Uploaded by Ilnar Ramazanov

Справочник для неэл

advertisement
ГАПОУ СПО СО
ЕКАТЕРИНБУРГСКИЙ КОЛЛЕДЖ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
Справочник по теоретической
электротехнике
2019
1 Электромагнитное поле
1.1 Электростатическое поле его характеристики и свойства
Электрическое поле одна из составляющих электромагнитного поля.
Электростатическое поле окружает неподвижные электрические заряды и
обладает способностью силового действия на электрические заряды, внесённые в
поле.
Рисунок 1.1 – Графическое изображение электростатического поля
электрическими силовыми линиями
Характеристики электрического поля:
1.
Напряжённость – силовая характеристика точки поля численно
равная силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в
данную точку поля:
E
F
Q
Е - В/м
Вектор напряженности является касательной к электрической силовой линии
и направлен в сторону электрической силовой линии.
2.
Потенциал – энергетическая характеристика точки поля численно
равная работе, совершаемой силами поля, при внесении единичного
положительного заряда из-за пределов поля в данную точку:

A
Q
если
потенциал;
если
потенциал;
φ>φземли
φ<φ
земли
–
положительный
–
отрицательный
φземли=0
3. Напряжение - разность потенциалов между двумя точками электрического
поля:
U1  2  1  2 
A1  2
Q
Электростатическая индукция – явление разделения электрических зарядов
на проводящем теле под действием внешнего электрического поля.
Внутри проводника не сушествует
электростатического поля.
Eвнешн.п.=Епров.
Рисунок 1.2 – Явление электростатической индукции
3
С
помощью
металлического
кожуха
электростатическое
поле
может
быть
экранировано.
Диэлектрики ослабляют электрическое поле в ε
раз:
ε = εа / εо, где εо = 8,85∙ 10‾¹² Ф/м
Электрическая прочность диэлектрика - напряжённость электрического
поля, при которой наступает пробой диэлектрика.
Запас прочности диэлектрика:
К=Епр/Ераб
1.2
Магнитное поле
Магнитное поле одна из составляющих электромагнитного поля.
Магнитное поле создаётся движущимися зарядами или токами, передаёт
силовое действие токов друг на друга.
Магнитное поле и ток всегда существуют
одновременно и неотделимы друг от друга.
Рисунок 1.3 – Графическое изображение магнитных полей магнитными
силовыми линиями
Характеристики магнитного поля, не зависящие от свойств среды:
Напряжённость магнитного поля – силовая характеристика какой-либо
точки поля, учитывающая интенсивность поля в зависимости от силы тока (H).
Характеристики магнитного поля, зависящие от
свойств среды:
1. Магнитная индукция – суммарная
магнитного поля и поля намагниченного вещества:
B =μa H
напряжённость
внешнего
μa = μ μo ; μo = 4π 10 -7 Гн/м
μ<1 – диамагнитные вещества, μ>1 парамагнитные, μ>>1 –ферромагнитные.
Вектор магнитной индукции является касательной к силовой линии и
направлен в сторону силовой линии.
2. Магнитный поток – произведение нормальной составляющей вектора
магнитной индукции на величину какой-либо поверхности в магнитном поле:
Ф = B S cos α
На прямолинейный проводник с током в
магнитном поле действует сила:
F = B I l sinα
Направление силы определяется по правилу
левой руки: если в ладонь левой руки входят
линии магнитной индукции поля, а вытянутые
четыре пальца совпадают с направлением тока,
то отогнутый под прямым углом (в плоскости
ладони) большой палец левой руки указывает
направление
электромагнитной силы
Рисунок 1.6 – Правило левой руки
Магнитное поле создаёт в проводнике
электрическое поле и ЭДС при условии, что
проводник и линии магнитной индукции
пересекаются:
E = B l v sinα
Направление ЭДС в проводнике определяется
по правилу правой руки: если в ладонь правой руки
входят линии магнитной индукции поля, а
отставленный под прямым углом (в плоскости
ладони) большой палец указывает направление
движения проводника, то вытянутые четыре пальца
правой руки указывают направление ЭДС.
Рисунок 1.7 – Правило правой руки
ЭДС в контуре равна скорости изменения магнитного потока и индуцируется
в нём лишь в случае, если магнитный поток, пронизывающий контур, изменяется
во времени:
e = -dФ/dt
5
ЭДС самоиндукции - возникновение ЭДС в катушке (в цепи) под действием
магнитного поля собственного тока:
e = -Ldi/dt
ЭДС взаимоиндукции - возникновение ЭДС в катушке под действием
магнитного поля соседней катушки, расположенной рядом:
eМ1 = -Mdi2/dt;
eM2 = -Mdi1/dt
2 Электрические цепи
Электрические
цепи
совокупность
электрических элементов, образующих путь для
электрического тока.
Простые
Постоянного
тока
Сложные
Электрические
цепи
Линейные
Переменного
тока
Нелинейные
В
электрических
цепях
производство,
распределение и потребление электроэнергии
происходят одновременно.
Для анализа процессов и расчёта электрическую цепь заменяют схемой цепи,
представляющей собой идеализированную модель реальной цепи.
2.1
Основные электрические величины
1.Электрический ток - направленное движение электрических зарядов под
действием сил электрического поля.
Мерой тока является сила тока:
I = Q/t;
За положительное направление тока принимают
направление от точки более высокого потенциала
к точке более низкого потенциала
(от + к -)
2.Электрическое напряжение - разность потенциалов между двумя точками
цепи:
U1-2= φ1 – φ2
3.Электрическое сопротивление - любое противодействие свободному
прохождению тока.
6
Противодействие движению зарядов проводящей среды называется
электрическим (в цепях постоянного тока) или активным (в цепях переменного
тока) сопротивлением, R.
В цепях переменного тока возникает противодействие движению зарядов за
счёт наведённых электрических полей, это приводит к появлению реактивных
сопротивлений, Х.
Удельное сопротивление (ρ) - сопротивление проводника длинной 1 метр с
площадью поперечного сечения 1 миллиметр квадратный, при температуре 20ºС.
Сопротивление проводника длиной l с площадью поперечного сечения S:
R= ρ l/S
Сопротивление проводника зависит от температуры:
R=Ro (1+α (t˚-20˚))
4. Электрическая проводимость - величина обратная сопротивлению:
G=1/R
5. Электрическая мощность
Мощность источника - производство электрической энергии в единицу
времени:
Pист=Wист/t=E I
Мощность потребителя - расход электрической энергии в единицу времени:
Pп=Wп/t=U I
Баланс мощности – на основании закона сохранения энергии мощность,
развиваемая источником электрической энергии, равна мощности
преобразования в цепи электрической энергии в другие виды энергии:
P
ист
2.2
=
P
п
Основные законы электрических цепей
1. Первый закон Кирхгофа (уравнение электрического состояния токов
для узла) - сумма токов, направленных к узлу электрической цепи, равна сумме
токов, направленных от узла:
ΣIвх =ΣIвых
Узел - точка соединения трёх и более ветвей.
Ветвь - участок цепи, по которому проходит ток одного и того же значения
и направления.
2. Второй закон Кирхгофа (уравнение электрического состояния
контура) - алгебраическая сумма ЭДС в контуре равна алгебраической сумме
напряжений на всех участках контура:
ΣЕ = ΣU
Контур - замкнутая электрическая цепь, образованная одной или
несколькими ветвями.
7
3. Закон Ома для полной цепи - сила тока в цепи прямопропорциональна
ЭДС источника питания и обратнопропорциональна полному сопротивлению
цепи:
I = E / (Rвн.ист +Rпотр)
4. Закон Ома для участка цепи - сила тока на участке цепи
прямопропорциональна напряжению этого участка и обратнопропорциональна
сопротивлению этого же участка:
I = U/R
5. Закон Джоуля-Ленца - при прохождении электрического тока по
проводящей среде происходит преобразование электрической энергии в тепловую:
W = Q = I2 R t
2.3 Элементы электрических цепей
Активные элементы электрических цепей
Источники электрической энергии в зависимости от их внутреннего
сопротивления подразделяются на источники ЭДС (Rвн<Rнагр) и источники тока
(Rвн>Rнагр).
ЭДС – величина, характеризующая способность стороннего поля или
индуктивного электрического поля вызывать электрический ток:
E = A/Q
1– идеальный источник
Rвнутр=0
2– реальный источник
U=E-IRВНУТР
Рисунок 2.1 – Внешняя характеристика источника ЭДС
8
Многие реальные источники работают в подобном режиме: машины
постоянного и переменного тока, гальванические элементы и д.р.
1–идеальный источник
RВНУТР  
2- реальный источник
Рисунок 2.2 – Внешняя характеристика источника тока
Часто в режиме источников тока работают транзисторы.
Пассивные линейные элементы цепи
Пассивные элементы цепи потребляют электрическую энергию.
Линейные элементы – элементы, сопротивление которых электрическому
току не зависит от значения и направления тока или приложенного к ним
напряжения, т.е. зависимость тока от напряжения имеет линейный характер.
Резистор
Резистор – прибор, имеющий сопротивление и предназначенный для
ограничения или регулирования тока в электрической цепи, является
необратимым преобразователем электрической энергии.
В электротехнических устройствах используют постоянные и переменные,
проволочные и непроволочные резисторы.
Рисунок 2.3 – Включение реостата
Рисунок 2.4. – Включение потенциометра
При последовательном соединении:
Рисунок 2.5 – Последовательное соединение резисторов
9
I = I1=I2 = I3
R = R1+R2+R3
U = U1+U2+U3
При параллельном соединении:
Рисунок 2.6 – Параллельное соединение резисторов
I= I1+I2+I3
U= U1= U2 = U3
1
1
1
1



R R1 R 2 R 3
R1R 2R 3
R123 
R1R 2  R 2R 3  R1R 3
Сопротивление резистора является его параметром только при постоянном
токе.В цепях переменного тока сопротивление проволочного резистора зависит от
частоты. Сопротивление резистора переменному току называют активным,
постоянному току – электрическим. Активное сопротивление резистора больше
его электрического сопротивления.
Конденсатор
Конденсатор – накопитель электроэнергии, состоит из двух проводников
(обкладок), разделённых диэлектриком:
WC = CU2/2
Ёмкость конденсатора – способность конденсатора накапливать на
обкладках электрический заряд с повышением напряжения между обкладками:
C = Q/U
Ёмкость плоского конденсатора:
C= εа S/d
Часто конденсаторы возникают естественным путём.
При последовательном соеденении конденсаторов:
Рисунок 2.8 – Последовательное соединение конденсаторов
1
1
1
1



C C1 C2 C3
Q = Q1= Q2= Q3
U = U1+U2+U3
10
При параллельном соединении конденсаторов:
C = C1 + C2 + C3
Q = Q1 + Q2 + Q3
U = U1 = U2 = U3
При включении конденсатора в цепь
постоянного тока конденсатор заряжается.
За время τ=RC зарядный ток уменьшается
i ≈ 0.37 I, а напряжение на конденсаторе
возрастёт от 0 до UC ≈ 0.63U
Рисунок 2.10 – Заряд конденсатора
Если соединить обкладки заряженного до напряжения U конденсатора с
резистором, то конденсатор разрядится за время τ =R΄C. Напряжение на
конденсаторе и разрядный ток уменьшатся в e ≈ 2.72 раз.
13
Рисунок 2.11 – Разряд конденсатора
В цепях переменного тока, в силу изменения
величины и полярности питающего напряжения,
конденсатор
находится
в
состоянии
непрерывного заряда и разряда, в цепи
существует непрерывный ток заряда и разряда,
конденсатор
обладает
реактивным
сопротивлением.
Катушка индуктивности
Катушка индуктивности – накопитель энергии магнитного поля, проводник
в виде спирали:
WL =LI2/2
Индуктивность – способность катушки с током создавать магнитное поле:
L=Ψ/I
11
Потокосцепления катушки – алгебраическая сумма магнитных потоков,
сцепленных со всеми витками катушки:
Ψ=wФ
Последовательное соединение катушек индуктивности, не
оказывающих друг на друга индуктивного влияния:
L=L1+L2+L3
Рисунок 2.12 – Последовательное соединение катушек
Параллельное соединение катушек индуктивности, не оказывающих
друг на друга индуктивного влияния:
1
1
1
1



L L1 L 2 L3
Рисунок 2.13 – Параллельное соединение катушек
Рисунок 2.14 - Катушки с магнитной связью
Магнитная связь катушек характеризуется взаимной индуктивностью:
M  K L1L2
Рисунок 2.15 – Коэффициент связи
L=L1+L2+2М
12
Рисунок 2.16 – Согласное включение катушек с магнитной связью
L=L1+L2-2М
Рисунок 2.17 – Встречное включение катушек с магнитной связью
Сопротивление катушки в цепях переменного тока значительно больше чем в
цепях постоянного тока за счёт реактивного сопротивления.
Режимы работы электрических цепей
Режимы
Номинальный
Согласованный
Холостого хода
Короткого
замыкания
Rн
Rн. ном
Rист
∞
0
U
Uном
E/2
E
0
I
Iном
E/2Rист
0
Iкз= E/Rист
Pист
Pист. ном
E2/2Rист
0
E2/ист
Pн
Pн. ном
E2/4Rист
0
0
η
η ном
0.5
1
0
2.5 Линейные цепи переменного тока
Однофазные электрические цепи синусоидального тока
В линейных цепях ЭДС, напряжение и токи изменяются по синусоидальному
закону.
Параметры синусоидального тока (напряжения, ЭДС)
1. Мгновенное значение тока в любой момент
времени выражается формулой:
ı = Im sin (ωt+φ)
2. Амплитуда тока Im – наибольшее значение
тока.
Рисунок 2.25 – Синусоидальный ток
3. Действующее значение тока I 
Im
- среднеквадратичное значение тока за
2
период.
4. Среднее значение синусоидального тока I0 = 0.637 Im.
13
5. Период синусоидального тока Т – интервал времени, в течении которого
повторяются мгновенные значения тока.
6.
Частота переменного тока f=
1
- число периодов в секунду.
Т
7. Угловая частота ω = 2πf – скорость изменения аргумента
синусоидальной функции.
8. Начальная фаза φ – значение аргумента синусоидальной функции в
момент начала отсчета времени, т.е. при t=0.
9. Фаза ωt+φ – аргумент синуса.
10.Сдвиг по фазе ψ=φi1-φi2 – разность начальных фаз двух синусоидальных
токов.
11.Коэффициент амплитуды K 
12.Коэффициент формы K 
Im
.
I
I
.
Io
Стандартная
частота
напряжения
в
энергетических системах России f=50Гц, в
отдельных автономных электрических системах
(электротранспорт,авиация, электрометаллургия)
применяют повышенные частоты 100, 200, 400 Гц
и т.д. В радиотехнике используют высокие и
сверхвысокие частоты до 1010 Гц.
Измерительные
приборы
показывают
действующие значения синусоидальных токов,
напряжений, ЭДС.
Особенности электрических цепей синусоидального тока
Переменные токи и напряжения вызывают появление в цепи дополнительных
ЭДС и токов. На всех элементах цепи переменного тока идёт процесс необратимого
преобразования электрической энергии в тепловую. Все элементы электрической
цепи одновременно обладают индуктивностью L, ёмкостью С и электрическим
сопротивлением R.
В реальной цепи на одном каком-либо участке, например в конденсаторе,
преобладает электрическое поле; в катушках индуктивности преобладает
магнитное поле. Поэтому, отвлекаясь от действительной картины сложных
физических явлений, считают, что резистор в цепи переменного тока обладает
активным сопротивлением и для него пренебрежимо малы L и C. Параметры
резисторного элемента R в цепи характеризуют как активное сопротивление
переменному току, а его значение определяют степенью выделения энергии –
тепловой, механической и т.д
14
В двух других элементах (L и С) энергии магнитного и электрического полей
периодически с частотой тока изменяются. Это связано с возникновением
электродвижущих сил eL и eC, направленных против приложенного к этим
элементам напряжения. Элементы L и С в электрической цепи переменного тока
называют реактивными, а их способность противодействовать переменному току,
называют реактивным сопротивлением элементов. Для элемента L это
сопротивление называют индуктивным и обозначают ХL , для элемента С –
ёмкостным сопротивлением и обозначают Хс.
Представление синусоидально изменяющихся электрических величин:
1. Аналитически – формулами:
u = Um sin(t +φ), i = Im sint
2. Графически – волновыми диаграммами:
Рисунок 2.26 –Волновая диаграмма
3. Вращающимися с частотой ω векторами по следующим правилам:
амплитуда или действующее значение соответствует модулю вектора, начальная
фаза - его направлению:
Рисунок 2.27 – Изображение векторов
4.Комплексными числами – İ=Imejφ
Анализ цепей переменного тока
Векторная диаграмма - совокупность векторов на плоскости, изображающих
ЭДС, напряжения и токи одной частоты.
Векторные диаграммы существенно упрощают
сложение и вычитание синусоидальных величин.
15
Простейшие цепи переменного тока
R = U/I
i = Im sint
u = Um sint
g = I/UR
P = UI = I2R
Xc = Uc/I = 1/C
bc = I/Uc = C
i = Im sint
u = Um sin(t-90˚)
Qc = Uc I = I2Xc
XL=L=UL /I
bL = I/UL = 1/L
QL =UL I = I2XL
i = Im sin t
u = Um sin(t+90º)
Z= √R2+ XL2=U/I
g=
R/Z2
bL = XL/Z2
u = Um sin(t+φ)
 = arcos Ur/U
0 <  < 90˚
i = Im sin t
u = Um sin(tφ)
=arcos Ur/U
0 <  < -90˚
S = √P2+QL2=U I
Z=
√R2+Xc2=U/I
g = R/Z2
bC = XC/Z2
S = √P2+Qc2=U
I
16
Активная мощность (P) характеризует скорость
преобразования электрической энергии в другие
виды энергии.
Реактивная мощность (Q) характеризует
скорость колебания энергии между цепью и
сетью.
Катушка индуктивности
пропускает постоянный ток
Конденсатор блокирует
постоянный ток
Коэффициент мощности цепи
Коэффициент мощности (cos φ) - отношение активной мощности Р к полной S,
показывает, какую долю от всей вырабатываемой источником мощности
составляет активная мощность:
cos φ = P/U I
Чем больше cos φ, тем экономнее работает
энергосистема.
Цепи трёхфазного тока
Многофазная система - совокупность двух или более электрических цепей,
источники электрической энергии (ЭДС) которых имеют одинаковую частоту,
сдвинуты по фазе друг относительно друга и генерируются одним генератором.
17
Каждая из цепей многофазной системы называется фазой. Применяются
следующие обозначения фазы: А или а – начало; Х или х – конец фазы (прописные
буквы относятся к источнику, а строчные к нагрузке). Всю фазу называют фазой А,
следующая – фаза В, фаза С и т.д.
Наибольшее
распространение
получила
трёхфазная электрическая систем как наиболее
простая и экономичная для передачи и
использования
электрической
энергии
переменного тока.
Симметричная трехфазная система ЭДС - ЭДС синусоидальные, их частота и
амплитуда одинаковы и ЭДС каждой фазы смещены относительно друг друга на
угол φ=2π/3
eA=Em sin ωt
eB=Em sin (ωt-120º)
eC=Em sin (ωt+120º)
В симметричной многофазной
системе сумма мгновенных значений и
векторная сумма фазных ЭДС равна
нулю.
Рисунок 2.29 – Трёхфазная ЭДС
Соединение обмоток трёхфазного генератора в звезду
При соеденении в звезду концы фаз объединяются в одну точку N, которая
называется нулевой или нейтральной.
линейный провод
А
нулевая
точка
С
А
Еф
нулевой
провод
0
В
линейный провод
линейный провод
Ел
В
С
Uф 
Uл
3
Рисунок 2.30 – Соединение обмоток генератора в звезду
ЕА, ЕВ, ЕС – фазные ЭДС
ЕАВ, ЕВС, ЕСА – линейные ЭДС
18
Соединение фаз нагрузки в звезду
Нагрузка называется симметричной, если
сопротивления фаз нагрузки одинаковы по
характеру и значению.
Рисунок 2.31 – Соединение нагрузки в звезду
Расчёт цепи при симметричной нагрузке:
Uф 
Uл
3
; Iф 
Uф
Zф
;
I л  Iф ;
I0  0
Расчёт цепи при несимметричной нагрузке:
Uф 
Uл
; I фа 
Uф
; I фв 
Uф
Zа
Zв
   
I лс  I фс ; I0  Ia  Iв  Ic
3
; I фс 
Uф
Zс
; I ла  I фа ; I лв  I фв ;
Рисунок 2.32 – Нахождение тока в нулевом проводе
Обрыв нулевого провода при несимметричной
нагрузке приводит к перекосу фаз: UA ≠UB ≠ UC
Cоединение обмоток трёхфазного генератора в треугольник
ЕАВ, ЕВС, ЕСА – линейные ЭДС,
фазные ЭДС.
ЕФ=ЕЛ
Рисунок 2.33 – Соединение обмоток генератора в треугольник
19
Нельзя нарушать порядок соединения обмоток
генератора, это приводит к короткому
замыканию в контуре АВС.
Соединение фаз нагрузки в
треугольник
Рисунок 2.34 – Соединение нагрузки в треугольник
Порядок расчёта симметричной нагрузки, соединённой в треугольник:
Uф
; I л  3  Iф ;
U л  Uф ; I ф 
Zф
2 .Магнитные цепи
Магнитные
цепи
совокупность
элементов, по которым распространяется
магнитный поток.
Рисунок 3.1 - Схема магнитной цепи
20
Приложение
Таблица 1 – Основные физические величины
Название
Время
Ток
Заряд
Напряжённость электрического
поля
Потенциал
Сдвиг по фазе
Напряжение
Сопротивление, активное
сопротивление
Реактивное сопротивление
Полное сопротивление
Активная мощность
Реактивная мощность
Полная мощность
Энергия
Индуктивность
Взаимоиндуктивность
Ёмкость
ЭДС источника питания
Сила
Магнитная индукция
Напряжённость магнитного поля
Магнитный поток
Потокосцепление
Начальная фаза
Частота вращения
Период
Длина
Проводимость, активная
проводимость
Реактивная проводимость
Полная проводимость
Частота
Обозначе
Единица измерения
ние
Обозн.
Название
t
с
секунда
I,i
А
ампер
Q
Кл
кулон
E


U,u
В/м
В
вольт
Рад,Град радиан, градус
В
вольт
R
Ом
X
Z
P
Ом
Ом
Вт
Q
S
W
L
M
C
E,e
F
B
H
Ф
ψ


T
l
вольт на метр
ом
ом
ом
ватт
вольт на ампер
ВАр
реактивный
ВА
вольт на ампер
Дж
джоуль
Гн
генри
Гн
генри
Ф
фарада
В
вольт
Н
ньютон
Тл
тесла
А/м
ампер на метр
Вб
вебер
Вб
вебер
Рад,Град радиан, градус
Рад/с
радиан на секунду
с
секунда
м
метр
G,g
См
сименс
b
Y
f
Cм
См
Гц
сименс
сименс
герц
21
Таблица 2 - Множители и приставки, используемые в электротехнике
Множитель Приставка Обозначение приставок
международ российское
ное
9
Гига
G
Г
10
6
Мега
M
М
10
3
Кило
k
к
10
1
Дека
da
да
10
1
Деци
d
д
10
3
Милли
m
м
10
6
Микро
мк
10

9
Нано
n
н
10
12
Пико
p
п
10
10
n
10 n
Условные обозначения элементов схем
Название элементов
Обозначение элементов
Источники питания
Элемент гальванический или
аккумулятор
Батарея из гальванических или
аккумуляторных элементов
Генератор электрический (общее
обозначение)
Линии электрической связи
Линия электрической связи
(провод, кабель, шина) (общее
обозначение)
Линия электрической связи
осуществленной гибким
проводам
Пересечение линий электрической
связи
Плиния электрической связи с
ответвлением
Излом линий электрической связи
Повреждение изоляции:
Между проводами
На землю
На корпус
Заземление
Коммутационные устройства и контактные соединения
Предохранитель плавкий (общее
обозначение)
Контакт коммуникационного
устройства
Выключатель (например, трех
полюсный)
Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы.
Резистор постоянный
Резистор переменный (стрелка
обозначает передвижной контакт.)
нденсатор постоянной ёмкости
Конденсатор электролитический
Сердечник (магнитопровод)
ферромагнитный.
Катушка индуктивности
(дроссель):
Без сердечника
С ферромагнитным сердечником
Трансформатор без сердечника
Трансформатор с
ферромагнитным сердечником
Автотрансформатор однофазный с
ферромагнитным сердечником
Приборы электроизмерительные
Прибор измерительный:
Показывающий
Регистрирующий
Интегрирующий (например,
электросчётчик)
Обмотка тока измерительного
прибора
Обмотка напряжения
измерительного прибора
Таблица 4 - Классификация электротехнических материалов и их свойства
Группа
Вид
материала
I. Проводник
Металлы и их
сплавы
Электролиты
Ионизированные
газы
II.
Германий,
Полупроводники кремний, селен и
др.
III. Диэлектрик Стекло, слюда,
фарфор, каучук,
пластмассы, газы и
др.
Удельное
сопротивление ,
Ом  м
Вид
электропроводимости
108  105
Электронная
106  109
Ионная
Электронная и
ионная
Электронная
107  1020
Электронная и
ионная
Таблица 5 - Проводниковые материалы
Материал
Медь
Алюминий
Серебро
Железо
Натрий
Бронза
Назначение
Удельное
сопротивление
Провода, кабели, Низкое
токопроводящие
детали,
контактные
элементы и др.
Латунь
Нихром
Канталь
Фехраль
Константан
Манганин
Свинец
Олово
Никель
Вольфрам
Электротехнический
уголь
Нагревательные
элементы,
реостаты,
резисторы и др.
Высокое
Аккумуляторы,
Определяется
припои,
назначением
электрощётки и
др.
Таблица 6 - Электротехнические характеристики металлов и сплавов при 20  С
Наименование
материала
Удельное
сопротивление ,
Серебро Ag
Медь Cu
Алюминий Al
Бронза
Сталь
Чугун
Константан
Канталь
Ом  м
0,016  106
0,018  106
0,027  106
Удельная
электропроводи
мость , См/м
62,5  106
55,0  106
35,0  106
0,021 0,052  106
0,103  0,107  106
47,6  19,2  106
9,7  7,29  106
0,501 106
1,99  106
0,50  106
-
1,45  106
Таблица 7 - Основные электрические характеристики некоторых изолирующих
материалов
Наименование
материала
Относительная
диэлектрическая
проницаемость
Электрическая прочность
Епр, кВ/мм
Измерена при
толщине d, мм
ε
Воздух
Вода дистиллированная
Трансформаторное
масло
1,0
81,0
2,2
3,4 – 3,6
3,0
8,0 – 16,0
20,0 – 30,0
2,5
0,15 – 0,2
Бумага, пропитанная
парафином
Фарфор
Стекло
Слюда
Миканит
Резина
Полистирол
Гетинакс
5,3
5,5 – 9,0
5,0 – 7,5
5,2
2,7
2,3 – 2,75
4,5
4,0 – 6,0
10,0 – 15,0
10,0 – 40,0
80 – 200
15,0 – 20,0
16,0 – 25,0
100 – 100
8,0 – 12,0
9,0 – 14,0
1,0 – 15,0
0,05
3,0
1,0 – 2,5
10,0
1,0
Таблица 8 - Характеристики магнитных материалов
Магнитомягкие
материалы
Технически
чистое железо
Листовая
углеродистая
сталь
Листовая сталь
с добавлением
кремния
Пермаллой
Область применения
Магнитожёсткие
Область
материалы
применения
Литые сплавы на Постоянные
основе железа
магниты
Изготовление
сердечников
постоянного
тока,
полюсов и полюсных
наконечников
в
машинах постоянного
тока
Сердечник
Металлокерами
электрических машин, ка и ферриты
аппаратов,
трансформаторов,
дросселей и др.
Сердечник устройств Сплавы
измерительной
благородных
техники, автоматики и металлов
телемеханики
Металлокерами Сердечник
в Материалы для
ка и ферриты
высокочастотной
магнитной
технике
записи
(трансформаторы,
информации
обмотки, антенны и
др.)
Постоянные
магниты
небольших
размеров
и
сложной
формы
Точные
измерительные
приборы
с
небольшими
подвижными
электромагнита
ми
Магнитные
ленты,
электронновычислительны
е
и
кибернетическ
ие устройства
Таблица 11 - Синусы, косинусы, тангенсы и котангенсы углов
А
sin A cos A tg A
ctg A

0
1
0
0


1
1
2
30
3
2

45
60
90
2
2
3
2
2
2
2
1
2
1
0
3
1
1
3
1
3

0
Рекомендуемая литература
1.Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники. Ростов н/Д: Феникс,
2018, 407с.
2.Кузовкин В.А. Электротехника и электроника, учебник для СПО. М.:
издательский центр «Академия», 2016
3.Лоторейчук Е.А.Теоретические основы электротехники : Учебник.- М.: ФОРУМ:
ИНФА – М, 2010. -316 с.
4.Бутырин П.А. Электротехника. М.: издательский центр «Академия», 2006, 402с.
Дополнительные источники:
1.Жаворонков М.А.Электротехника и электроника: Учебное пособие для студ.
высш. учеб. заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 400 с.
2.Е.И.Парахно, Справочник по теоретической электротехнике, ЕКТС, 2006,49 с.
3.Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. М.:
Высшая школа, 1999, 483с.
4.СТ СЭВ 1052-78. Метрология. Единицы физических величин,34с.
Download