پارامتر دیگری معرفی شده است - زاویه فاز (یا به جای کسینوس آن) بین ولتاژ و جریان.

فرض کنید، برای مدار قبلی، جریان و ولتاژ (in فرم یکپارچه).

همچنین، قدرت را می توان با استفاده از فرمول دیگری پیدا کرد:

در این فرمول - مجتمع مزدوج جریان. مزدوج به این معنی است که قسمت خیالی آن (آنی که j دارد) علامت خود را به مخالف (منهای / مثبت) تغییر می دهد.
Re- به معنای قسمت واقعی (آن بدون ج) است.

اینها فرمولهای قدرت فعال (خالص) بودند. در مدارهای جریان متناوب، توان راکتیو (تولید شده توسط خازن ها، مصرف شده توسط سیم پیچ) نیز وجود دارد.

من هستم- قسمت خیالی عدد مختلط(آنی که j دارد).

با دانستن توان راکتیو و اکتیو می توانید محاسبه کنید قدرت کاملزنجیر:

برای محاسبه ساده مدارهای AC و DC حاوی عدد بزرگشعبه ها، از یکی از روش های تحلیل شبکه ساده شده استفاده کنید. اجازه دهید روش جریان های حلقه را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

روش جریان حلقه (MCT)

این روش برای حل مدارهایی که دارای گره های بیشتری نسبت به مدارهای مستقل هستند (مثلاً مدار از بخش DC) مناسب است. اصل راه حل به شرح زیر است:

این روش مانند روش های دیگر (مثلاً روش پتانسیل های گرهی، مولد معادل، برهم نهی) برای هر دو مدار DC و AC مناسب است. هنگام محاسبه مدارهای جریان متناوب، مقاومت عناصر به شکل پیچیده ای از ضبط کاهش می یابد. سیستم معادلات نیز به صورت پیچیده حل می شود.

ادبیات

راه حل مهندسی برق سفارشی

و به یاد داشته باشید که حل کننده های ما همیشه آماده هستند تا در مورد TOE به شما کمک کنند. ...

موسسه آموزشی دولتی

"کالج الکتروتکنیک حرفه ای موگیلف"

کتاب کار

"دوره پایه برق"

توسعه دهنده استاد p \ o دسته 1 Aniskov A.A.

حاشیه نویسی

جستجو کردن انرژی جدیدجایگزین کردن سوخت‌های دودزا، گران قیمت و کم بازده منجر به کشف خواص شد مواد مختلفانباشته، ذخیره، انتقال و تبدیل موثر برق. دو قرن پیش روش های استفاده از برق در زندگی روزمره و صنعت کشف، تحقیق و تشریح شد. از آن زمان به بعد علم الکتریسیته به عنوان شاخه ای مجزا پدید آمد. اکنون تصور زندگی ما بدون وسایل برقی دشوار است. بسیاری از ما از تعمیر دریغ نمی کنیم لوازم خانگیو با موفقیت با آن کنار بیایید. بسیاری از مردم حتی از تعمیر پریز می ترسند. با داشتن مقداری دانش، دیگر ترس از برق را متوقف خواهیم کرد. فرآیندهای در حال وقوع در شبکه باید درک شده و برای اهداف خود استفاده شود.

دوره پیشنهادی برای آشنایی اولیه دانشجو با مبانی مهندسی برق طراحی شده است.

این مطالب می تواند توسط دانش آموزان در آمادگی برای کلاس ها، معلمان و استادان آموزش صنعتی استفاده شود

پس از مطالعه این راهنما، هر دانش آموز باید بداند:

اصلی مفاهیم الکتریکیو ارزش ها؛

مواد الکتریکی و هدایت آنها؛

نمادهامدارهای الکتریکی؛

علامت گذاری مدارهای الکتریکی، سیم ها و کابل ها؛

محاسبه سطح مقطع سیم ها؛

روش های به دست آوردن اتصالات تماس.

قوانین زمین و حفاظت از تاسیسات الکتریکی؛

اتصال موتورها و ژنراتورها؛

روشهای محافظت از مدارهای الکتریکی از اضافه بار؛

انواع سیم کشی برق و روش های نصب آنها.

ملاحضات امنیتی کار برقیو روش های اصلی ارائه کمک های اولیه به قربانی در صورت برق گرفتگی.

پس از تکمیل این راهنما، دانش آموزان باید بتوانند:

سطح مقطع سیم ها را محاسبه کنید.

استفاده از ابزار اندازه گیری؛

ساده ترین مدارهای الکتریکی را جمع آوری کنید.

اتصالات تماسی را با چرخاندن و لحیم کاری جمع کنید.

1. چکیده

2. کمیت های الکتریکی پایه.

3. مواد الکتریکی. مقاومت، رسانایی.

4. نمادها در نمودارها.

5. مدار الکتریکی. اتصال موازی و متوالی.

6.محاسبه سطح مقطع سیمها.

7. خواص مغناطیسی جریان الکتریکی.

8. مدارهای قدرت. مدارهای کنترل

9. رله. کنتاکتورها

10. ژنراتور. موتور

11. دستگاه های اندازه گیری.

12. روش های به دست آوردن اتصالات تماس.

13. زمین و حفاظت.

14. ولتاژ پله.

15. جریان سه فاز.

16. شمول در «مثلث» و «ستاره».

17. ماشین های الکتریکی از تعمیر.

18. شمول موتور سه فازبه شبکه تک فاز

19. استارتر مغناطیسی.

20. نصب و نمودارهای شماتیک.

21. مدارهای قدرت و مدارهای کنترل.

22. نحوه مونتاژ مدارها.

23. حفاظت از مدارها.

24. اتوماسیون.

25. نورپردازی.

26. سیم کشی برق.

27. ارائه کمک های اولیه به قربانی در صورت برق گرفتگی.

29. مدارهای صاف کننده.

30. ترانسفورماتورها.

31. برنامه های کاربردی. انتخاب و استفاده از تجهیزات حفاظتی.

32. بررسی دانش آموخته ها. به سوالات مطرح شده پاسخ دهید.

33. ادبیات مورد استفاده.

مقادیر و مفاهیم اولیه الکتریکی

ماهیت الکتریسیته این است که جریان الکترون ها در امتداد یک هادی به داخل حرکت می کند مدار بستهاز منبع فعلی به مصرف کننده و بالعکس. حرکت، این الکترون ها انجام می دهند یک شغل خاص... این پدیده - جریان الکتریکی نامیده می شود و واحد اندازه گیری به نام دانشمندی که برای اولین بار خواص جریان را بررسی کرد، نامگذاری شده است. نام خانوادگی دانشمند آمپر است.

باید بدانید که در حین کار، جریان گرم می شود، خم می شود و سعی می کند سیم ها و هر چیزی را که از طریق آن جریان می یابد بشکند. این ویژگی باید هنگام محاسبه مدارها در نظر گرفته شود، یعنی هر چه جریان بیشتر باشد، سیم و ساختار ضخیم تر است.

اگر مدار را باز کنیم، جریان متوقف می شود، اما هنوز مقداری پتانسیل در پایانه های منبع جریان وجود دارد که همیشه آماده کار است. اختلاف پتانسیل در دو سر یک هادی ولتاژ (U) نامیده می شود.

زمانی دانشمندی به نام ولت به دقت مطالعه کرد ولتاژ الکتریکیو به او داد توضیح مفصل... پس از آن، واحد اندازه گیری نام او داده شد.

برخلاف جریان، ولتاژ شکسته نمی شود، بلکه می سوزد. برقکارها می گویند خراب می شود. بنابراین تمام سیم ها و مجموعه های الکتریکی توسط عایق محافظت می شوند و هر چه ولتاژ بیشتر باشد عایق ضخیم تر می شود.

کمی بعد، فیزیکدان مشهور دیگری به نام اهم، با آزمایش دقیق، رابطه بین این کمیت های الکتریکی را آشکار کرد و آن را توصیف کرد. اکنون هر دانش آموزی قانون اهم I = U / R را می داند. می توان از آن برای محاسبه استفاده کرد زنجیر ساده... با پوشاندن مقدار مورد نظر با انگشت خود، نحوه محاسبه آن را خواهیم دید.

از فرمول ها نترسید. برای استفاده از الکتریسیته، نه چندان به آنها (فرمول ها) نیاز است، بلکه به درک آنچه در مدار الکتریکی روی می دهد نیاز است.

و موارد زیر اتفاق می افتد. یک منبع جریان دلخواه (بیایید فعلاً آن را ژنراتور بنامیم) الکتریسیته تولید می کند و آن را از طریق سیم به مصرف کننده منتقل می کند (بیایید فعلاً آن را کلمه LOAD بنامیم). بنابراین، ما یک بسته شد مدار الکتریکی"" GENERATOR - LOAD "".

در حالی که ژنراتور انرژی تولید می کند، بار آن را مصرف می کند و کار می کند (یعنی انرژی الکتریکی را به مکانیکی، نور یا هر چیز دیگری تبدیل می کند). با قرار دادن یک کلید معمولی در قطع سیم، می‌توانیم بار را در مواقعی که نیاز داریم روشن و خاموش کنیم. بنابراین، ما امکانات پایان ناپذیر تنظیم کار را دریافت می کنیم. جالب است که وقتی بار خاموش است، نیازی به خاموش کردن ژنراتور نیست (بر اساس قیاس با انواع دیگر انرژی - آتش را در زیر دیگ بخار خاموش کنید، آب را در آسیاب خاموش کنید و غیره)

در عین حال، رعایت نسبت GENERATOR-LOAD بسیار مهم است. قدرت ژنراتور نباید باشد قدرت کمتربار. نمی توان به یک ژنراتور ضعیف متصل شد بار قدرتمند... مثل این است که یک ناله قدیمی را به یک گاری سنگین مهار کنید. توان را همیشه می توان از اسناد مربوط به دستگاه الکتریکی یا علامت گذاری آن بر روی صفحه متصل به دیواره جانبی یا پشتی دستگاه الکتریکی پیدا کرد. مفهوم POWER بیش از یک قرن پیش، زمانی که الکتریسیته از آستانه آزمایشگاه‌ها فراتر رفت و در زندگی روزمره و صنعت استفاده شد، وارد زندگی روزمره شد.

توان حاصل ضرب ولتاژ و جریان است. وات به عنوان یک واحد در نظر گرفته می شود. این مقدار نشان می دهد که بار در آن ولتاژ چه مقدار جریان مصرف می کند. P = U x I

مواد الکتریکی. مقاومت، رسانایی

قبلاً به کمیتی به نام OM اشاره کردیم. حالا بیایید با جزئیات بیشتری در مورد آن صحبت کنیم. برای مدت طولانی، دانشمندان توجه خود را به این واقعیت جلب کردند مواد مختلفبا جریان متفاوت رفتار کنید برخی اجازه می دهند آزادانه عبور کند، برخی دیگر سرسختانه در برابر آن مقاومت می کنند، برخی دیگر اجازه می دهند فقط در یک جهت عبور کند، یا اجازه می دهند "در شرایط خاصی" عبور کند. پس از آزمایش رسانایی همه مواد ممکن، مشخص شد که کاملاً همه مواد، به یک درجه یا دیگری، می توانند جریان را انجام دهند. برای ارزیابی "اندازه گیری" رسانایی، یک واحد مقاومت الکتریکی به دست آمد و OM نامیده شد و مواد بسته به "توانایی" آنها در عبور جریان به گروه هایی تقسیم شدند.

یک گروه از مواد هادی ها هستند. هادی ها جریان را بدون تلفات زیادی هدایت می کنند. هادی ها شامل موادی با مقاومت صفر تا 100 اهم بر متر هستند. عمدتاً فلزات دارای چنین خواصی هستند.

گروه دیگر دی الکتریک ها هستند. دی الکتریک ها نیز جریان را هدایت می کنند، اما با تلفات زیادی. مقاومت آنها از 10000000 اهم تا بی نهایت است. دی الکتریک ها در بیشتر موارد شامل غیر فلزات، مایعات و اتصالات مختلفگازها

مقاومت 1 اهم به این معنی است که در هادی با سطح مقطع 1 متر مربع. میلی متر و طول 1 متر، 1 آمپر جریان از بین می رود.

متقابل مقاومت رسانایی است. مقدار رسانایی یک ماده خاص را همیشه می توان در کتاب های مرجع یافت. مقاومتو رسانایی برخی مواد در جدول شماره 1 آورده شده است

جدول شماره 1

از جدول می بینید که رساناترین مواد نقره، طلا، مس و آلومینیوم هستند. با ایمان به هزینه بالانقره و طلا فقط در مدارهای با تکنولوژی بالا استفاده می شوند. و مس و آلومینیوم به طور گسترده ای به عنوان رسانا استفاده می شود.

همچنین واضح است که هیچ ماده کاملا رسانایی وجود ندارد، بنابراین، هنگام محاسبه، همیشه باید در نظر داشت که جریان در سیم ها از دست می رود و ولتاژ کاهش می یابد.

یک گروه دیگر، نسبتا بزرگ و "جالب" از مواد - نیمه هادی ها وجود دارد. رسانایی این مواد با شرایط متفاوت است محیط... نیمه هادی ها اگر گرم شوند / سرد شوند یا روشن شوند یا خم شوند یا مثلاً شوک شوند شروع به عبور جریان بهتر یا برعکس بدتر می کنند.

نمادها در نمودارها

برای درک کاملفرآیندهایی که در زنجیره اتفاق می افتد، لازم است بتوان مدارهای الکتریکی را به درستی خواند. برای انجام این کار، باید قوانین را بدانید. از سال 1986، استانداردی به اجرا درآمد که تا حد زیادی اختلافات در نامگذاری های موجود بین GOST های اروپایی و روسی را برطرف کرد. اکنون یک برقکار از میلان و مسکو، بارسلونا و ولادی وستوک می تواند نمودار برق را از فنلاند بخواند.

V نمودارهای الکتریکیدو نوع نام وجود دارد: گرافیکی و الفبایی.

کد حروف رایج ترین انواع عناصر در جدول شماره 2 ارائه شده است:

جدول شماره 2

نمادهای گرافیکی در جداول شماره 3 - شماره 6 ارائه شده است. سیم ها در نمودارها با خطوط مستقیم نشان داده شده اند.

یکی از الزامات اصلی هنگام ترسیم نمودارها سهولت درک آنها است. یک برقکار، وقتی به یک مدار نگاه می کند، باید بفهمد که مدار چگونه چیده شده است و چگونه یک یا آن عنصر از این مدار کار می کند.

جدول 3. نمادهای اتصالات تماس