Электротехника

Учебное пособие состоит из двух частей. Часть 2 содержит материал, который читается студентам в течение восьми лекций во втором семестре по дисциплине «Системы связи специального назначения».

Рассмотрены задачи и методы моделирования и проектирования теплотехнических систем и оборудования теплоэнергетических установок; методы решения задач моделирования теплотехнического и электротехнического оборудования теплоэнергетических установок средствами различных программ, в том числе FLOWNEX, ANSYS и MATLAB. Приведены примеры решения проектных задач.

В пособии рассмотрены вопросы контактного и бесконтактного измерений температуры.

Рассмотрена работа с системами автоматизированного проектирования Altium Designer и SolidWorks. Приведен пример создания комплекта конструкторской документации на радиоэлектронную аппаратуру с помощью этих систем.

Изложены основные вопросы проектирования электроприводов постоянного и переменного тока в составе электротехнических комплексов производственных механизмов. Освоение этих вопросов поможет обучающимся успешно выполнить курсовую работу и расчетно-графические работы по электроприводу, а также получить необходимые компетенции для практической работы в области электроприводных систем.

Представлены краткие сведения об устройстве и структуре микроконтроллера архитектуры AVR. Рассмотрены приемы работы в современных интегрированных средах программирования микроконтроллеров, подходы к отладке программного обеспечения с применением JTAG отладчика-программатора. Приведены алгоритмы разработки программного обеспечения для периферийных устройств. Каждый из разделов снабжен краткой теоретической справкой и индивидуальными заданиями для самостоятельного выполнения.

Изложены основные положения релейной защиты и автоматики электроэнергетических систем. Рассмотрен принцип действия, расчет токов срабатывания, расчет уставок и проверка чувствительности защит ЛЭП, трансформаторов, двигателей, генераторов и шин. Приведены контрольные вопросы, задачи, примеры их решения, задания к курсовым проектам.

Рассмотрена работа биполярного транзистора и приведены эквивалентные схемы. Описан выбор режима работы биполярного транзистора по постоянному току на основе справочных данных. Приведены выражения для расчета базовых схем по переменному току. Представлен пример выполнения заданий в САПР Keysight ADS.

Приведена последовательность теплового расчета многоступенчатых паровых турбин, даны примеры расчетов. В приложении представлены варианты исходных данных для самостоятельного выполнения расчетов.

В первой части учебного пособия рассматриваются математические модели динамических систем в виде дифференциальных уравнений, передаточных функций и переменных состояния. Представлен пример разработки программного модуля для исследования системы управления с двигателем постоянного тока. Во второй части пособия рассмотрен процесс разработки автоматных моделей систем на примере коптильной установки.

Учебное пособие предназначено для студентов, аспирантов и научных работников и содержит теоретические основы и рекомендации к выполнению научно-исследовательской работы по экспериментальному изучению параметров функциональных материалов с помощью волновода. В пособии содержится общая информация о волноводах, описаны методы измерения и расчетов электрических параметров различных материалов. В приложении описаны особенности методик измерений, основные результаты, полученные авторами за последние несколько лет.

Учебное пособие посвящено вопросам проектирования микрополосковых антенн, использующих технологию изготовления объемных интегральных микросхем (ОИС) СВЧ. Большинство вопросов, подробно рассмотренных в данном пособии, ранее в учебной литературе не рассматривались и освещались лишь в периодических изданиях и трудах научных конференций, которые были практически недоступны студентам. Целесообразность издания настоящего пособия, имеющего междисциплинарный характер, обусловлена необходимостью обеспечения учебного процесса по образовательным программам бакалавриата и специалитета по дисциплинам «Электроника» и «Специальные радиоэлектронные устройства».

В книге представлены результаты исследований бинарных систем твердых растворов на основе мультиферроиков феррита висмута, феррониобата свинца и манганита висмута. При помощи современных методов исследований получены данные о кристаллической и зеренной структуре, пиросегнетоэлектрических, диэлектрических, магнитных и магнитоэлектрических свойствах полученных соединений. Рассматриваются вопросы практического применения разработанных материалов.

Излагаются основы широко применяемых в настоящее время методов исследования структуры неупорядоченных, аморфных и наноматериалов, в том числе с использованием синхротронного излучения. Описаны теоретические основы методов и особенности их применения.

В практикуме рассмотрены методы расчета электрических, магнитных цепей постоянного тока и однофазных цепей синусоидального тока. Представлены необходимые методические указания и рекомендации для выполнения контрольных работ по расчету линейных электрических и магнитных цепей постоянного и однофазного синусоидального тока. Приведены вопросы для подготовки студентов к экзамену по первой части ТОЭ.

Издание содержит краткие материалы по выполнению самостоятельной работы, и рекомендуется студентам вузов по направлению подготовки «Агроинженерия» и «Теплоэнергетика и теплотехника».

Учебное пособие содержит общие сведения об измерительных средствах автоматики, сведения о монтажных и наладочных работах первичных преобразователях, практические сведения о наладке средств измерения.

В методических указаниях приведены требования к оформлению курсовой работы по дисциплине «Проектирование систем электроснабжения», даны варианты заданий и рекомендации по выполнению разделов курсовой работы, необходимые справочные материалы и список используемой литературы.

Изложены принципы организации систем спутниковой связи и распространения радиоволн в этих системах. Приведены обширные сведения об антеннах земных и бортовых станций, методах расчёта их основных параметров. Рассмотрены используемые на практике распределение полос частот между службами и принципы организации зон территориального обслуживания спутниками связи. Особое внимание уделено особенностям конструкции и расчёту основных электрических параметров антенн, применяемых в спутниковых системах связи. Приведены алгоритмы расчёта некоторых энергетических соотношений на спутниковых линиях связи, а также основных параметров антенн. Реализованные на их основе программы расчета антенн и линий связи доступны для скачивания на сайте издательства.

Приведена классификация основных методов местоопределения в глобальных навигационных спутниковых системах. Рассмотрены абсолютные и относительные методы местоопределения различной точности и оперативности по измерениям систем ГЛОНАСС и GPS, в том числе с использованием систем широкозонной дифференциальной коррекции. Описано местоопределение как статического, так и динамического потребителя. Значительное внимание уделено высокоточному абсолютному местоопределению. Изложены теоретические и методические материалы к лабораторным работам по местоопределению потребителя в глобальных навигационных спутниковых системах.

Рассмотрены аппаратурные и геофизические эффекты, являющиеся источниками погрешностей навигационных измерений в глобальных навигационных спутниковых системах. Приведены подробные математические модели измерений ГЛОНАСС и GPS, а также их линейные комбинации, используемые в режиме высокоточного абсолютного местоопределения и в других режимах. Описаны методы компенсации соответствующих систематических смещений, приведены численные оценки и модели. Уделено внимание особенностям обработки высокоточных, но неоднозначных псевдофазовых измерений, использование которых является одним из ключевых факторов достижения сантиметровой точности определения координат потребителя.

Учебное пособие предназначено для освоения особенностей работы радиоэлектронных аэрокосмических комплексов управления и передачи информации летательных аппаратов различных типов. Книга состоит из шести разделов, в которых рассмотрены вопросы командно-корректирующего радиоуправления, радиотеленаведения, исследованы системы самонаведения и полуавтономного радиоуправления, проведен анализ минимального времени вхождения в синхронизм и спектральное моделирование инфокоммуникаций.

Изложена теория колебаний цифровых систем первого и второго порядков. Приведен математический аппарат, основанный на теории точечных отображений. Рассмотрены линейные и обусловленные переполнением и квантованием нелинейные свободные колебания и колебания при постоянном и гармоническом входных воздействиях. В третьем издании первый раздел дополнен разработанным автором методом анализа вынужденных колебаний в цифровых динамических системах при периодических входных воздействиях, а второй, четвертый и пятый разделы расширены вопросами, посвященными нелинейным искажениям гармонических сигналов в рекурсивных динамических системах с переполнением и квантованием. Результаты анализа проиллюстрированы траекториями движений, бифуркационными и вероятностными диаграммами.

Приведен математический аппарат для анализа сигналов и цепей дискретного времени. Изложены спектральная теория периодических и непериодических цифровых сигналов, теория цепей дискретного времени. Подробно рассмотрены частотные свойства и временные характеристики базовых нерекурсивных и рекурсивных линейных цепей (цифровых фильтров) первого и второго порядков. Изложены методы изменения частоты дискретизации цифровых сигналов: децимация и интерполяция, а также способы их реализации. Уделено внимание теории случайных сигналов и процессов дискретного времени, протекающих в цифровых цепях. Рассмотрены эффекты квантования в цифровых сигналах и цепях.

Книга посвящена истории детекторных радиоприемников, в которой центральной фигурой выступает наш соотечественник А. C. Попов – изобретатель первого в мире детекторного радиоприемника, запатентованного в России, Англии, Франции, Испании, Швейцарии и США. Рассмотрены исторические этапы развития детекторного приема – от бурного взлета в довоенный и послевоенный периоды, когда с появлением сети мощного радио- вещания, развитием радиоэлектроники и элементной базы детекторный приемник имел массовое распространение, до наших дней. Рассказывая об истории детекторных приемников, автор в первую очередь повествует о людях – ученых, конструкторах, радиоинженерах, организаторах производства, которые развивали эту технику и создавали радиоэлектронную отрасль страны. И, наконец, дается ответ на вопрос: каковы перспективы развития детекторного радиоприема в наши дни?

Рассмотрен способ разработки программируемых устройств, основанный на модельно-ориентированном проектировании. Приведены примеры использования данного способа при разработке типовых радиотехнических устройств на наиболее распространенных микроконтроллерах фирмы Atmel. Освоение модельно-ориентированного проектирования на бюджетных, массового применения платах Arduino обеспечивает готовность разработчиков к широкому и эффективному использованию программируемых микроконтроллеров, сигнальных процессоров и ПЛИС при разработке радиотехнических систем различного назначения.

Рассмотрены основные теоретические понятия и закономерности возникновения электродвижущих сил в гальваническом элементе. Содержит рекомендации и указания к лабораторной работе и индивидуальные задания для проведения коллоквиумов и практических работ по определению электродвижущих сил гальванических элементов и потенциалов электродов.

The basic concepts and definitions, the history of the development of nanotechnology, their potential and development prospects are considered. The classification of nanomaterials is presented, the structural features of nanomaterials, size effects, and properties of nanoobjects are considered. The main approaches and technologies for producing nanomaterials, methods for studying nanoscale structures are presented, the diagnostic features and metrology problems in the field of nanotechnology are considered.

Исследуются особенности отклика нано- и микромасштабных биологических структур на неинвазивное бесконтактное низкоинтенсивное воздействие относительно нового экзогенного фактора - электромагнитных полей крайне высоких частот малой (нетепловой) интенсивности, которые представляют несомненный интерес для понимания процессов, протекающих в биообъектах прикладного назначения – от консорциумов микроорганизмов в различных состояниях до наноразмерных клеточных и внеклеточных структур, определяющих активность биологической среды.

Изложены теоретические сведения о процессе электроосаждения металлов натиранием, его преимуществах и недостатках, необходимом оборудовании, способах предварительной подготовки поверхности, условиях и способах нанесения покрытия. Приведены рабочие характеристики электролитов, параметры технологического процесса, методы оценки качества покрытия, изложены алгоритмы необходимых расчетов.

В этой книге затронуты вопросы взаимосвязи физико-химических явлений в окружающей среде с изменениями климата и экологической ситуации на Земле, что определяет междисциплинарность ее содержания. Показана важнейшая роль взаимодействий на межфазных границах минерал/вода в процессах формирования и выветривания горных пород, в миграции химических элементов и веществ. Многочисленные практические примеры реальных природных экосистем и регионов, а также предлагаемые задачи помогают лучше понять необходимость тщательного изучения физико-химического аспекта биогеохимических процессов на уровне наноразмерных структур, без чего невозможно создание глобальной сети экологического мониторинга.

В учебном пособии рассматриваются важнейшие вопросы экономики и управления производственной деятельностью виртуальных операторов мобильной связи. Изложены механизмы управления выбором бизнес-модели виртуальных операторов мобильной связи. Подробно рассмотрено влияние стратегий управления виртуальным оператором мобильной связи на организационно-экономический механизм выбора бизнес-модели производственной деятельности. Показаны инструменты реализации организационно-экономического механизма управления выбором бизнес-моделей производственной деятельности виртуального оператора мобильной связи. Представлены варианты построения архитектуры сети 5G для реализации эффективных бизнес-моделей производственной деятельности мобильных виртуальных операторов высокого уровня.

В книге в популярном для учащихся старших классов форме излагаются основные понятия и задачи, которые решают современные радиолокация и радионавигация. В основе изложения лежат физические обоснования процессов, связанных с излучением, отражением и приемом электромагнитных волн. Отдельный раздел посвящен процессам распространения радиоволн различных диапазонов с учетом влияния земной поверхности, ионосферы и состояния атмосферы.

В сжатой форме проанализированы принципы построения сообщений, формируемых протоколами транкинговых сетей радиосвязи на примере стандартов TETRA и APCO 25. Рассмотрены особенности протоколов кодирования, шифрования и модуляции в проекции взаимодействия логических и физических каналов транкинговой системы. Приведены примеры создания рассмотренных алгоритмов в приложениях LabVIEW.

В учебном пособии представлены материалы лекционных и практических занятий по следующим разделам дисциплины «Основы теории цепей»: «Цепи с взаимной индуктивностью»; «Связанные колебательные контуры»; «Методы формирования уравнений электрического равновесия сложных цепей»; «Основные теоремы теории цепей»; «Нелинейные резистивные цепи».

Изложены принципы построения и основы проектирования преобразователей частоты радиосигналов, применяемых в телекоммуникационных системах. Рассматриваются вопросы схемотехники и конструкции смесителей, умножителей частоты. Приводятся многочисленные результаты разработки и экспериментальных исследований преобразователей различных диапазонов длин волн. Учебное пособие написано на основе оригинальных работ авторов, опубликованных в научных журналах.

В учебном пособии описаны основные понятия в области нанонауки, дана классификация наноматериалов и методов их получения, представлены методы синтеза наноразмерных оксидных наноматериалов, рассмотрены основные нанотехнологии, позволяющие формировать структурированные наноматериалы. Представлено соотнесение терминов и определений на русском и английском языках, что будет полезно молодым ученым и исследователям для корректного понимания англоязычных авторов и написания рукописей на английском языке.

В учебном пособии рассмотрены исходные принципы и определения, используемые как при проектировании обобщенных систем управления, так и систем управления электроприводом. даются рекомендации по выбору законов управления, а также рассматриваются классические типы наиболее распространённых регуляторов и методы их настройки.

В методических указаниях рассмотрено приведение механических величин к валу приводных двигателей, описан расчет и построение статических характеристик электромеханических систем на базе двигателей постоянного и переменного тока, а также представлены математические модели (Matlab Simulink) для построения динамических характеристик наиболее распространенных режимов работы электромеханических систем.

В данном учебном пособии изложены основные положения теории сигнальных графов, позволяющей эффективно рассчитывать линейные электрические цепи. Представленный в пособии учебный материал охватывает такие теоретические разделы, как: «Построение нормализованного и ненормализованного сигнального графа» «Преобразование сигнальных графов» «Решение сигнальных графов» «Построение сигнальных графов электрических цепей и их расчеты при помощи графов». Весь представленный теоретический материал проиллюстрирован на конкретных примерах, с подробными решениями.

В учебном пособии приведены общие сведения об измерительных приборах, устройство измерительных систем, методы измерения электрических и неэлектрических величин, методы контроля состояния электрооборудования.

В методических указаниях к практическим работам приведены задания, позволяющие систематизировать, закрепить и расширить объем знаний, полученных при изучении дисциплины «Техническое регулирование и контроль качества электрического и электромеханического оборудования».

Методические указания содержат описание в лабораторных опытов, направленных на изучение студентами методов измерения параметров электрических схем: измерение сопротивления косвенным методом; измерение емкости мостом Соти; измерение индуктивности мостом Вина; измерение индуктивности мостом Максвелла; измерение индуктивности резонансным методом. Рассматриваются схемы подключения приборов, оценка погрешностей измерений.

Методические указания содержат описание шести опытов, направленных на изучение студентами основных аналоговых электроизмерительных приборов различных электромеханических систем. Рассматриваются основные метрологические характеристики приборов, схемы подключения приборов, оценка погрешностей показания приборов.

Рассмотрены современные автоматизированные электрические приводы постоянного и переменного тока различных производственных механизмов и технологических комплексов. Пособие соответствует требованиям ФГОС ВО по следующим направлениям подготовки бакалавров: 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника», профиль «Энергообеспечение предприятий»; 13.03.02 «Электроэнерге- тика и электротехника», профиль «Электроснабжение», «Менеджмент в электр энергетике и электротехнике»; 15.03.02 «Технологические машины и оборудование» профиль «Инжиниринг технологического оборудования»; 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств», профиль «Автоматизация технологических процессов и производств».

Пособие содержит материалы для подготовки к интернет-тестированию образовательных достижений студентов на различных этапах обучения по дисциплине Электротехника и электроника, касающихся раздела «Теория и методы анализа линейных цепей постоянного тока». Тематическая структура пособия определяется дидактическими единицами государственных образовательных стандартов, которые подразделяются на более узкие подразделы (темы) и образуют структуру педагогических измерительных материалов (ПИМ). Такая структура во многом определяет специфику проведения тестирования и независимую оценку результатов Федерального экзамена в сфере профессионального образования (ФЭПО) по дисциплинам основных образовательных программ. Материал пособия включает в себя краткие теоретические сведения, анализ решений тестовых заданий и заданий, вынесенных для самостоятельного решения, с ответами. Пособие будет полезно для самоконтроля усвоения знаний и умений в рамках образовательного процесса при подготовке к экзамену или зачету, к вступительным испытаниям в магистратуру и аспирантуру по дисциплинам: Электротехника и электроника (ЭиЭ), Теоретические основы электротехники (ТОЭ), Основы теории электрических цепей (ОТЭЦ), Общая электротехника (ОЭ).

В пособии изложены подходы и методы анализа электрических цепей, физические основы, принципы действия и характеристики полупроводниковых приборов; описаны типовые выпрямительные и усилительные устройства, выполненные на базе полупроводниковых приборов; разобраны примеры расчета электрических цепей постоянного и переменного тока; приводится задание на типовую расчетно-графическую работу. Предназначено для студентов, изучающих дисциплину «Электротехника и электроника», а также всех желающих получить навыки исследования и расчета электрических цепей.

Содержание пособия охватывает основные разделы курса «Электротехника»: приведены краткие теоретические сведения по темам, изложены основные методы расчета электрических цепей постоянного и гармонического тока в установившемся и переходном режимах, представлены примеры решения практических задач с позиций рассматриваемого курса, даны рекомендации по проведению экспериментальных исследований элементов электрических цепей. Может быть рекомендовано студентам, изучающим дисциплины «Электротехника», «Электротехника и электроника», и всем желающим получить навыки исследования и расчета электрических цепей.

Рассматриваются принципы построения и свойства устройств на транзисторах и интегральных элементах, работающих в импульсном режиме; основы построения устройств комбинационной логики: шифраторов, мультиплексоров, триггеров, регистров, счетчиков, сумматоров. Излагаются основы построения и свойства таких базовых схем, как мультивибраторы, генераторы линейно изменяющегося напряжения, триггеры, блокинг-генераторы.

В пособии рассматриваются методы расчета установившихся процессов в электрических цепях с периодическими несинусоидальными источниками. Приводятся теоретические сведения и большое количество примеров решения типовых задач. Предлагаются задачи для самостоятельного решения. Структура и содержание пособия соответствуют программе курса «Теоретические основы электротехники» для направления «Электроэнергетика и электротехника».