Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники (1972)

6П2.1 и 54 ЭДК 411.1 504 б. с мл. б »нита расс»отри ы элену>>»четина цап» элеитричасине нэыннэг н тр* сфор»игор г, э»а»трете»»» есина »энереннл н приборы, элеитролрнэол и аинаратура упраэланнн перелита н Распрайеланна элакгрнчесной энергии, ле-р .»ыа лаы , гаэораарлп а ил»6 р » папулроаолнн и. е приборы, фото>па»грина ниа пр боры, усилите»» н гане»агар , Книга препнеаначеи» Ал» учеиаг» талин»>мои неэлент с ец елчностэй, э-з-а 144«71 6П14 Попов В. С., Николаев С.

Рй. П 58 Общая электротехника с основами электроники, Мн «Энергия», '>972. Предисловие Настоящая книга является учебником по «Общей электротехнике с основами электроники» для техникумов не. электротехнических специалыюстей. Содержание книги полностью соответствует программе по указанной выше дисциплине, утвержденной в 1970 'г. Министерством высшего и среднего специального образования СССР. Обилие материала при весьма ограниченном объеме книги естественно вызвало необходимость держаться сжатой формы изложения.

Главы книги 4, 9, 10, 11 написаны С. А. Николаевым, остальные главы написаны В. С. Поповым. Авторы выража|от глубокую благодарность рецензентам канд. техн. наук, доценту Б. Я. Жуховицкому и заслуженному учителю школы РСФСР В.

И. Константинову, сделавшим ряд ценных замечаний по рукописи, а'также Й. А. Чекалину за большую работу по редактированию книги. Авторы 'просят читателей направлять критические замечания по книге в издательство «Энергия» по адресу: Москва, ' М-114, Шлюзовая набережная, 10.

Авшоры Введение Программа Коммунистической партии Советского Союза придает первостепенное значение электрификации как основе развития производительных сил,нашей страны. В настоящее время СССР по производству электрической энергии и установленной мощности электростанций занимает второе место в мире и первое в Европе.

Директивы ХХ1Ч съезда КПСС .по пятилетнему плану развития народного хозяйства за 1971 †19 гг. предусматривают объем производства электроэнергии в последний год пятилетки 1 030 †070 млрд. кВт ч, что означает прирост производства электроэнергии за девятую пятилетку на 290 — 330 млрд. кВт ч. За годы девятой пятилетки будут введены в действие новые мощности электростанций в размере 65 — 6? млн. кВт, из которых около 8 млн. кВт приходятся на атомные электростанции. Программа строительства атомных электростанций предусматривает в течение 10 — 12 лет ввести в действие атомные электростанции общей мощностью 30 млн. кВт. Другой характерной особенностью развития энергетики в девятой пятилетке является строительство крупных тепловых электростанций мощностью до 4 млн.

кВт с энерго- блоками мощностью 500, 800 н 1 200 кВт, обеспечивающими значительную экономию топлива и резкое повышение производительности труда энергетического персонала. В текущей пятилетке будет продолжаться создание единой энергосистемы СССР, что позволит передавать электроэнергию из Сибири и Казахстана в европейскую часть страны. Сформулированное В. И, Лениным в 1920 г.

положение кКоммунизм — это есть Советская власть плюс электрифи- кация всей страны» неуклонно осуществляется под руководством КПСС. Электротехника наряду с производством и передачей электрической энергии рассматривает вопросы применения электрической энергии для практических целей. Широкое применение электрической энергии во всех областях народного хозяйства и быта, или, как говорят, их электрификация сопровождается внедрением в производство передовой техники и комплексной механизацией и автоматизацией производственных процессов.

Применение электричества изменяет многие технологические процессы, например электросварка, электролиз, закалка токами высокой частоты и т. д. Изобилие дешевой электроэнергии позволяет по-новому решать вопросы технологии производства и внедрять в жизнь достижения передовой науки, обеспечивающие рост производительности труда. Электроника рассматривает принцип действия, устройство и применение электронных, ионных и полупроводниковых приборов, т.

е. приборов, основанных на явлениях прохождения электрически заряженных частиц в вакууме, газах и полупроводниках, а также применение этих приборов в науке, различных областях промышленности и техники. Например, нашли широкое применение в энергетике мощные ионные и полупроводниковые вентили для преобразования переменного тока в постоянный, необходимый для электрической тяги, электрохимического и других производств. Лвтоматизация производственных и технологических процессов немыслима без широчайшего применения электРонных, ионных и полупроводниковых приборов для контРоля, регулирования и управления указанными процессами.

БУРное развитие электронной вычислительной техники ~озволяет не только поднять на новый уровень работу автоматических и телемеханических устройств, но и решать зкономические задачи важного народнохозяйственного значения. Общеизвестно использование электронных, ионных и полупроводниковых приборов в устройствах беспроволочной связи, телевидении, радиолокации и других областях. Современная техника позволрет в настоящее время использовать в сложных элсктрических устройствах огромное количество миниатюрных приборов (диодов, транзисторов, резисторов, ипдуктивностей, конденсаторов и др.), выполняемых как пленочные микросхемы.

Для производства этих микросхем используется электроннолучевая и лазерная техника. С помощью электронной технологии осуществляется получение таких материалов, как, например, вольфрам, молибден, тантал, ниобий в сверхчистом состоянии, необходимом для современной техники, Естественно, что даже для ознакомления с современной техникой надо прочно овладеть основами прикладных наук, и в частности, важнейшими из них — электротехникой и электроникой. Часть первая Общая электротехника Глава первая Электрическое поле 1-1. Основные понятия Во всяком теле содержится большое количество элементарных частиц вещества, обладающих э л е к т р ич с с к и м и з а р я д а м и ', например: протоны — положительными зарядами, электроны — отрицательными.

Одни из элементарных заряженных частиц входят в состав атомов и молекул вещества, другие находятся в свободном состоянии. В заряженном теле преобладиот положительные или отрицательные заряды, в электрически нейтральном теле число тех и других зарядов одинаково. Движущиеся электрические заряды неразрывно связаны с окружающим их ил е кт ром а г н ит н ы м полем, которое представляет собой один из видов материи.

Электромагнитное поле состоит из двух взаимно связанных сторон— составляющих:магнитного поля и электрич ее ко го п ол я, выявляемых по силовому действию на заряженные элементарные частицы или тела. Разноименно заряженные тела притягиваются друг к другу, одноименно заряженные — отталкиваются. Каждый заряд неразрывно связан с окружающим его электрическим полем, так что взаимодействие заряженных тел происходит при посредстве электрического поля. Так как электрическое поле оказывает силовое дейст- " Р"" "" ' Р" г ва Г....,., - ° . Г- ° "ли тел, характеризующее их взаимосвязь с собственным электромагнитным полем и их взаимодействие с внешним электромагнитным шшем Электрический заряд содержит определенное количество ачесшрнчес д частицы, опо способно совершить работу. Следовательно, электрическое поле обладает энергией, которую называют электрической энергией.

Электрически заряженные частицы вещества и их электрическое поле представляют собой две неразрывно связанные фар»1ы материи. Каждая точка электрического поля характеризуется напряженностью поля 8. Напряженность электрического поля определяется отношением силы г", с котордй поле действует на точечный пробный заряд д, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда, следовательно, можно написать: 9 Ж=Р!д. (1-1) $ +~~ Точечным пробным заряд о м называется заряженное тело, линейные размеры которого весьма малы и заряд которого вследствие малости практически не искажает рассматриваемое поле.

При д, равном единице (одному кулотрмч»»»»» поле ну), В числеяио равно г", следовательно, м»мху х»ум»»»- напряженность электрического поля чис- Р»л»»л~»мм" ленка равна силе поля, действуюи(ей на р»»»»3!и".»'Ра» единичный заряд, е. электрический -вам»имен»им»»». ряд, равный единице (одиому кулону). Р»х»мк. Напряженность поля характеризуется не только величиной, но и направлением, которое совпадает с направлением силы поля, действующей на положительный заряд, находящийся в данной точке поля.

Следовательно, напряженность поля — векторная величина. На рис. 1-1 показан вектор напряженности Ж электрического поля между двумя параллельными пластинами с зарядами +() и — Я. Электрическое поле графически изображается л и и и ями напряженности электрического п о л я. Линия напряженности проводится так, чтобы в каждой точке ее вектор напряженности поля был направлен вдоль касательной к ней в этой точке. Линия напряженности электрического поля начинается на положительном заряде и оканчивается на отрицательном электрическом заряде, таким образом, она является не замкнутой. Если через каждую единичную площадку (иапример, 1 см'), перпендикулярную к направлению линии, провести число линий, равное или пропорциональное напряженности поля в этой части, то п л от н о с т ь л и н и й н а п р я -' ж е н и о с т и можно иснользовать для оценки величины напряженности.