Підручник написано відповідно до програми підготовки молодших спеціалістів, бакалаврів, спеціалістів і магістрів. У ньому вміщено відомості про теорії електричних і магнітних кіл, розглянуто перехідні процеси і нелінійні електричні кола. Описано будову, принципи роботи, основні співвідношення електричних машин постійного і змінного струмів, електричних мікромашин. Наведено принципи електровимірювання, будову електровимірювальних приладів. Розглянуто питання електроприводу, електрозабезпечення, викладені основи напівпровідникової техніки. Підручник призначено для студентів вищих навчальних закладів і для самостійного вивчення курсу. ЗМІСТ ПЕРЕДМОВА........................................................................................................8 1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ 1.1. Основні визначення.......................................................................................9 1.2. Величини електричного кола........................................................................9 1.3. Параметри електричного кола.....................................................................10 1.4. Елементи електричного кола ......................................................................11 1.5. Схеми заміщення...........................................................................................12 2. КОЛА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ 2.1. Передавання потужності від джерела до навантаження...........................13 2.2. Змішане з'єднання приймачів......................................................................16 2.3. Застосування законів Кірхгофа...................................................................17 2.4. Метод суперпозиції.......................................................................................19 2.5. Метод вузлової напруги...............................................................................20 2.6. Метод еквівалентних перетворень..............................................................21 2.7. Метод контурних струмів.............................................................................23 2.8. Побудова потенційних діаграм....................................................................24 3. НЕЛІНІЙНІ КОЛА 3.1. Загальні визначення......................................................................................26 3.2. Графічний метод розрахунку.......................................................................27 3.3. Аналітичний метод розрахунку...................................................................28 4. КОЛА СИНУСОЇДНОГО СТРУМУ 4.1. Основні визначення......................................................................................30 4.2. Діюче значення синусоїдних величин........................................................31 4.3. Метод векторних діаграм............................................................................32 4.4. Символічний метод......................................................................................33 4.5. Активний опір у колі синусоїдного струму...............................................34 4.6. Індуктивність у колі змінного струму........................................................35 4.7. Ємність у колі синусоїдного струму..........................................................36 4.8. Нерозгалужені кола.....................................................................................37 4.9. Розгалужені електричні кола......................................................................39 4.10. Трикутники опорів та провідностей. Співвідношення між опорами та провідностями................................................................................................42 4.11. Потужність кола синусоїдного струму...................................................43 4.12. Коефіцієнт потужності. Підвищення коефіцієнта потужності............45 4.13. Явище резонансу......................................................................................46 4.14. Чотириполюсники....................................................................................48 5. ТРИФАЗНІ ЕЛЕКТРИЧНІ КОЛА 5.1. Основні положення..................................................................................52 5.2. З'єднання зіркою......................................................................................53 5.3. З'єднання трикутником............................................................................55 5.4. Потужність трифазної системи...............................................................56 5.5. Перемикання навантаження із зірки на трикутник та навпаки............59 5.6. Розрахунок симетричних трифазних систем.........................................60 5.7. Розрахунок несиметричних систем........................................................61 6. ПЕРЕХІДНІ ПРОЦЕСИ 6.1. Основні положення..................................................................................65 6.2. Перехідні процеси у колах постійного струму з індуктивністю..........65 6.3. Перехідні процеси у колах постійного струму з ємністю....................68 6.4. Примусові та вільні складові перехідних струмів і напруг..................69 6.5. Перехідні процеси у колах синусоїдного струму з індуктивністю......70 6.6. Перехідні процеси у колах синусоїдного струму з ємністю................72 7. МАГНІТНІ КОЛА З ПОСТІЙНОЮ МАГНІТОРУШІЙНОЮ СИЛОЮ 7.1. Основні поняття.......................................................................................74 7.2. Закони електромагнетизму......................................................................74 7.3. Феромагнетики.........................................................................................77 7.4. Енергія магнітного поля..........................................................................80 7.5. Взаємна індуктивність.............................................................................81 7.6. Обчислення однорідних магнітних кіл ..................................................83 7.7. Обчислення неоднорідних магнітних кіл...............................................84 7.8. Розрахунок підйомної сили електромагніта..........................................87 8. МАГНІТНІ КОЛА ЗІ ЗМІННОЮ МАГНІТОРУШІЙНОЮ СИЛОЮ 8.1. Основні поняття.......................................................................................88 8.2. Змінний потік та струм у котушці ..........................................................89 8.3. Магнітний потік розсіяння......................................................................90 8.4. Векторна діаграма котушки з осердям...................................................91 8.5. Втрати у сталі при змінному намагнічуванні........................................92 9. ТРАНСФОРМАТОРИ 9.1. Призначення та принцип роботи............................................................94 9.2. Неробочий (холостий) хід.......................................................................96 9.3. Режим навантаження...............................................................................97 9.4. Режим короткого замикання..................................................................101 9.5. Втрати у трансформаторах....................................................................101 9.6. Досліди неробочого (холостого) ходу та короткого замикання.........103 9.7. Реальний, ідеалізований та зведений трансформатори......................105 9.8. Схема заміщення трансформатора.......................................................107 9.9. Робочі характеристики трансформатора..............................................108 9.10. Конструкція трансформатора..............................................................110 9.11. Основні співвідношення для розрахунків......................................... 111 9.12. Обчислення трансформатора..............................................................113 9.13. Трифазні трансформатори................................................................... 114 9.14. Багатообмоткові трансформатори......................................................116 9.15. Вимірювальні трансформатори.......................................................... 116 9.16. Автотрансформатори........................................................................... 117 9.17. Зображення трансформаторів на електричних схемах.....................118 10. АСИНХРОННІ МАШИНИ 10.1. Будова та принцип роботи...................................................................120 10.2. Обертове магнітне поле.......................................................................122 10.3. Струм та ЕРС короткозамкненої обмотки.........................................124 10.4. Рівняння асинхронного двигуна.........................................................126 10.5. Зведення величин і параметрів асинхронних машин.......................127 10.6. Схема заміщення асинхронної машини.............................................128 10.7. Векторна діаграма асинхронного двигуна.........................................130 10.8. Втрати потужності та ККД асинхронного двигуна...........................132 10.9. Електромагнітний момент...................................................................133 10.10. Механічна характеристика................................................................135 10.11. Робочі характеристики асинхронного двигуна...............................139 10.12. Двигун із фазним ротором................................................................140 10.13. Регулювання швидкості обертання ротора......................................142 10.14. Пуск асинхронного двигуна..............................................................142 10.15. Асинхронний генератор....................................................................144 10.16. Електромагнітне гальмо....................................................................146 10.17. Однофазні асинхронні двигуни........................................................147 10.18. Двофазні асинхронні двигуни...........................................................148 10.19. Фазообертач........................................................................................148 10.20. Асинхронний перетворювач частоти...............................................149 10.21. Індукційний регулятор.......................................................................150 11. СИНХРОННІ МАШИНИ 11.1. Будова та принцип роботи синхронної машини................................152 11.2. Холостий хід синхронного генератора...............................................153 11.3. Реакція якоря синхронної машини.....................................................154 11.4. Електромагнітний момент та кутова характеристика машини........154 11.5. Векторна діаграма синхронного генератора......................................156 11.6. Характеристики синхронних генераторів..........................................157 11.7. U-подібна характеристика синхронного генератора.........................158 11.8. Паралельна робота синхронних генераторів.....................................158 11.9. Безконтактні синхронні генератори ...................................................159 11.10. Характеристики синхронних двигунів.............................................160 11.11. Пуск синхронного двигуна................................................................161 11.12. Синхронні компенсатори...................................................................162 11.13. Втрати та ККД синхронної машини.................................................163 11.14. Переваги та недоліки синхронної машини......................................163 11.15. Графічні позначення синхронних машин........................................164 12. МАШИНИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ 12.1. Будова та принцип роботи...................................................................166 12.2. Електрорушійна сила...........................................................................168 12.3. Електромагнітний момент..................................................................169 12.4. Реакція якоря........................................................................................169 12.5. Комутація..............................................................................................171 12.6. Збудження машин постійного струму................................................173 12.7. Генератори незалежного збудження...................................................174 12.8. Самозбудження генераторів...............................................................176 12.9. Генератори з самозбудженням...........................................................177 12.10. Двигуни незалежного та паралельного збудження.........................179 12.11. Двигуни послідовного збудження.....................................................180 12.12. Двигуни змішаного збудження.........................................................181 12.13. Регулювання швидкості обертання якоря........................................182 12.14. Втрати у машинах постійного струму..............................................183 12.15. Колекторні машини змінного струму...............................................185 13. ЕЛЕКТРИЧНІ МІКРОМАШИНИ 13.1. Класифікація та призначення..............................................................188 13.2. Колекторні мікромашини постійного струму....................................188 13.3. Асинхронні мікромашини...................................................................192 13.4. Синхронні мікромашини.....................................................................195 13.5. Інформаційні мікромашини................................................................199 14. ЕЛЕКТРОПРИВОД ТА ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ 14.1. Основні визначення.............................................................................206 14.2. Режими роботи електроприводу.........................................................208 14.3. Вибір потужності двигуна...................................................................210 14.4. Вибір типу електродвигуна.................................................................211 14.5. Керування електроприводом...............................................................213 14.6. Електропостачання..............................................................................214 15. ЕЛЕКТРОВИМІРЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ ТА ЕЛЕКТРОВИМІРЮВАННЯ 15.1. Класифікація електровимірювальних приладів................................218 15.2. Системи електровимірювальних приладів........................................220 15.3. Вимірювання струмів, напруг, потужностей та енергії....................227 15.4. Вимірювання коефіцієнта потужності, послідовності чергування та зсуву фаз, частоти......................................................................................232 15.5. Вимірювання параметрів електричного кола....................................235 15.6. Похибки вимірювання та приладів.....................................................237 16. ОСНОВИ НАПІВПРОВІДНИКОВОЇ ТЕХНІКИ 16.1. Основні положення..............................................................................244 16.2. Напівпровідникові діоди .....................................................................245 16.3. Тиристори.............................................................................................245 16.4. Вторинні джерела електроживлення..................................................246 16.5. Випрямлячі...........................................................................................247 16.6. Згладжуючі фільтри.............................................................................249 16.7. Стабілізатори........................................................................................250 16.8. Біполярні транзистори.........................................................................251 16.9. Підсилювачі електричних сигналів....................................................252 16.10. Характеристики та параметри транзисторів...................................256 16.11. Польові транзистори..........................................................................258 16.12. Підсилювачі постійного струму.......................................................260 16.13. Генератори гармонійних сигналів....................................................261 16.14. Імпульсні пристрої (основні поняття)..............................................263 16.15. Імпульсні підсилювачі.......................................................................264 16.16. Диференціюючі та інтегруючі ланцюги, лінії затримки ...................266 16.17. Тригери...............................................................................................268 ДОДАТКИ......................................................................................................270 ЛІТЕРАТУРА.................................................................................................287 ПРЕДМЕТНИЙ ПОКАЖЧИК.......................................................................289