МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ Кафедра биомеханики и информационных технологий Г.А. Шмелева, А.Н. Фураев, В.А. Фураев ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. <...> ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ Учебно-методическое пособие для студентов, обучающихся по специальностям: 032101 «Физическая культура и спорт» 032102 «Физическая реабилитация для лиц с отклонениями в состоянии здоровья» и для бакалавров по профилю «Спортивный менеджмент» по направлению 032100.64 «Физическая культура» Малаховка 2010 УДК 517.518.45 ББК 22. <...> А 70 Рецензенты: доктор технических наук, профессор А.А. Лисов (МАТИ, технический университет); Кандидат пед. наук, доцент Ю.А. Андреенко (МГАФК) А 70 Г.А. Шмелева, А.Н. Фураев, В.А. Фураев. <...> Учебное пособие для студентов Вузов физкультурного профиля. <...> Учебно-методическое пособие по курсу физики подготовлено для студентов вузов физкультурного профиля и в доступной краткой, но тем не менее полной форме раскрывает сложный раздел курса «Электричество». <...> Целью настоящего пособия является не только изложить плановый раздел курса физики «Электричество», но и привить студентам необходимые знания для использования их в повседневной практике общения с электрооборудованием как в профессиональной области, так и в жизни. <...> В пособии в краткой и доступной форме изложена теория электрических цепей, их основные законы. <...> Однако, цель пособия - не только изложить теорию планового раздела курса физики, но обучить студентов стать грамотными пользователями электротехнических и электронных устройств. <...> Для простоты понимания фундаментальные законы электрических цепей рассмотрены на цепях постоянного тока. <...> Так как бытовые и промышленные цепи есть цепи синусоидального тока, они тоже подробно рассмотрены в пособии. <...> Важнейшими проблемами электрических цепей являются процессы коммутации, включения – отключения элементов и связанные с ними всплески тока и напряжения (иногда даже в десятки и сотни раз). <...> Поэтому законы коммутации <...>
Электричество._Элементы_теории_электрических_цепей.pdf
УДК 517.518.45
ББК 22.(16+171+172)
А 70
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор А.А. Лисов
(МАТИ, технический университет);
Кандидат пед. наук, доцент Ю.А. Андреенко
(МГАФК)
А 70
Г.А. Шмелева, А.Н. Фураев, В.А. Фураев. Электричество. Элементы
теории электрических цепей. Учебное пособие для студентов
Вузов физкультурного профиля. Издание 1-е. – М.: МГАФК, 2010 –
52 с.: ил.
Учебно-методическое пособие по курсу физики подготовлено для студентов
вузов физкультурного профиля и в доступной краткой, но тем не менее
полной форме раскрывает сложный раздел курса «Электричество».
В настоящее время все люди, в том числе и специалисты физкультурного
профиля, являются активными пользователями электрической и электронной
техники. Целью настоящего пособия является не только изложить плановый
раздел курса физики «Электричество», но и привить студентам необходимые
знания для использования их в повседневной практике общения с электрооборудованием
как в профессиональной области, так и в жизни.
Одобрено учебно-методической комиссией и утверждено
Ученым Советом МГАФК в качестве учебно-методического пособия.
© Г.А. Шмелева, А.Н. Фураев, В.А. Фураев, 2010
© Московская государственная академия
физической культуры, 2010
2
Стр.2
Оглавление
Введение ........................................................................................................... 3
1. Электрические заряды. Закон Кулона........................................................ 4
2. Электрическая цепь и ее элементы ............................................................ 5
2.1. Основные понятия .................................................................................... 5
2.2. Топологические характеристики цепей.................................................. 7
2.3. Идеальные пассивные элементы. Компонентные уравнения............... 8
2.4. Активные элементы. Компонентные уравнения.................................... 13
2.5. Основные реальные элементы электрической цепи
и представления их через идеальные элементы............................................ 15
3. Цепи постоянного тока. Фундаментальные законы электрических
цепей ................................................................................................................. 17
3.1. Некоторые понятия................................................................................... 17
3.2. Закон Ома .................................................................................................. 18
3.3. Законы Кирхгофа...................................................................................... 19
3.4. Баланс мощностей..................................................................................... 21
4. Преобразования в линейных электрических цепях.................................. 22
4.1. Последовательное соединение источников и приемников................... 22
4.2. Параллельное соединение приемников и источников .......................... 22
4.3. Смешанное соединение элементов (параллельно - последовательное).............................................................................................................
24
5. Цепи синусоидального тока........................................................................ 25
5.1. Параметры синусоидального тока........................................................... 25
49
Стр.49
5.2. Идеальные элементы в цепи синусоидального тока.............................. 27
5.3. Расчет цепей синусоидального тока ....................................................... 31
5.4. Резонанс в электрических цепях ............................................................. 36
5.5. Повышение коэффициента мощности электрических цепей ............... 37
6. Трехфазные цепи ......................................................................................... 38
6.1. Основные понятия .................................................................................... 38
6.2. Схемы соединения трехфазных цепей.................................................... 39
7. Переходные процессы в электрических цепях.......................................... 42
7.1. Возникновение переходных процессов. Законы коммутации.............. 42
7.2. Заряд конденсатора от источника постоянного напряжения................ 43
7.3. Отключение RL- цепи от источника напряжения.................................. 46
8. Измерительные приборы в электрических цепях..................................... 47
8.1. Измерение силы тока................................................................................ 47
8.2. Измерение напряжения ............................................................................ 48
8.3. Измерение мощности ............................................................................... 48
50
Стр.50