УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой механизации и энергообеспечения производства ______________ А.В.Дремук

УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой механизации
и энергообеспечения производства
______________ А.В.Дремук
Протокол № 2 от 09.09.2014 г.
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ВХОДНОМУ ТЕСТИРОВАНИЮ
по дисциплине « Электротехника, электрические машины и аппараты»
для студентов инженерного факультета заочной формы получения
образования специальности 1-36 01 01 Технология машиностроения
Полный срок обучения (на базе общего среднего образования) – 7 семестр
Раздел 1. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
Тема 1.1
Введение
Основные определения: постоянный и переменный электрический ток,
электрическая цепь, электрическая схема. Виды электрических цепей и
электрических схем. Элементы цепи и их условные обозначения (источник
ЭДС, сопротивление, емкость, индуктивность). Основные электрические
величины: ЭДС, напряжение, сила тока, сопротивление, энергия, мощность,
работа.
Тема 1.2
Цепи постоянного тока
Условные положительные направления ЭДС, токов и напряжений. Законы
Ома и Кирхгофа для цепей постоянного тока. Вольт-амперная характеристика
источника ЭДС. Источники тока и напряжения. Режимы работы цепи
постоянного тока. Согласование сопротивлений. Работа, мощность и КПД в
цепи постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца. Баланс мощности. Методы
расчета цепей постоянного тока (метод свертывания, метод узловых и
контурных уравнений, метод эквивалентных преобразований, метод узлового
напряжения, метод контурных токов, метод наложения, метод эквивалентного
генератора). Мостовые электрические цепи, потенциометры и делители
напряжения. Нелинейные цепи постоянного тока и их анализ
графоаналитическим методом. Расчет и выбор сечения проводников по
допустимой потере напряжения и условиям нагрева. Классы изоляции.
Тема 1.3
Однофазные цепи переменного синусоидального тока
Получение синусоидальной ЭДС и ее параметры: период, частота,
амплитуда, начальная фаза и сдвиг фаз. Мгновенные, действующие и средние
значения ЭДС, силы тока, напряжения и мощности. Векторное представление
синусоидальных электрических величин. Векторная диаграмма напряжений и
токов. Представление синусоидальных электрических величин в комплексном
виде. Элементы схем замещения цепей синусоидального тока: резистивный.
индуктивный, емкостной. Неразветвленная цепь с активным, индуктивным и
емкостным элементами. Резонанс напряжений. Метод сопротивлений для
расчета цепей переменного тока. Разветвленная цепь с активным, индуктивным
и емкостным элементами. Резонанс токов. Метод проводимостей для расчета
цепей переменного тока. Комплексный метод расчета однофазных цепей.
Топографические диаграммы. Коэффициент мощности и способы его
повышения. Уравнение четырехполюсника в h-параметрах и схема замещения.
Электрические цепи со взаимной индуктивностью.
Тема 1.4
Трехфазные цепи переменного синусоидального тока
Трехфазная система ЭДС и напряжений и ее преимущества. Трех- и
четырехпроводная трехфазные цепи. Схемы соединения трехфазного источника
«звездой» и «треугольником». Схемы соединения приемников «звездой» и
«треугольником». Симмметричный и несимметричный режимы работы
трехфазных приемников. Условия применения схем соединения фаз «звездой»
и «треугольником». Соотношение между фазными и линейными напряжениями
и токами при симметричных нагрузках. Топографическая векторная диаграмма
напряжений и векторная диаграмма токов в трехфазной цепи. Напряжение
смещения нейтрали. Мощности в трехфазной цепи переменного тока. Расчет
четырехпроводной трехфазной цепи с соединением приемников по схеме
«звезда» при симметричном и несимметричном режимах работы. Расчет
трехпроводной трехфазной цепи с соединением приемников по схеме «звезда».
Расчет трехфазной цепи с соединением приемников по схеме «треугольник».
Комплексный метод расчета трехфазных цепей.
Тема 1.5
Цепи периодического несинусоидального тока
Понятие о периодических несинусоидальных величинах. Способы
представления периодических несинусоидальных величин. Параметры
несинусоидальных электрических величин. Активная мощность и коэффициент
мощности в цепи периодического несинусоидального тока. Расчет линейных
электрических цепей при несинусоидальном напряжении. Простейшие
электрические фильтры.
Тема 1.6
Переходные процессы в электрических цепях
Понятие о переходных процессах в электрических цепях, причины их
возникновения.
Законы
коммутации.
Дифференциальные
уравнения
электрического состояния цепей, классический метод их решения. Зарядка и
разрядка конденсатора в цепи постоянного тока. Включение и отключение
катушки индуктивности в цепи постоянного тока. Причины возникновения
перенапряжений и способы их устранения. Включение индуктивной катушки и
конденсатора в цепи постоянного тока. Простейшие генераторы электрических
импульсов.
Раздел 2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И АППАРАТЫ
Тема 2.1
Магнитные цепи
Магнитное поле и его характеристики. Магнитная проницаемость среды.
Намагничивание электротехнических материалов. Кривая гистерезиса. Понятие
магнитной цепи. Магнитный поток рассеяния. Вихревые токи. Закон полного
тока. Законы Кирхгофа и Ома для магнитной цепи. Магнитное напряжение.
Подъемная сила электромагнита. Взаимодействие проводников с токами. Закон
Ампера. Расчет магнитных цепей при постоянной МДС. Магнитные цепи с
переменными МДС. Дроссель в цепи переменного тока. Способы уменьшения
потерь от гистерезиса и вихревых токов. Понятие о магнитных усилителях.
Тема 2.2
Трансформаторы
Назначение, устройство и принцип действия однофазного трансформатора.
Уравнения электрического и магнитного состояния. Режимы работы
трансформатора. Опыты холостого хода и короткого замыкания. Приведенный
трансформатор, его Т- и Г-образные схемы замещения. Векторная диаграмма
приведенного трансформатора. Внешняя характеристика трансформатора,
потери и КПД. Паспортные данные трансформаторов. Расчет токов КЗ и
изменения вторичного напряжения по паспортным данным. Назначение,
устройство, схемы соединения трехфазных силовых трансформаторов. Способы
охлаждения. Трансформаторы специального назначения (автотрансформаторы,
измерительные
трансформаторы
тока
и
напряжения,
сварочные
трансформаторы).
Тема 2.3
Асинхронные двигатели
Устройство, принцип действия и область применения асинхронных
двигателей. Типы роторов. Вращающееся магнитное поле, его получение и
свойства. Скольжение асинхронного двигателя, уравнения электрического и
магнитного состояния. Механическая и рабочие характеристики асинхронного
двигателя. Пуск и регулирование частоты вращения асинхронного двигателя.
Однофазный асинхронный двигатель. Схемы включения трехфазного
асинхронного двигателя в однофазную сеть.
Тема 2.4
Синхронные машины
Устройство и область применения синхронных машин, способы
возбуждения. Принцип действия и область применения синхронного
генератора. Уравнение равновесия фазы и характеристики синхронного
генератора. Принцип действия и область применения синхронного двигателя.
Уравнение равновесия фазы синхронного двигателя. Механическая и угловая и
V-образная характеристики синхронного двигателя. Синхронные компенсаторы
реактивной мощности. Способы пуска синхронного двигателя. Синхронные
микромашины.
Тема 2.5
Машины постоянного тока
Устройство, принцип действия и область применения машин постоянного
тока. ЭДС, электромагнитный момент и реакция якоря машин постоянного
тока. Уравнения электрического состояния двигателя и генератора постоянного
тока, потери мощности и КПД. Двигатели постоянного тока независимого и
параллельного возбуждения. Двигатели постоянного тока последовательного и
смешанного возбуждения. Генераторы постоянного тока с независимым
возбуждением. Генераторы постоянного тока с самовозбуждением.
Тема 2.6
Расчет мощности и выбор электродвигателей
Основные понятия электропривода. Уравнение движения и режимы работы
электропривода. Условия, определяющие выбор типа и мощности двигателя.
Совместная механическая характеристика двигателя и рабочей машины.
Тепловой режим двигателя. Паспортные данные и номинальные режимы
работы двигателей. Расчет потребной мощности двигателя при
продолжительном режиме работы. Расчет потребной мощности двигателя при
повторно-кратковременном режиме работы. Проверка электродвигателя по
пусковому и максимальному моментам.
Тема 2.7
Аппараты управления и зашиты
Классификация аппаратов управления и защиты. Аппараты ручного
управления. Аппараты дистанционного и автоматического управления.
Аппараты защиты электроустановок. Аппараты защиты от поражения
электрическим током. Схемы управления трехфазным асинхронным
двигателем. Схемы автоматизированного пуска и регулирования частоты
вращения электродвигателей.
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ВХОДНОМУ ТЕСТИРОВАНИЮ
Основная:
1. Электротехника и электроника: учебник для неэлектротехнических специальностей вузов. В 3 кн./ Под ред. В. Г. Герасимова. - М.: Энергоатомиздат,
1996. - Кн. 1. Электрические и магнитные цепи/ В. Г. Герасимов, Э. В. Кузнецов, О. В. Николаева [и др.].
2. Электротехника и электроника: учебник для неэлектротехнических специальностей вузов. В 3 кн./ Под ред. В. Г. Герасимова. - М.: Энергоатомиздат,
1997. - Кн. 2. Электромагнитные устройства и электрические машины/ В. М.
Киселев, А. М. Копылов, Э. В. Кузнецов [и др.].
3. Касаткин, А.С. Электротехника / А.С. Касаткин, М.В. Немцов. - М: Высш.
шк., 2000. - 542 с.
4. Борисов, Ю. М. Электротехника: учебник для ВУЗов / Ю. М. Борисов, Д.
Н. Липатов, Ю. И. Зорин. — М. : Энергоатомиздат, 1985. — 552 с.
5. Волынский, Б. А. Электротехника: учебник для неэлектрич. спец. вузов / Б.
А. Волынский, Е. Н. Зейн, В. Е. Шатерников. — М. : Энергоатомиздат, 1987. —
528 с.
6. Сборник задач по электротехнике и основам электроники : учеб. пособие
для неэлектрич. спец. вузов. / под ред. В. Г. Герасимова. — М. : Высшая школа,
1987. — 288 с.
7. Рекус, Г. Г. Сборник задач и упражнений по электротехнике / Г. Г. Рекус.,
А. И. Белоусов. — М. : Высшая школа, 1991. — 416 с.
Дополнительная:
8. Усольцев А.А. Общая электротехника: Учебное пособие. — СПб: СПбГУ
ИТМО, 2009. – 301 с.
9. Общая электротехника / Под ред. А.Т. Блажкина. — Л.: Энергоатомиздат,
1986. – 592 с.
10. Копылов, И. П. Электрические машины / И. П. Копылов. — М. : Высшая
школа, 2000. — 607 с.
11. Лоторейчук, Е. А. Теоретические основы электротехники : учебник / Е.
А. Лоторейчук. — М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2004. — 316 с.
12. Шихин, А. Я. Электротехника / А. Я. Шихин, Н. М. Белоусов, Ю. Х.
Пухляков [и др.] ; под ред. А. Я. Шихина. — М. : Высш. шк., 1991. — 336 с.
13. Пантюшин, В. С. Электротехника / В. С. Пантюшин. — М. : Высшая
школа, 1976. — 463 с.
14. Пантюшин, В. С. Сборник задач по электротехнике и основам
электроники /В. С. Пантюшин. — М. : Высшая школа, 1976.
15. Соколова Е.М. Электрическое и электротехническое оборудование :
Учеб. пособие. — М. : Академия, 2001. — 224 с.
16. Иванов, И. И. Электротехника. Основные положения, примеры и задачи.
3-е изд. / И. И. Иванов, А. Ф. Лукин, Г. И. Соловьев — СПб.: Издательство
«Лань», 2004. — 192 с.
17. Москаленко, В. В. Системы автоматизированного управления
электропривода / В. В. Москаленко. — М. : Инфра–М, 2004. — 208 с.
Методические пособия:
18. Дубень, И. В. Решение задач по расчету электрических и магнитных
цепей: практ. рук. для аудитор. и самостоят. работы студентов инженер.
специальностей / сост. И.В.Дубень. – барановичи: РИО БарГУ, 2013. – 134 с.
19. Дубень, И. В. Электротехника : метод. указания / И. В. Дубень, Д. А.
Ционенко. — Барановичи, 2004. — 48 с.
20. Дубень, И. В. Электрические машины и аппараты : метод. указания для
лаб. занятий для студентов инженер, специальностей : в 2 ч. / И. В. Дубень, О.
В. Понталев. — Барановичи: РИО БарГУ, 2008. — 73 с.
21. Дубень, И. В. Аппараты защиты электроустановок : метод. указания по
выполнению лаб. работ для студентов инженер. специальностей / И. В. Дубень,
С. И. Козлов, М. И. Гридюшко. — Барановичи : РИО БарГУ, 2010. — 35 с.
22. Дубень, И. В. Электротехника, электрические машины и аппараты :
контрольные задачи и методич. указания по их решению / И. В. Дубень. —
Барановичи, 2004. — 42 с.