- •Министерство образования и науки
- •Левина м.Г. Основы промышленной электротехники
- •1. Элементы электротехники
- •1.1. Основные понятия и определения электротехники
- •1.1.2. Электродвижущая сила, электрическое напряжение
- •1.1.3. Электрическая цепь
- •1.1.4. Электрическое сопротивление и его виды
- •1.1.5. Электрическая энергия и мощность
- •1.2. Основные законы электротехники
- •2. Расчетные формулы для цепей постоянного тока
- •2.1. Метод контурных токов (метод Максвелла)
- •2.2. Метод двух узлов
- •2.3. Метод наложения
- •2.4. Метод эквивалентного генератораt
- •2.5. Преобразование сложных цепей в простые эквивалентные
- •2.6. Баланс электрических мощностей цепи
- •2.7. Переходные процессы в цепях постоянного тока
- •2.8. Расчетные формулы для цепей однофазного тока
- •2.8.2. Мощности в цепях переменного тока
- •2.9. Расчетные соотношения для цепей трехфазного тока
- •Метод симметричных составляющих
- •3. Диэлектрические материалы
- •3.1. Физические свойства диэлектрических материалов
- •3.2. Технические данные диэлектрических материалов
- •4. Проводниковые материалы
- •4.1. Проволока, провода, допустимые токовые нагрузки
- •4.2. Шины и ленты
- •4.3. Кабельные изделия, допустимые токовые нагрузки кабелей
- •4.4. Установочные провода и соединительные шнуры
- •5. Трансформаторы
- •5.1. Основные сведения о типах трансформаторов
- •5.2. Силовые трехфазные трансформаторы
- •5.3. Однофазные трансформаторы
- •5.4. Трансформаторы тока и напряжения
- •6. Синхронные машины
- •6.1. Синхронные генераторы
- •6.2. Синхронные двигатели
- •6.3. Синхронные компенсаторы
- •7. Асинхронные двигатели
- •7.1. Основные сведения о серийных асинхронных двигателях
- •7.2. Асинхронные двигатели новых серий ra и 6а
- •7.3. Асинхронные двигатели серии 4а с короткозамкнуты м ротором
- •7.4. Двигатели серии 4а с фазным ротором
- •7.5. Асинхронные двигатели большой мощности
- •7.6. Асинхронные двигатели серии аи
- •7.8. Двигатели серии а02
- •7.9. Асинхронные двигатели серии 5а (5ан, 5анк)
- •8. Машины постоянного тока
- •8.1. Двигатели постоянного тока серий 2пн, 2пф, 4пб, 4пф
- •8.2. Крановые и краново-металлургические двигатели
- •8.3. Генераторы постоянного тока
- •8.4. Универсальные коллекторные двигатели
- •9. Электрические аппараты до 1000 в
- •9.1. Автоматические выключатели
- •9.2. Контакторы, магнитные пускатели
- •9.3. Реле
- •9.4. Командоаппараты, магнитные станции, кнопки, выключатели, переключатели
- •9.5. Бесконтактные аппараты
- •9.6. Предохранители плавкие
- •9.7. Резисторы и реостаты силовые
- •9.8. Силовые конденсаторы и конденсаторные установки
- •10. Электрооборудование и электрические аппараты высокого напряжения
- •10.1. Масляные выключатели
- •10.2. Электромагнитные выключатели
- •10.3. Разъединители внутренней и наружной установки 10 кВ
- •10.4. Комплектные трансформаторные подстанции 10 кВ
- •10.5. Комплектные конденсаторные установки 6 (10) кВ
- •11. Элементы электроснабжения и электрического освещения
- •11.1. Общие вопросы электроснабжения. Параметры напряжения
- •11.2. Воздушные и кабельные лэп напряжением 6(10) и 0,4 кВ
- •11.3. Расчет и выбор сечений проводов, кабелей, шин
- •11.4. Расчет токов короткого замыкания и выбор автоматических выключателей и предохранителей
- •11.5. Приборы электрического освещения.
- •11.6. Измерение электрической энергии
- •11.7. Внутренние и наружные электрические проводки
- •12. Автономные источники электрической энергии
- •12.1. Автономные дизель-электрические и бензоэлектрические агрегаты и станции
- •12.2. Ветроэлектрические станции
- •12.3. Комплектные фотоэлектрические солнечные системы
- •12.4. Малые гэс и микроГэс
- •12.5. Аккумуляторы
- •13. Сварочное электрооборудование
- •13.1. Сварочные аппараты переменного и постоянного тока
- •13.2. Сварочные выпрямители типа вд
- •13.3. Сварочные преобразователи-агрегаты
- •14. Бытовое электрооборудование
- •14.1. Общие вопросы
- •14.2. Бытовой электрический инструмент
- •14.3. Бытовые электрические насосы
- •14.4. Бытовое электрооборудование для электрического отопления
- •14.5. Электроводонагреватели
- •14.6. Электрические плитки
- •14.7. Трубчатые электронагреватели (тэНы)
- •14.8. Электрокалориферы
- •14.9. Электрокаменки типа эк
- •14.10. Электрообогреватели для теплиц и парников
- •15. Вопросы электробезопасности
- •15.1. Основные понятия и определения
- •15.2. Защитные средства
- •15.3. Защитное заземление и защитное зануление
- •Литература
- •1. Элементы электротехники 2
- •2. Расчетные формулы для цепей постоянного тока 9
- •12. Автономные источники электрической энергии 76
- •13. Сварочное электрооборудование 81
- •14. Бытовое электрооборудование 83
- •15. Вопросы электробезопасности 94
2.8.2. Мощности в цепях переменного тока
1. Мгновенное значение мощности в цепи с активным сопротивлением R, Вт:
Среднее значение активной мощности в цепи с активным сопротивлением R, Вт:
2. Цепи с чисто индуктивным сопротивлением:
ток в цепи i(t)=Imsin(t), тогда
т.е. напряжение на индуктивности опережает ток на угол 900.
Падение напряжения на катушке: UL=LI
Мгновенная мощность катушки
Средняя за период мощность идеальной катушки:
Это означает, что в течение периода идеальная катушка дважды получает от источника энергию, преобразуя ее в магнитное поле, и дважды возвращает ее.
Реактивная мощность катушки, ВАр, QL=ULI=L I I=XLI2
3. В цепи с емкостным сопротивлением:
u(t)=Umsin(t);
т.е. ток в конденсаторе опережает напряжение на угол -900.
Действующее значение тока. A,
Емкостное сопротивление, Ом,
Мгновенная мощность
Средняя за период мощность:
В течение периода конденсатор дважды получает от источника энергию для заряда (создания электрического поля в диэлектрике) и дважды возвращает ее источнику (разряжается).
Реактивная мощность конденсатора, вар, .
Из изложенного следует важный для практики вывод: токи индуктивности и емкости в цепи переменного тока в каждый момент времени направлены в противоположные стороны. Другими словами, в каждый момент времени, когда катушка получает от источника электромагнитную энергию, конденсатор возвращает ее источнику и наоборот.
4 . Цепь, содержащая последовательно включенные активное, индуктивное и емкостное сопротивления питается напряжением u(t)=Umsin(t); (рис. 2.6).
Реактивное сопротивление цепи, Ом, X = XL - ХC.
Полное сопротивление цепи,. Ом,
Угол сдвига фаз между векторами напряжения и тока
Коэффициент мощности цепи
Мгновенное значение приложенного напряжения равно сумме мгновенных значений падений напряжений на участках цепи:
Мгновенное значение мощности для этой цепи, Вт,
Среднее значение мощности равно активной мощности, Вт:
Реактивная мощность, вар,
. Полная мощность, ВА,
При ХL=XC имеет место резонанс напряжения, цепь ведет себя как чисто активная, а ток имеет наибольшее значение.
5. Цепь, содержащая параллельно включенные активное, индуктивное и емкостное сопротивления (рис. 2.7).
В такой цепи все элементы находятся под одинаковым напряжением источника u(t)=Umsin(t);
Проводимости элементов цепи:
активная, См, ;
емкостная, См,
индуктивная, См,
Полная проводимость цепи, содержащей Элементы R, L, С, См:
;
Угол сдвига фаз тока и напряжения .
Токи в ветвях
;
;
.
Значения мощностей рассчитываются по приведенным выше формулам.
При имеет место резонанс токов. Общий ток в цепи имеет минимальное значение и активный характер.
На практике параллельное включение конденсаторов в однофазной и трехфазной цепях широко используется для разгрузки питающих линий (проводов, кабелей, шин) от реактивной (индуктивной) составляющей тока. Это позволяет уменьшить потери электроэнергии в передающих линиях, и тем самым экономить ее, выбирать меньшие сечения проводов и кабелей для питания тех же самых электроприемников.