Tytuł: | Elektrotechnika Podręcznik WSiP | | Autor: | Stanisław Bolkowski | | ISBN: | 978-83-02-09397-5 | | Ilość stron: | 312 | | Data wydania: | 09/2009 (wydanie 4) | | Format: | B5 | | Wydawnictwo: | WSiP | |
| Cena: | 48.50zł | |
Książka zawiera podstawowe wiadomości z dziedziny pola elektrycznego i magnetycznego oraz opisuje zjawiska związane z przepływem prądu elektrycznego w różnych środowiskach.
Podano w nim metody obliczania obwodów prądu stałego, obwodów magnetycznych oraz obwodów jednofazowych i trójfazowych prądu sinusoidalnie zmiennego.
Omówiono również obwody zawierające sprzężenie magnetyczne, obwody nieliniowe i obwody zasilanie napięciami odkształconymi oraz zdefiniowano pojęcie stanu nieustalonego.
Treści podręcznika są zgodne z obowiązującą podstawą programową oraz programem nauczania dla zawodu technik elektryk – przedmiot podstawy elektrotechniki i elektroniki.
Wiadomości i forma ich przekazu są dostosowane do poziomu uczniów i ich wiedzy z matematyki i fizyki zdobytej w gimnazjum. Ograniczono do niezbędnego minimum skomplikowany aparat matematyczny.
Dla uczniów szczególnie zainteresowanych elektrotechniką lub studentów wydziałów elektrycznych i pokrewnych podano wiadomości rozszerzające – ponadprogramowe (specjalnie wyróżnione).
Po każdym rozdziale zamieszczono przykłady rozwiązanych zadań oraz zestawy prostych poleceń i zadań, w tym o charakterze testowym.
Rozdziały:
1. Wprowadzenie 7 1.1. Charakterystyka ogólna elektrotechniki 7 1.2. Wielkości fizyczne i jednostki używane w elektrotechnice 7 1.3. Cząstki. Ładunek elektryczny 12 1.4. Wiązania chemiczne w cząsteczkach i kryształach 13 1.5. Własności elektryczne ciał. Zjawisko prądu elektrycznego 14 1.6. Pole elektromagnetyczne i jego cechy 16
2. Pole elektryczne 18 2.1. Zjawisko elektryzowania ciał. Prawo zachowania ładunku elektrycznego 18 2.2. Rozkład ładunków elektrycznych 18 2.3. Prawo Coulomba. Przenikalnośç elektryczna środowiska 19 2.4. Natężenie pola elektrycznego 20 2.5. Obraz graficzny pola elektrycznego 21 2.6. Potencjał i napięcie elektryczne 22 2.7. Dielektryk w polu elektrycznym. Polaryzacja dielektryka 24 2.8. Indukcja elektryczna. Strumień indukcji elektrycznej 25 2.9. Twierdzenie Gaussa komputeks.pl 27 2.10. Zastosowanie twierdzenia Gaussa do obliczania pola elektrycznego 27 2.10.1. Pole elektryczne w otoczeniu naładowanej płyty metalowej 27 2.10.2. Pole elektryczne w otoczeniu przewodu prostoliniowego 28 2.10.3. Pole elektryczne naładowanej kuli dielektrycznej 29 2.11. Przewodnik w polu elektrycznym 30 2.12. Pojemnośç elektryczna. Kondensatory 30 2.13. Wyznaczanie pojemności kondensatorów 31 2.13.1. Pojemnośç kondensatora płaskiego 31 2.13.2. Pojemnośç kondensatora cylindrycznego 32 2.14. Łączenie kondensatorów 33 2.15. Energia pola elektrycznego kondensatora 34 2.16. Wytrzymałośç elektryczna 36 2.17. Elektrycznośç atmosferyczna 36
3. Prąd elektryczny 43 3.1. Rodzaje prądu elektrycznego. Gęstośç prądu elektrycznego 43 3.2. Prąd elektryczny w przewodnikach 44 3.2.1. Prawo Ohma. Rezystancja i konduktancja przewodnika 44 3.2.2. Zależnośç rezystancji od temperatury 47 3.2.3. Moc i energia prądu elektrycznego 47 3.2.4. Rezystory i ich charakterystyki 48 3.2.5. Zasady grzejnictwa rezystancyjnego 49 3.3. Prąd elektryczny w próżni 50 3.4. Prąd elektryczny w gazach 51 3.5. Prąd elektryczny w elektrolitach 53 3.6. Prąd elektryczny w półprzewodnikach 54
4. Obwody elektryczne prądu stałego 60 4.1. Elementy obwodu. Pojęcia podstawowe 60 4.2. Liniowośç i nieliniowośç obwodu. Zasada superpozycji 62 4.3. Znakowanie zwrotu prądu i napięcia 63 4.4. Prawa obwodu elektrycznego 64 4.4.1. Prawo Ohma 64 4.4.2. Prawa Kirchhoffa 65 4.5. Schematy zastępcze i stany pracy śródeł energii elektrycznej 67 4.6. Obwody nierozgałęzione styczna.pl 70 4.6.1. Połączenie szeregowe rezystorów i śródeł napięcia 70 4.6.2. Bilans mocy 72 4.6.3. Wykres zmienności potencjału 73 4.7. Obwody rozgałęzione o dwóch węzłach 74 4.7.1. Połączenie równoległe rezystorów i śródeł 74 4.7.2. Bilans mocy 76 4.8. Obliczanie obwodów metodą przekształcania 76 4.8.1. Połączenie szeregowe elementów 76 4.8.2. Połączenie równoległe elementów 77 4.8.3. Połączenie mieszane elementów 78 4.8.4. Połączenie elementów w trójkąt oraz w gwiazdę 80 4.9. Obliczanie obwodów metodą praw Kirchhoffa 82 4.10. Obliczanie obwodów metodą superpozycji 83 4.11. Obliczanie obwodów metodą prądów oczkowych 84 4.12. Obliczanie obwodów metodą potencjałów węzłowych 86 4.13. Elementy nieliniowe prądu stałego 88
5. Źródła energii elektrycznej 98 5.1. Wiadomości wstępne 98 5.2. Źródła elektromechaniczne 98 5.3. Źródła chemiczne 99 5.3.1. Ogniwa galwaniczne 99 5.3.2. Akumulatory 101 5.3.3. Ogniwa paliwowe 102 5.4. Źródła cieplne 103 5.4.1. Zjawisko termoelektryczne 103 5.4.2. Generator termoelektryczny 104 5.4.3. Generator magnetogazodynamiczny 104 5.4.4. Inne śródła cieplne 105 5.5. Źródła świetlne 105 5.6. Źródła piezoelektryczne 106
6. Działania fizjologiczne prądu elektrycznego na organizm ludzki 107 6.1. Skutki działania prądu elektrycznego na organizm ludzki 107 6.1.1. Wiadomości ogólne 107 6.1.2. Działanie prądu elektrycznego na krążenie krwi i oddychanie 108 6.1.3. Działanie prądu elektrycznego na układ nerwowy 6.1.4. Uszkodzenie skóry, mięśni i kości 108 6.1.5. Działanie pośrednie prądu elektrycznego 109 6.2. Przyczyny porażeń prądem elektrycznym 109 6.3. Ochrona przed porażeniem 109 6.4. Niebezpieczeństwa związane z działaniem pola elektrostatycznego 111 6.5. Ochrona przed działaniem fal elektromagnetycznych wielkiej częstotliwości 111 6.6. Zasady organizacji pracy podczas eksploatacji urządzeń elektroenergetycznych 112 6.7. Sposoby ratowania porażonych prądem elektrycznym 113 6.7.1. Wiadomości ogólne 113 6.7.2. Sztuczne oddychanie 114 6.7.3. Sztuczne krążenie krwi 114
7. Pole magnetyczne. Elektromagnetyzm 115 7.1. Powstawanie pola magnetycznego 115 7.2. Siła działająca na przewód z prądem umieszczony w polu magnetycznym. Indukcja magnetyczna 116 7.3. Strumień magnetyczny 118 7.4. Prawo Biota i Savarta. Przenikalnośç magnetyczna środowiska 118 7.5. Natężenie pola magnetycznego 119 7.6. Prawo przepływu 120 7.7. Własności magnetyczne materiałów 121 7.8. Magnesowanie materiałów ferromagnetycznych 124 7.9. Strumień magnetyczny skojarzony 127 7.10. Indukcyjnośç własna cewki 127 7.11. Indukcyjnośç wzajemna 128 7.12. Energia pola magnetycznego cewki 130 7.13. Oddziaływanie elektrodynamiczne przewodów z prądem 131 7.14. Elektromagnes. Siła udświgu 133 7.15. Zjawisko Halla 134 7.16. Zjawisko indukcji elektromagnetycznej 134 7.17. Indukowanie się siły elektromotorycznej w przewodzie z prądem poruszającym się w polu magnetycznym 136 7.18. Zjawisko indukcji własnej i wzajemnej 137 7.19. Prądy wirowe 138
8. Obwody magnetyczne 143 8.1. Definicje. Pojęcia podstawowe 143 8.2. Konstrukcje obwodów magnetycznych 144 8.3. Prawa obwodów magnetycznych 145 8.4. Obliczanie obwodu magnetycznego nierozgałęzionego ze szczeliną powietrzną 149 8.5. Obliczanie obwodów magnetycznych rozgałęzionych 150 8.6. Obliczanie obwodu magnetycznego magnesu trwałego 152
9. Obwody prądu sinusoidalnego jednofazowego 158 9.1. Powstawanie prądu sinusoidalnie zmiennego 158 9.2. Wielkości charakteryzujące przebiegi sinusoidalne 159 9.3. Wartośç skuteczna i wartośç średnia prądu sinusoidalnego 160 9.4. Przesunięcie fazowe przebiegów sinusoidalnych 163 9.5. Przedstawianie przebiegów sinusoidalnych za pomocą obracających się wektorów 164 9.6. Dodawanie przebiegów sinusoidalnych 166 9.7. Analiza obwodów elementarnych z elementami R, L, C 168 9.7.1. Elementy rzeczywiste i elementy idealne 168 9.7.2. Dwójnik o rezystancji R 169 9.7.3. Dwójnik o indukcyjności L 170 9.7.4. Dwójnik o pojemności C 171 9.8. Prawa Kirchhoffa w obwodach prądu zmiennego 173 9.9. Dwójnik szeregowy RL 174 9.10. Dwójnik szeregowy RC 176 9.11. Dwójnik szeregowy RLC 177 9.12. Dwójnik równoległy RLC 179 9.13. Obliczanie obwodów prądu sinusoidalnego metodą liczb zespolonych 181 9.13.1. Metoda liczb zespolonych 181 9.13.2. Zastosowanie metody liczb zespolonych do obliczania obwodów z elementami R, L, C 185
10. Moc w obwodzie prądu sinusoidalnie zmiennego 200 10.1. Moc chwilowa 200 10.2. Moc czynna, bierna i pozorna 201 10.3. Postaç zespolona mocy pozornej 202 10.4. Przebiegi mocy 203 10.4.1. Moc w reztystorze idealnym o rezystancji R 203 10.4.2. Moc w cewce idealnej o indukcyjności L 203 10.4.3. Moc w kondensatorze idealnym o pojemności C 204 10.4.4. Moc w cewce rzeczywistej 204 10.5. Znaczenie techniczne i ekonomiczne współczynnika mocy 205
11. Rezonans w obwodach elektrycznych 209 11.1. Pojęcia podstawowe 209 11.2. Rezonans napięç 209 11.3. Rezonans prądów 211
12. Metody obliczania obwodów rozgałęzionych prądu sinusoidalnie zmiennego 220 12.1. Obliczanie obwodów metodą przekształcania 220 12.2. Obliczanie obwodów metodą praw Kirchhoffa 222 12.3. Obliczanie obwodów metodą prądów oczkowych 223 12.4. Obliczanie obwodów metodą napięç węzłowych 224 12.5. Obliczanie obwodów metodą śródła zastępczego 225
13. Obwody elektryczne ze sprzężeniami magnetycznymi 229 13.1. Zjawiska występujące w obwodzie ze sprzężeniem magnetycznym cewek 229 13.2. Zaciski jednoimienne i ich oznaczanie 230 13.3. Połączenie szeregowe elementów sprzężonych magnetycznie 232 13.4. Zasada działania transformatora 233 13.5. Transformatory powietrzne 235
14. Układy trójfazowe 240 14.1. Klasyfikacja układów trójfazowych 240 14.2. Układy trójfazowe symetryczne 241 14.2.1. Pojęcia podstawowe 241 14.2.2. Połączenie odbiornika w gwiazdę 243 14.2.3. Połączenie odbiornika w trójkąt 246 14.3. Układy trójfazowe niesymetryczne 248 14.3.1. Układ czteroprzewodowy 248 14.3.2. Układ trójprzewodowy gwiazdowy 250 14.3.3. Układ trójkątowy 250 14.4. Pomiar mocy w układach trójfazowych 251 14.5. Składowe symetryczne 254
15. Czwórniki i filtry częstotliwościowe 265 15.1. Klasyfikacja czwórników. Pojęcia podstawowe 265 15.2. Schematy zastępcze czwórników 266 15.3. Stany pracy czwórnika 267 15.4. Czwórniki aktywne. Źródła sterowane 267 15.5. Filtry częstotliwościowe 268 15.5.1. Filtry reaktancyjne 269 15.5.2. Filtry pasywne RC 270
16. Obwody nieliniowe prądu zmiennego . 273 16.1. Charakterystyka elementów i obwodów nieliniowych prądu zmiennego 273 16.2. Obwody nieliniowe z elementami ferromagnetycznymi 274 16.2.1. Cewka z rdzeniem ferromagnetycznym 274 16.2.2. Zjawisko ferrorezonansu 276 16.3. Obwody nieliniowe z elementami elektronicznymi 278 16.3.1. Charakterystyki elementów prostowniczych 278 16.3.2. Obwody z prostownikami 279
17. Przebiegi niesinusoidalne 282 17.1. Pojęcia podstawowe 282 17.2. Analiza harmoniczna przebiegów niesinusoidalnych okresowych 283 17.3. Symetria krzywych odkształconych 284 17.3.1. Symetria względem osi odciętych 284 17.3.2. Symetria względem osi rzędnych 284 17.3.3. Symetria względem początku układu osi współrzędnych 285 17.4. Obliczanie obwodów napięcia i prądu niesinusoidalnego okresowego 285 17.5. Moc w obwodach napięcia i prądu niesinusoidalnego okresowego 287
18. Stany nieustalone w obwodach liniowych 291 18.1. Pojęcie stanu ustalonego i stanu nieustalonego 291 18.2. Warunki początkowe. Prawa komutacji 292 18.3. Stan nieustalony w dwójniku szeregowym RL 293 18.3.1. Włączenie napięcia stałego w obwodzie RL 293 18.3.2. Stała czasowa obwodu RL 295 18.3.3. Zwarcie obwodu RL przy warunku początkowym niezerowym 296 18.4. Stan nieustalony w dwójniku szeregowym RC 297 18.4.1. Włączenie napięcia stałego w obwodzie RC 297 18.4.2. Zwarcie obwodu RC przy warunku początkowym niezerowym 300 18.5. Stan nieustalony w dwójniku szeregowym RLC 301
|