 Касаткин А. С. Электротехника: Учеб. для вузов / А. С. Касаткин, М. В. Немцов. — 9-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 544 с. Изложены основные положения теории электрических цепей, основ промышленной электроники, электрических измерений. Дано описание устройства и рабочих свойств электрических машин. Приведены сведения об электроприводе. Для студентов неэлектротехнических специальностей вузов.
Предисловие.......................................................................................................................3
Глава 1. Линейные электрические цепи постоянного тока.............................4
1.1. Электротехнические устройства постоянного тока............................4
1.2. Элементы электрической цепи постоянного тока................................5
1.3. Положительные направления токов и напряжений............................7
1.4. Резистивные элементы..................................................................................9
1.5. Источники электрической энергии постоянного тока....................11
1.6. Источник ЭДС и источник тока.............................................................12
1.7. Первый и второй законы Кирхгофа.......................................................15
1.8. Применение закона Ома и законов Кирхгофа для расчетов электрических цепей....................................................................................17
1.9. Метод эквивалентного преобразования схем.....................................20
1.10. Метод узловых потенциалов....................................................................24
1.11. Метод контурных токов..............................................................................26
1.12. Принцип и метод наложения (суперпозиции)...................................28
1.13. Принцип компенсации................................................................................29
1.14. Метод эквивалентного источника (активного двухполюсника). 31
1.15. Работа и мощность электрического тока. Энергетический баланс................................................................................................................33
1.16. Условие передачи приемнику максимальной энергии....................34
Глава 2. Линейные электрические цепи синусоидального тока.................36
2.1. Электротехнические устройства синусоидального тока................36
2.2. Элементы электрической цепи синусоидального тока...................37
2.3. Индуктивный элемент................................................................................38
2.4. Емкостный элемент......................................................................................41
2.5. Источники электрической энергии синусоидального тока...........45
2.6. Максимальное, среднее и действующее значения синусоидальных величин...........................................................................47
2.7. Различные способы представления синусоидальных величин .... 49
2.8. Закон Ома в комплексной форме для резистивного, индуктивного и емкостного элементов.................................................52
2.9. Первый и второй законы Кирхгофа в комплексной форме...........56
2.10. Комплексный метод расчета цепей синусоидального тока............60
2.11. Неразветвленная цепь синусоидального тока....................................63
2.12. Активное, реактивное, комплексное и полное сопротивления пассивного двухполюсника.......................................................................67
2.13. Энергетические процессы в резистивном, индуктивном
и емкостном элементах...............................................................................68
2.14. Активная, реактивная, комплексная и полная мощности пассивного двухполюсника.......................................................................72
2.15. Электрическая цепь с параллельным соединением ветвей...........75
2.16. Активная, реактивная, комплексная и полная проводимости пассивного двухполюсника.......................................................................78
2.17. Эквивалентное преобразование схем последовательного соединения элементов в параллельное.................................................80
2.18. Электрическая цепь со смешанным соединением элементов.......81
2.19. Баланс мощности в цепи синусоидального тока...............................82
2.20. Повышение коэффициента мощности..................................................84
2.21. Резонанс в цепях синусоидального тока...............................................86
2.22. Цепи с индуктивно связанными элементами.....................................91
2.23. Потенциальная диаграмма электрической цепи...............................95
2.24. Круговые диаграммы. Фазосдвигающие цепи....................................96
2.25. Частотные годограф и характеристики цепи......................................97
2.26. Пассивные четырех- и трехполюсники.................................................98
Глава 3. Трехфазные цепи.......................................................................................101
3.1. Трехфазные электротехнические устройства...................................101
3.2. Соединение фаз источника энергии и приемника звездой..........103
3.3. Соединение фаз источника энергии и приемника треугольником.............................................................................................106
3.4. Активная, реактивная, комплексная и полная мощности трехфазной симметричной системы....................................................108
3.5. Сравнение условий работы приемника при соединениях его
фаз треугольником и звездой.................................................................109
3.6. Измерение активной мощности трехфазной системы...................110
3.7. Симметричная трехфазная цепь с несколькими приемниками. 113
3.8. Несимметричный режим трехфазной цепи.......................................115
Глава 4. Периодические несинусоидальные токи в линейных
электрических цепях................................................................................120
4.1. Общие сведения...........................................................................................120
4.2. Действующее значение периодической несинусоидальной величины........................................................................................................122
4.3. Мощность периодического несинусоидального тока....................123
4.4. Электрические фильтры...........................................................................125
Глава 5. Переходные процессы в линейных электрических цепях........129
5.1. Общие сведения...........................................................................................129
5.2. Классический метод расчета переходных процессов.....................129
5.3. Законы коммутации...................................................................................131
5.4. Переходные процессы в цепи постоянного тока с одним индуктивным элементом.........................................................................132
5.5. Переходные процессы в цепи постоянного тока с одним емкостным элементом...............................................................................137
5.6. Разрядка емкостного элемента в цепи с резистивным
и индуктивным элементами....................................................................140
5.7. Подключение неразветвленной цепи с индуктивным, резистивным и емкостным элементами к источнику постоянной ЭДС.........................................................................................144
5.8. Подключение неразветвленной цепи с индуктивным
и резистивным элементами к источнику синусоидальной ЭДС 146
5.9. Операторный метод расчета переходных процессов......................148
5.10. Расчет переходных процессов на ЭВМ...............................................154
Глава 6. Нелинейные электрические цепи........................................................156
6.1. Общие сведения...........................................................................................156
6.2. Цепи с нелинейными двухполюсниками...........................................156
6.3. Цепи с нелинейными трех- и четырехполюсниками......................160
Глава 7. Магнитные цепи с постоянной магнитодвижущей силой..........165
7.1. Элементы магнитной цепи......................................................................165
7.2. Закон полного тока для магнитной цепи............................................166
7.3. Свойства ферромагнитных материалов.............................................167
7.4. Неразветвленная магнитная цепь.........................................................172
7.5. Неразветвленная магнитная цепь с постоянным магнитом........175
7.6. Электромеханическое действие магнитного поля..........................176
Глава 8. Катушка с магнитопроводом в цепи переменного тока..............179
8.1. Понятие об идеализированной катушке с магнитопроводом.....179
8.2. Процессы намагничивания магнитопровода идеализированной катушки..........................................................................................................180
8.3. Уравнения, схемы замещения и векторные диаграммы реальной катушки с магнитопроводом...............................................182
8.4. Мощность потерь в магнитопроводе....................................................186
8.5. Вольт-амперная характеристика катушки с магнитопроводом . 188
8.6. Явление феррорезонанса.........................................................................190
Глава 9. Трансформаторы........................................................................................193
9.1. Общие сведения...........................................................................................193
9.2. Принцип действия однофазного трансформатора..........................195
9.3. Уравнения идеализированного однофазного трансформатора.. 197
9.4. Схема замещения и векторная диаграмма идеализированного однофазного трансформатора................................................................199
9.5. Уравнения, схема замещения и векторная диаграмма реального однофазного трансформатора...........................................201
9.6. Режим холостого хода трансформатора.............................................203
9.7. Режим короткого замыкания трансформатора................................205
9.8. Внешние характеристики трансформатора.......................................208
9.9. Мощность потерь в трансформаторе...................................................210
9.10. Особенности трехфазных трансформаторов....................................212
9.11. Группы соединений обмоток трансформаторов...............................214
9.12. Параллельная работа трансформаторов.............................................216
9.13. Однофазные и трехфазные автотрансформаторы..........................218
9.14. Многообмоточные трансформаторы...................................................220
9.15. Конструкции магнитопроводов и обмоток........................................222
9.16. Тепловой режим трансформаторов......................................................224
9.17. Трансформаторы напряжения и тока..................................................226
Глава 10. Полупроводниковые приборы и устройства................................233
10.1. Общие сведения о полупроводниках.................................................233
10.2. Контактные явления в полупроводниках........................................235
10.3. Полупроводниковые диоды..................................................................239
10.4. Биполярные транзисторы......................................................................241
10.5. Полевые транзисторы.............................................................................244
10.6. Тиристоры...................................................................................................249
10.7. Полупроводниковые резисторы, конденсаторы, оптоэлектронные приборы....................................................................252
10.8. Классификация полупроводниковых устройств..........................253
10.9. Неуправляемые выпрямители.............................................................253
10.10. Управляемые выпрямители..................................................................261
10.11. Инверторы...................................................................................................265
10.12. Преобразователи постоянного напряжения и частоты...............271
10.13. Классификация усилителей.................................................................273
10.14. Усилительные каскады на биполярных транзисторах................275
10.15. Усилительные каскады на полевых транзисторах........................280
10.16. Дифференциальный усилитель.........................................................282
10.17. Операционные усилители.....................................................................286
10.18. Обратная связь в усилителях...............................................................287
10.19. Усилитель мощности...............................................................................294
10.20. Генераторы синусоидальных колебаний..........................................297
10.21. Классификация импульсных и цифровых устройств.................298
10.22. Логические элементы..............................................................................301
10.23. Импульсные устройства с временно устойчивыми состояниями...............................................................................................304
10.24. Импульсные устройства с устойчивыми состояниями.
Триггеры.......................................................................................................310
10.25. Логические автоматы с памятью.........................................................313
10.26. Логические автоматы без памяти.......................................................315
10.27. Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи........316
10.28. Оптоэлектронные устройства..............................................................318
10.29. Программируемые устройства. Микропроцессоры.....................318
Глава 11. Электровакуумные приборы и устройства....................................323
11.1. Общие сведения об электровакуумных электронных приборах.......................................................................................................323
11.2. Электровакуумные электронные лампы и индикаторы.............323
11.3. Общие сведения об электровакуумных газоразрядных приборах.......................................................................................................326
11.4. Приборы дугового разряда....................................................................327
11.5. Приборы тлеющего разряда..................................................................328
11.6. Электровакуумные фотоэлектронные приборы...........................329
Глава 12. Электрические измерения....................................................................332
12.1. Общие сведения........................................................................................332
12.2. Меры, измерительные приборы и методы измерения.................332
12.3. Погрешности измерения и классы точности..................................334
12.4. Потребление энергии электроизмерительными приборами.....336
12.5. Механические узлы показывающих приборов..............................338
12.6. Системы показывающих приборов....................................................340
12.7. Логометры...................................................................................................349
12.8. Счетчики электрической энергии.......................................................352
12.9. Мостовой метод измерения..................................................................357
12.10. Компенсационный метод измерения.................................................360
12.11. Электронные измерительные приборы. Электронный вольтметр.....................................................................................................361
12.12. Цифровые измерительные приборы. Цифровой вольтметр.....363
12.13. Регистрирующие приборы и устройства..........................................364
12.14. Измерительные системы........................................................................368
12.15. Преобразователи неэлектрических величин..................................369
Глава 13. Машины постоянного тока...................................................................371
13.1. Общие сведения........................................................................................371
13.2. Устройство машины постоянного тока.............................................371
13.3. Режимы работы машины постоянного тока....................................373
13.4. Анализ работы щеточного токосъема................................................375
13.5. Обмотки барабанного якоря.................................................................378
13.6. Электродвижущая сила и электромагнитный момент машин постоянного тока.......................................................................................379
13.7. Реакция якоря............................................................................................381
13.8. Коммутация в машинах постоянного тока......................................385
13.9. Генератор с независимым возбуждением.........................................389
13.10. Генератор с параллельным возбуждением.......................................392
13.11. Генераторы с последовательным и смешанным возбуждением 394
13.12. Параллельная работа генераторов с параллельным возбуждением.............................................................................................396
13.13. Двигатель с параллельным возбуждением......................................398
13.14. Двигатель с последовательным возбуждением..............................403
13.15. Двигатель со смешанным возбуждением.........................................405
13.16. Коллекторные машины переменного тока......................................407
Глава 14. Асинхронные машины...........................................................................411
14.1. Общие сведения........................................................................................411
14.2. Устройство трехфазной асинхронной машины..............................411
14.3. Режимы работы трехфазной асинхронной машины....................414
14.4. Вращающееся магнитное поле статора асинхронного двигателя.....................................................................................................415
14.5. Вращающееся магнитное поле ротора и рабочее вращающееся магнитное поле асинхронного двигателя............420
14.6. уравнение электрического состояния фазы статора асинхронного двигателя..........................................................................................................422
14.7. уравнение электрического состояния фазы ротора асинхронного двигателя......................................................................................................................425
14.8. Баланс магнитодвижущих сил в асинхронном двигателе..........426
14.9. Схема замещения фазы асинхронного двигателя...................... 427
14.10. Векторная диаграмма фазы асинхронного двигателя.................431
14.11. энергетический баланс асинхронного двигателя.........................432
14.12. вращающий момент асинхронного двигателя............................ 434
14.13. Механическая характеристика асинхронного двигателя...........435
14.14. Рабочие характеристики асинхронного двигателя................. 439
14.15. Универсальная характеристика асинхронной машины..............441
14.16. Пуск асинхронного двигателя в ход.................................................. 443
14.17. Методы регулирования частоты вращения асинхронных
двигателей......................................................................................................
14.18. Двухфазные и однофазные асинхронные двигатели...................452
14.19. Индукционный регулятор и фазорегулятор...................................457
14 20. Асинхронный тахогенератор....................................................... 4^
Глава 15. Синхронные машины..............................................................................460
15.1. Общие сведения...........................................................................................
15.2. Устройство синхронной машины............................................ 460
15.3. Режимы работы синхронной машины................................ 462
15.4. Уравнение электрического состояния фазы синхронного генератора....................................................................................................463
15.5. Схема замещения и векторная диаграмма фазы синхронного генератора.......................................................................................................464
15.6. Энергетический баланс и КПД синхронного генератора...........465
15.7. Работа синхронного генератора в электрической системе большой мощности................................................................................................................................467
15.8. Электромагнитный момент и угловая характеристика синхронного генератора......................................................................................................469
15.9. U-образная характеристика синхронного генератора.................470
15.10. Регулирование активной и реактивной мощностей синхронного генератора..........................................................................................................472
15.11. Включение синхронного генератора на параллельную работу
с системой.......................................................................................................
15.12. Уравнение электрического состояния, схема замещения
и векторная диаграмма фазы синхронного двигателя.................475
15.13. Электромагнитный момент и угловая характеристика синхронного двигателя..........................................................................................................476
15.14. U-образная характеристика синхронного двигателя...................477
15.15. Регулирование активной и реактивной мощностей синхронного двигателя............................................................................................................479
15.16. Пуск синхронного двигателя в ход.....................................................479
15.17. Синхронные двигатели малой мощности........................................481
Глава 16. Аппаратура управления и защиты....................................................483
16.1. Общие сведения........................................................................................483
16.2. Тепловая защита электроустановок...................................................485
16.3. Автоматические воздушные выключатели......................................488
16.4. Выключатели высокого напряжения.................................................490
16.5. Реле и релейная защита..........................................................................493
16.6. Контакторы, магнитные пускатели и контроллеры.....................498
16.7. Понятие о системах энергоснабжения..............................................503
Глава 17. Электропривод..........................................................................................505
17.1. Общие сведения........................................................................................505
17.2. Уравнение движения электропривода..............................................506
17.3. Основные режимы работы электропривода....................................509
17.4. Выбор мощности двигателя..................................................................511
17.5. Выбор вида и типа двигателя...............................................................515
17.6. Управление электроприводом..............................................................518
Глава 18. Электробезопасность.............................................................................522
18.1. Общие сведения........................................................................................522
18.2. Технические средства электрозащиты..............................................522
Литература.....................................................................................................................525
Предметный указатель
| 
