Электротехника. Практическое пособие 37103

Книга содержит основные сведения по электротехнике, о постоянном токе, химических действиях постоянного тока, тепловых действиях электрического тока, электромагнетизме и электромагнитной индукции, однофазном и трехфазном переменном токе, трансформаторах, асинхронных и синхронных двигателях, машинах постоянного тока, электроизмерительных приборах и методах измерения, аккумуляторах, электропроводке, правилах составления и чтения схем.

В книге большое внимание уделено производству электромонтажных работ.

Даны также сведения по технике безопасности в электроустановках.

Книга может быть использована в качестве учебного пособия для учащихся профессионально-технических училищ, в которых электротехника является самостоятельным и специальным предметом. Кроме того, эта книга может быть учебным пособием для учащихся средней школы с производственным обучением, а также для повышения квалификации и самообразования рабочих-электриков.

Знания по математике в объеме 8 классов средней школы дают возможность учащимся при пользовании книгой свободно оперировать с встречающимся в ней математическим материалом.

 Оглавление

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3

Глава первая. НАЧАЛЬНЫЕ ПОНЯТИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.1. Энергия и работа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.2. Масса. Сила. Ускорение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.3. Измерение работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.4. Мощность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.5. Передача энергии на расстояние . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Глава вторая. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗАРЯДЫ

И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.1. Молекулы и атомы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.2. Изоляторы и проводники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.3. Простейшие опыты с неподвижными электрическими

зарядами (электростатика) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.4. Электрическое поле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.5. Напряжение (разность потенциалов) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.6. Электрическая емкость. Конденсаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.7. Диэлектрики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.8. Характеристики электроизоляционных материалов . . . . . . . . . . 33

2.9. Нагревостойкость электроизоляционных материалов . . . . . . . . . 37

Глава третья. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА . . . . . . 39

3.1. Понятие об электрическом токе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.2. Электродвижущая сила источника электрической

энергии. Напряжение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

3.3. Электрическая цепь и ее элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

3.4. Мощность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

3.5. Сопротивление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

3.6. Закон Ома . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

3.7. Соединение проводников между собой. Первый закон Кирхгофа . . 57

3.8. Цепь с двумя источниками тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

3.9. Второй закон Кирхгофа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

3.10. Конденсатор в электрической цепи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

3.11. Двухпроводная линия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

3.12. Металлические проводники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

3.13. Проводниковые материалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

3.14. Сплавы высокого сопротивления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

3.15. Контактные материалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

3.16. Полупроводники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

3.17. Основные формулы цепей постоянного тока . . . . . . . . . . . . . . . 84

Глава четвертая. ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА

И ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ Э.Д.С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

4.1. Электролиз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

4.2. Гальванические элементы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

4.3. Аккумуляторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

4.4. Соединение источников питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Глава пятая. ТЕПЛОВОЕ ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА . . . . . 97

5.1. Закон Джоуля — Ленца . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

5.2. Допустимый ток в проводе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

5.3. Источники света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

5.4. Электрические нагревательные приборы . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

5.5. Электрическая дуга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

5.6. Термоэлектричество. Термопары . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

Глава шестая. ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

6.1. Магниты и магнитное поле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

6.2. Магнитное поле вокруг проводника с током . . . . . . . . . . . . . . 121

6.4. Проводник с током в магнитном поле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

6.3. Магнитная индукция или сила магнитного поля . . . . . . . . . . . 127

6.5. Взаимодействие проводников с током . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

Глава седьмая. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ . . . . . . . . . . . . . . . 130

7.1. Получение наведенной электродвижущей силы (э.д.с.) . . . . . . . 130

7.2. Взаимоиндукция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

7.3. Самоиндукция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

7.4. Индуктивность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

7.5. Направление и величина наведенной э.д.с. . . . . . . . . . . . . . . . . 133

7.6. Закон Ленца . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

7.7. Закон полного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

7.8. Намагничивание ферромагнетиков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

7.9. Гистерезис . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

604 Оглавление

Глава восьмая. ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

8.1. Получение переменного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

8.2. Генератор переменного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

8.3. Синусоида . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

8.4. Начальная фаза синусоиды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

8.5. Закон Ома и Джоуля — Ленца в цепи переменного тока . . . . . 149

Глава девятая. ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

9.1. Индуктивность в цепи переменного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

9.2. Фазовый сдвиг в индуктивной цепи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

9.3. Работа генератора на индуктивную нагрузку . . . . . . . . . . . . . . 158

9.4. Коэффициент мощности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

9.5. Конденсаторы в цепи переменного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

9.6. Компенсация сдвига фаз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

9.7. Расчет простейших цепей переменного тока . . . . . . . . . . . . . . . 166

9.8. Последовательное соединение двух катушек . . . . . . . . . . . . . . . 168

9.9. Поверхностный эффект . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

9.10. Принцип действия трансформатора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

9.11. Передача электроэнергии на расстояние . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

Глава десятая. ТРЕХФАЗНЫЙ ТОК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

10.1. Многофазные токи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

10.1. Трехфазный переменный ток . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

10.2. Соединение звездой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

10.3. Соединение треугольником . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

10.4. Мощность трехфазного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180

10.5. Создание вращающегося магнитного поля

при помощи трехфазного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

Глава одиннадцатая. ТРАНСФОРМАТОРЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

11.1. Принцип действия трансформатора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184

10.2. Устройство трансформатора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

11.3. Трехфазный трансформатор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

11.4. Автотрансформаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

11.5. Измерительные трансформаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

11.6. Потери в трансформаторе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

Глава двенадцатая. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА . . . . . . . . . . . . . 197

12.1. Назначение машин постоянного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

12.2. Магнитная система машин постоянного тока . . . . . . . . . . . . . . 198

12.3. Коллектор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

Оглавление 605

12.4. Якорные обмотки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

12.5. Рабочий режим машин постоянного тока . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

12.6. Способы возбуждения машин постоянного тока . . . . . . . . . . . 207

12.7. Обратимость машин постоянного тока. Работа двигателя . . . . . 209

12.8. Особенности двигателей с параллельным

и последовательным возбуждением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210

Глава тринадцатая. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ . . . . . . . . . . . . . . . . 213

13.1. Общие положения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213

13.2. Устройство асинхронного двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214

13.3. Принцип действия асинхронного двигателя . . . . . . . . . . . . . . . 218

13.4. Основные характеристики электродвигателей . . . . . . . . . . . . . . 220

13.5. Классификация электрических машин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222

13.6. Основные технические характеристики асинхронных

электродвигателей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

13.7. Автоматическое управление электроприводом . . . . . . . . . . . . . 235

13.7. Работа трехфазного электродвигателя в режиме однофазного . . 246

13.8. Передаточные устройства от двигателя к рабочей машине . . . . 248

13.9. Монтаж и демонтаж шкивов и полумуфт . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

13.10.Центровка валов электродвигателей и рабочих машин . . . . . . . 253

13.11.Техническое обслуживание и ремонт электродвигателей . . . . . 259

Глава четырнадцатая. АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ . . . . . 274

14.1. Рубильники и переключатели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274

14.2. Предохранители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

14.3. Реле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279

14.4. Автоматические выключатели (автоматы) . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

14.5. Магнитные пускатели . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

Глава пятнадцатая. ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И ИЗМЕРЕНИЯ .  294

15.1. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294

15.2. Основные части электроизмерительных приборов . . . . . . . . . . 298

15.3. Основные части измерительного механизма приборов . . . . . . . 299

15.4. Магнитоэлектрический измерительный механизм . . . . . . . . . . 303

15.5. Электромагнитный измерительный механизм . . . . . . . . . . . . . . 304

15.6. Электродинамический измерительный механизм . . . . . . . . . . . 306

15.7. Ферродинамический измерительный механизм . . . . . . . . . . . . 307

15.8. Индукционная система . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308

15.9. Измерение основных электрических величин . . . . . . . . . . . . . . 310

15.10.Измерение неэлектрических величин

электрическими методами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323

606 Оглавление

Глава шестнадцатая. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМАХ . .332

16.1. Назначение схем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332

16.2. Условные обозначения, применяемые в схемах . . . . . . . . . . . . 335

16.3. Буквенно-цифровые обозначения на электрических схемах . . . 365

16.4. Правила выполнения электрических схем . . . . . . . . . . . . . . . . 372

16.5. Монтажные схемы щитов и пультов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397

16.6. Чтение схем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404

Глава семнадцатая. ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОМОНТАЖНЫХ РАБОТ . . . 408

17.1. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408

17.2. Воздушные линии электропередачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408

17.3. Электропроводки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425

17.4. Монтаж вторичных цепей по панелям проводами . . . . . . . . . . 539

17.5. Устройство и монтаж заземления и зануления . . . . . . . . . . . . . 558

Глава восемнадцатая. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ . . . . . 578

18.1. Опасность поражения электрическим током для организма человека