Общая электротехника и электроника

Физика
Оптоэлектроника
Полупроводниковый лазер
Волоконно-оптический световод
Электронно-дырочный переход
Изучение законов внешнего фотоэффекта
Электротехника
Общая электротехника
Лабораторные работы
Расчет выпрямителей
Однофазный переменный ток
Трехфазные цепи
Машины постоянного и переменного тока
Трансформаторы и выпрямители
Электроника
Теория электросвязи
Графика
Начертательная геометрия
Машиностроительное черчение
Расчетно-графическая работа по черчению
Системы автоматизированного
проектирования (САПР)
История искусства
Живопись
Фотография
Скульптура и архитектура
Энергетика
Экология
Мировые тенденции в сфере энергетике
Нетрадиционные виды энергетики
Солнечная коллектор
Обзор зарубежного опыта строительства
АЭС
Реакторная установка БН-600
Экологические проблемы гидроэнергетики
Экологические преимущества атомной
энергетики
Воздействие радиации на ткани живого
организма
Пути воздействия радиоактивных отходов
АЭС на человека
Альтернативные технологии
Альтернативой ядерной энергетики
Наиболее мощной в мире АЭС является
Kashiwazaki Kariva (Япония)
Термоядерная энергия
Конструкция реакторной установки
БРЕСТ-1200
Химические аккумуляторы
Реакторы на быстрых нейтронах
Нанопористые материалы
Космические материалы атомной отрасли
Машиностроение для энергетики
Радиологические лечебные технологии
Создание отраслевой электронной библиотеки
Подготовка руководителей и специалистов
Аппаратура систем контроля и управления
Неразрушающий контроль
Математика

Курс лекций по математике

Метод Гаусса решения систем
линейных уравнений

Элементы теории матриц

Приведем примеры перемножения
матриц
Определители
Вычисление обратной матрицы
Дифференциальное и интегральное
исчисление
Производная
Дифференциал функции
Неопределенный интеграл
Формула интегрирования по частям
Определенный интеграл
Производная по направлению
Экстремум функции двух переменных
Дифференциальные уравнения
первого порядка
Решить уравнение

 Электрическая цепь, ее элементы и параметры Основные электротехнические устройства по своему назначению подразделяются на устройства, генерирующие электрическую энергию, и устройства, использующие электрическую энергию. В источнике электрической энергии механическая, тепловая, химическая или атомная энергия преобразуется в электрическую энергию. Потребители преобразуют электрическую энергию в другие виды энергии.

Режимы работы источников питания  Источник, ЭДС которого имеет одинаковое направление с током (в данном случае Е1, Е2, Е4), работает в режиме генератора. Напряжение такого источника меньше ЭДС этого источника на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника.

Анализ электрических цепей с одним источником питания В большинстве случаев при расчете электрических цепей известными (заданными) величинами являются электродвижущие силы (ЭДС) или напряжения и сопротивления резисторов, неизвестными (рассчитываемыми) величинами являются токи и напряжения приемников.

Подобного рода задачи решаются с использованием законов Кирхгофа. При этом должно быть составлено столько уравнений, сколько неизвестных токов.

Составляем для каждого контура-ячейки  уравнение по второму закону Кирхгофа, обходя контур по часовой стрелке.

ОДНОФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА  Основные понятия о переменном токе Переменным называется электрический ток, который периодически изменяется во времени как по величине, так и по направлению. В электрических цепях используется синусоидальный переменный ток, который возникает в цепи под действием синусоидальной ЭДС

Цепь переменного тока с емкостным элементом Пример расчета неразветвленной цепи переменного тока Имеется неразветвленная (одноконтурная) цепь переменного тока

Резонанс токов При параллельном соединении катушки индуктивности и конденсатора, когда индуктивная проводимость равна емкостной bL=bC, (116) возникает резонанс токов.

Пример расчета цепи переменного тока со смешанным соединением нагрузки

Мощность трехфазной цепи при любом характере нагрузки

Контрольные вопросы по однофазным электрическим цепям переменного тока Напряжение на зажимах данной цепи и=100 sin wt. Определить показания амперметра и вольтметра, если R=100 Ом.

ТРЕХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА   Основные понятия трехфазной цепи

Схема соединения «звездой» в трехфазных цепях Несвязанная трехфазная цепь, в которой каждая обмотка генератора питает свою фазную нагрузку, требует шесть соединительных проводов

Схема соединения «треугольником» в трехфазных цепях При соединении обмоток генератора «треугольником» (рис. 45) конец обмотки фазы А (Х) соединяется с началом обмотки фазы В, конец обмотки фазы В (Y) соединяется с началом обмотки фазы С, конец обмотки фазы С (Z) соединяется с началом обмотки фазы А. К точкам соединения подключаются линейные провода. При соединении «треугольником» трехфазная цепь трехпроводная. В этой цепи линейное напряжение равно фазному.

Коэффициент мощности и его технико-экономическое значение. Компенсация реактивной мощности На современных промышленных предприятиях широко распрос­транены потребители электрической энергии, представляющие собой активно-индуктивную нагрузку, которые не только потребляют актив­ную энергию из сети, но и загружают линию передачи реактивной энергией. К таким приемникам электроэнергии относятся асинхрон­ные двигатели, трансформаторы, индукционные электронагреватель­ные установки, люминесцентное освещение и т.д.

Пример расчета трехфазной цепи Имеется трехфазная четырехпроводная электрическая цепь с нагрузкой, соединенной «звездой»

Асинхронные машины относятся к классу электрических машин переменного тока. Мощность асинхронных машин может быть от долей ватта до нескольких тысяч киловатт. Асинхронные машины обратимы, то есть они могут работать в режиме двигателя и в режиме генератора. В режиме двигателя рабочие характеристики и эксплуатационные свойства асинхронной машины лучше, чем в режиме генератора. Поэтому асинхронные машины практически всегда используются в качестве двигателей. Асинхронные двигатели отличаются высокой надежностью в работе, простотой конструкции и простотой в эксплуатации.

Вращающееся магнитное поле статора асинхронного двигателя Принцип работы асинхронного двигателя основан на получении вращающегося магнитного поля.

Механические характеристики асинхронного двигателя Эксплуатационные параметры асинхронного двигателя наглядно иллюстрируются механическими характеристиками.

Свойство саморегулирования вращающего момента асинхронного двигателя Работе двигателя в номинальном режиме соответствуют номинальные параметры: вращающий момент Мн, скольжение Sн и частота вращения n2н

Коэффициент полезного действия (КПД) асинхронного двигателя показывает, какую часть составляет полезная мощность на валу двигателя от мощности, потребляемой двигателем из сети.

 Генераторные и тормозные режимы работы асинхронного двигателя Генераторный режим с отдачей энергии в сеть При генераторном (рекуперативном) режиме с отдачей энергии в сеть ротор двигателя вращается с частотой, большей синхронной (n2>n1) в направлении вращения магнитного поля статора, т.е. S<0. Следовательно, направление, в котором силовые линии магнитного поля пересекают обмотку ротора, противоположно по сравнению с направлением, когда асинхронная машина работает в режиме двигателя.

Машины постоянного тока являются обратимыми машинами, т.е. они могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя.

Режим генератора Для получения режима генератора необходимо привести во вращение якорь машины постоянного тока. При вращении якоря в магнитном поле в обмотке якоря наводится ЭДС

Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением

Характеристики двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением

Характеристики двигателя постоянного тока  со смешанным возбуждением

Коэффициент полезного действия двигателя и потери мощности

Пример Двигатель постоянного тока  с последовательным возбуждением работает от сети напряжением Uн=220 В. Номинальный вращающий момент Мн=75 Н∙м, номинальная частота вращения nн=1020 ; сопротивление обмотки якоря Rя=0,4 Ом; сопротивление обмотки возбуждения Rв=0,3 Ом; номинальный КПД ηн=81,5%.

Двухполупериодный выпрямитель Лучшими свойствами обладает двухполупериодный выпрямитель, который бывает двух типов: с выводом от средней точки вторичной обмотки трансформатора и мостовой.

Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования электрической энергии переменного тока с одними параметрами в электрическую энергию с другими параметрами.

Трехфазный трансформатор меньше по массе и габаритам группы из трех однофазных трансформаторов. Однако один однофазный трансформатор из трехфазной группы меньше по массе и габаритам и легче транспортируется, чем трехфазный трансформатор на полную мощность. Кроме того, при группе однофазных трансформаторов в качестве резерва достаточно иметь один запасной трансформатор (1/3 общей мощности), в то время как при одном трехфазном трансформаторе для резерва нужно иметь другой трансформатор на полную мощность.

Полупроводниковые диоды В полупроводниковых диодах используются специфические явления, возникающие на границе двух полупроводников с разным типом проводи­мости: р и n

Выпрямители переменного тока Выпрямителем называют устройство с электрическими вентилями (диодами), предназначенное для преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока.

Тиристор – это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, способный проводить ток в одном направлении. Наиболее распространена структура тиристора с четырьмя чередующимися слоями полупроводников p- и n-типов

Управляемый выпрямитель – это выпрямитель, на выходе которого величина напряжения может изменяться по заданному закону. В таких выпрямителях вместо диодов применяются триодные тиристоры, позволяющие изменять момент их перехода в открытое состояние. Переход тиристора из закрытого состояния в открытое происходит под действием управляющего импульса.

Биполярные транзисторы Работа биполярных транзисторов основана на явлениях взаимодействия двух близко расположенных p-n переходов. Различают плоскостные и точечные биполярные транзисторы.

Нагрузочный режим работы биполярного транзистора При работе транзисторов в усилителях используется нагрузочный (динамический) режим работы транзистора. Усилителями называются устройства, в которых с помощью малых изменений величины на их входе происходит управление значительно большими изменениями той же либо другой величины на их выходе. В усилителях управляющей величиной (входным сигналом) являются напряжение, ток или мощность, которые необходимо усилить, а  управляемой величиной (выходным сигналом) являются

Полевыми транзисторами называются полупроводниковые приборы, в которых регулирование тока осуществляется изменением проводимости проводящего канала с помощью электрического поля, перпендикулярного направлению тока. Протекание тока в канале обусловлено только одним типом зарядов.

Контрольные вопросы по электронике

Изобразите схему электрической цепи, состоящей из источника питания, потребителя и соединительных проводов между ними. Обозначьте элементы схемы и напишите формулу закона Ома для всей цепи.

В последние десятилетия широкое развитие получила научная область, называемая статистической радиотехникой. Эта дисциплина изучает явления и процессы, протекающие при передаче сообщений в условиях, когда детерминированное описание сигналов невозможно и на смену ему приходит вероятностное или статистическое описание.

Расчет корреляционной функции входного напряжения

Определение спектральной плотности  и корреляционной функции выходного напряжения ПФ.

Расчет эффективной ширины спектра и интервала корреляции выходного напряжения

Расчет одномерной плотности вероятности выходного напряжения НБЧ, определение математического ожидания, дисперсии, второго начального момента.

Расчет и построение графиков модуля и аргумента передаточной функции ФНЧ. Найдем модуль и аргумент комплексного коэффициента передачи фильтра нижних частот.

Нелинейные цепи и методы их анализа Основные радиотехнические преобразования осуществляются с помощью либо нелинейных цепей либо линейных цепей с переменными параметрами.

Нелинейное резонансное усиление. В предыдущих главах линейные усилители трактовались (обсуждались) как усилители слабых сигналов, при которых амплитуда переменной составляющей тока I1 в активном элементе (например, в цепи коллектора транзистора) составляет небольшую долю от постоянного тока I0, отбираемого от источника питания усилителя.

Умножение частоты. Наличие в составе импульсного тока ряда гармоник с частотами, кратными основной частоте возбуждения, позволяет использовать усилитель, работающий с отсечкой тока, в качестве умножителя частоты.

Преобразование частоты сигнала. В радиотехнике часть требуется осуществить сдвиг спектра сигнала по оси частот на определенное постоянное значение при сохранении структуры сигнала.

Воздействие гармонического сигнала на цепь с нелинейными элементами. Моделирование процессов в нелинейных цепях. Некоторые преобразования сигналов можно осуществить с помощью реактивных нелинейных элементов, например основанных на нелинейной емкости р-п- перехода полупроводникового диода. Общие название подобных приборов – варикап. Варикап, предназначенный для работы в диапазоне СВЧ, называют варактором. Он выделяет значительную мощность в режиме умножения частоты.

Автогенераторы с внутренней обратной связью. При рассмотрении механизма возникновения колебаний в автогенератора мы встретились с понятием отрицательного сопротивления, вносимого в колебательный контур при надлежащем выборе фазы обратной связи. При этом в соответствии с обобщенной схемой автокомбательной системы имелась в виду внешняя обратная связь.

Генерирование гармонических колебаний. Автоколебательная система. Любой автогенератор представляет собой нелинейное устройство, преобразующее энергию питания в энергию колебаний.

Автогенераторы с внутренней ОС. Линии задержки в цепи ОС. RC – генераторы. Регенерация. Захватывание частоты при синхронизации. Угловая модуляция в автогенератора. Автогенераторы с внутренней обратной связью.

Автогенератор с линией задержки в цепи обратной связи. Пусть имеется автогенератор с избирательной нагрузкой и линией задержки в кольце обратной связи.

Прохождение сигналов через линейные цепи с переменными параметрами. В предыдущих занятиях рассматривали передачу различных сигналов через линейные цепи с постоянными параметрами.

Параметрическое усиление сигнала. Одноконтурный и двухконтурный параметрические усилители. Возбуждение колебаний. Интересными и полезными для радиотехнических приложений свойствами обладают линейные системы, которые описываются нестационарными системными операторами Т(t) зависящими от времени.

Энергетические соотношения в параметрических реактивных элементах цепи. Целым рядом особых свойств обладают параметрические реактивные элементы, у которых либо емкость С(t), либо индуктивность L(t)переменны во времени.

Преимущества цифровой обработки сигналов. Принцип цифровой фильтрации. Импульсная характеристики и передаточная функция цифрового фильтра.

Принцип дискретной фильтрации. Дискретный сигнал на входе цифрового фильтра представляет, собой последовательность из № отсчетов S(kT), k=0,1..., №-1, взятых с интервалом Т из континуального сигнала S(t).

Характеристики цифровых сигналов. Методы анализа дискретных сигналов и цепей. Примеры анализа. В предыдущих параграфах под дискретизацией сигнала S(t) подразумевалось аналитическое его представление с помощью совокупности отсчетов в дискретные моменты времени hDt, или также выборки функции S(t) в моменты времени t=hDt.

Преобразование аналог-цифра (АУП). Шумы квантования. Цифро-аналоговое преобразование. Быстродействие арифметических устройств.

Преобразование цифра-аналог и восстановление континуального сигнала. Обратное преобразование сигнала из цифровой в континуальную форму производится с помощью двух устройств

Принципы оптимальной линейной фильтрации сигнала на фоне помех. Передаточная функция и импульсная характеристика фильтра. Сигнал и помеха на выходе согласованного фильтра. Центральной проблемой радиотехники была и остается проблема помехоустойчивости связи. Система связи должна быть спроектированной так, чтобы она обладала способностью наилучшим образом противостоять мешающему действию помех.

Вопросы теории помехоустойчивости радиоприема. Выделение полезного сигнала с помощью линейного частотного фильтра.

Вопросы теории помехоустойчивости радиоприема. Реализация согласованных фильтров. Полученные ранее выражения, определяющие частотную и импульсную характеристики согласованного фильтра, дают возможность найти физическую структуру устройства для оптимальной фильтрации сигнала известной формы.

Переход от аналогового сигнала к цифровому Цифровые сигналы Комплексный сигнал. В современных цифровых системах часто используют комплексный цифровой сигнал. Этот сигнал получают из узкополосной аналоговой входной смеси сигнала и помехи

Способы получения цифровых сигналов Схема с двумя фазовыми детекторами. Квадратурные компоненты S(t) и C(t) могут быть получены с помощью двух фазовых детекторов, каждый  из состоит из перемножителя и фильтра нижних частот (ФНЧ), причем ФНЧ должен максимально подавлять вторую гармонику (с частотой 2w0) и пропускать с минимальными искажениями разностный компонент

Расчет линейной электрической цепи методом эквивалентных преобразований

Расчет однофазной цепи переменного тока

На главную