Раздел 1. ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Департамент образования и науки Тюменской области

ГАПОУ ТО «Агротехнологический колледж»

ОП.03 Основы электротехники

Методические указания и контрольные задания

Для студентов-заочников

Средних специальных учебных заведений

По специальности 08.02.01

«Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»

Автор: Щитковец В.А.

(преподаватель специальных дисциплин высшей категории)

Г.Ялуторовск

Г.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

№ п/п	Разделы и темы	Количество часов
всего	лекции	ЛПЗ	Сам. изуч.
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6   1.7	Раздел 1. Общая электротехника Электрическое поле Электрические цепи постоянного тока Электрические цепи переменного тока Трехфазные электрические цепи Электромагнитное поле и электрические цепи Электрооборудование (трансформаторы, электродвигатели) Электрические измерения и приборы. Выбор сечения проводов
2.1 2.2 2.3	Раздел 2. Основы электроники Электровакуумные газоразрядные приборы Полупроводниковые приборы Фотоэлектрические приборы
3.1 3.2   3.3	Раздел 3. Электрооборудование Сварочные аппараты и установки Условное обозначение электродвигателей строительных кранов Электротехнология (прогрев бетона, оттаивание замерзшего грунта, трубопровода). Потребность в электроэнергии
4.1 4.2	Раздел 4. Электробезопасность Защитное заземление, молниезащита Электробезопасность
	ИТОГО:

ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

№ п/п	Наименование	Количество часов
1.	Определение напряженности электрического поля
2.	Расчет электрических цепей постоянного тока методом замещения
3.	Расчет неразветвленных электрических цепей переменного тока
4.	Расчет разветвленных электрических цепей переменного тока
5.	Расчет трехфазных электрических цепей, соединенных «звездой» и «треугольником»
6.	Определение напряженности магнитного поля прямолинейного проводника с током
7.	Определение сил взаимодействия прямолинейных проводов с током
8.	Расчет электромагнитных цепей (расчет трансформатора)
9.	Проектирование электроснабжения строительной площадки
	ИТОГО:

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Рабочая программа дисциплины «Электротехника и электрооборудование» предусматривает закрепление и расширение теоретических знаний по предметам «Химия», «Физика», «Математика».

Программой предусматривается более углубленное изучение теоретических основ электротехник и электроники, полученных студентами при освоении соответствующего раздела «Физики», а так» специфического электрооборудования, применяемого в строительном производстве и средств защит от электрического тока.

Для закрепления теоретических знаний и приобретения необходимых практических умени программой дисциплины предусматриваются практические занятия.

В результате изучения учебной дисциплины студенты должны:

иметь представление;

- о современном строении вещества, о взаимодействии между электрическими зарядами или частицами, о сути электромагнитного поля;

- об основных величинах электромагнитного поля, о физическом смысле этих величин и взаимосвязи между ними;

знать:

- законы Кулона, Ома, Кирхгофа;

- правила при расчете электрических цепей, магнитных цепей;

- устройство и работу электрических машин;

- способы прогрева бетона, оттаивания замерзшего грунта, трубопровода;

- способы защиты от поражения электрическим током;

- подключение 3-х фазных машин к однофазной электрической цепи;

уметь:

- выполнять расчеты электромагнитных цепей;

- подсчитать емкость конденсаторов при подключении трехфазного асинхронного электродвигателя к однофазной электрической цепи;

- расшифровывать условное обозначение электродвигателей, полупроводниковых приборов;

- подсчитывать потребность электроэнергии строительной площадки;

- правильно эксплуатировать электрические машины;

- выполнять защитное заземление, молниезащиту;

- пользоваться индивидуальными средствами защиты от поражения электрическим током;

- пользоваться справочной литературой.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гаевой А.Ф. Курсовое и дипломное проектирование. Ленинград. Стройиздат

2. Гайдукевич В.И. Справочное пособие электромонтера в строительстве.-М: Стройиздат.

3. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники.-М.:Высшая школа.

4. Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электротехники. -М: Высшая школа.

5. Зайчик М.Ю. Сборник задач по теоретической электротехнике. -М.:Энергоатомиздат.

6. Справочник по кранам, том1 под ред. Гохберга М.М. Ленинград, Машиностроение.

7. Зайцев В.Е., Нестерова Г.А. Электротехника. Электроснабжение. Электротехнология и электрооборудование строительных площадок. -М: Академия, 2005.

8. Николаевская И.А., Горлопанова Л.А., Морозова К.Ю. Инженерные сети и оборудование территорий, зданий и стройплощадок. -М.: Академия, 2005.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Тема 1.1. Электрическое поле

Понятие о природе электрического поля, о напряженности электрического поля, о поле точечного разряда.

В результате изучения темы студент должен:

знать строение вещества, взаимодействие между электрическими разрядами в пространстве, основные величины, характеризующие электрическое поле, их физический смысл, закон Кулона, построение векторных диаграмм при определении напряженности в данной точке от нескольких электрических зарядов;

уметь определять напряженность электрического поля.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое электрическое поля? Какие величины характеризуют его? В каких единицах они измеряются?

2. Что служит для обнаружения и изучения электрического поля?

3. Как взаимодействуют электрически заряженные тела?

4. Каково векторное изображение электрического поля?

5. Какова напряженность электрического поля?

6. Закон Кулона.

7. Какие явления наблюдаются в проводниках первого ряда и в диэлектриках при помещении их в электрическое поле?

Тема 1.2. Электрические цепи постоянного тока

Обозначение участков и всей электрической цепи, параметры электрической цепи.

Закон Ома, электродвижущая сила (ЭДС), мощность

Соединение участков цепи. Первый и второй закон Кирхгофа, их применение для расчета цепей.

Расчетная схема электрических цепей (схема замещения).

В результате изучения темы студент должен:

знать методы расчета электрических цепей постоянного тока (метод двух узлов, замена нескольких параллельных включенных ветвей одной эквивалентной, метод эквивалентного генератора, метод преобразования, метод наложения), законы Ома и Кирхгофа для аналитических методов расчета электрических цепей, что выбор метода расчета цепи определяется ее сложностью и специфичностью (количеством узлов, ветвей, контуров, источников электрической энергии);

уметь выполнять расчеты смешанных электрических цепей постоянного тока методом замещения сопротивлений.

Вопросы для самоконтроля

1. Что представляет собой электрический ток в проводниках первого ряда? Второго ряда?

2. Какова физическая сущность электрического сопротивления проводника постоянному току? От каких параметров проводника зависит эта величина?

3. Сформулировать закон Ома для участка цепи; для всей цепи.

4. Что называется электродвижущей силой?

5. В чем различие между ЭДС и напряжением?

6. Перечислить свойства последовательного соединения резисторов. Когда оно применяется?

7. Перечислить свойства параллельного соединения резисторов. Когда оно применятся?

8. Сформулировать первый закон Кирхгофа.

9. Сформулировать второй закон Кирхгофа.

10. В чем смысл определения сопротивления методом замещения?

Тема 1.3. Электрические цепи переменного тока

Сведения о синусоидальном токе, мгновенные и амплитудные значения; элементы цепей: резисторы, индуктивные катушки, конденсаторы; параметры цепей: индуктивность активное сопротивление, емкость.

Цепь с резистором, активное сопротивление резистора, ток, активная мощность, векторная диаграмма.

Цепь с индуктивной катушкой, индуктивное сопротивление, реактивная мощность, векторная диаграмма.

Цепь с конденсатором, емкостное сопротивление, реактивная мощность, векторная диаграмма.

Расчет неразветвленных цепей и с параллельным соединением резистора, индуктивной катушки и конденсатора.

Треугольники напряжений, сопротивлений, мощностей в неразветвленных; и треугольники токов, проводимостей и мощностей с параллельным соединением приборов.

В результате изучения темы студент должен:

знать законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме, о резонансе в электрических цепях, о коэффициенте реактивной мощности и его технико-экономическом значении, о расчете электрических цепей методом проводимостей, построение векторной диаграммы;

уметь выполнять расчеты неразветвленных цепей и цепей с параллельным соединением резистора, индуктивной катушки, конденсатора, применяя при расчете параллельного соединения метод проводимостей.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое мгновенное значение синусоидальной величины. Её амплитуда, период, угловая частота, фаза?

2. Что называется действующим значением переменного тока?

3. Что представляет собой активное, индуктивное и емкостное сопротивление цепи переменного тока?

4. По какой формуле определяется сопротивление катушки, конденсатора?

5. Записать закон Ома для цепи переменного тока, содержащей сопротивления: а) только активное; б) только индуктивное; в) только емкостное; г) активное, индуктивное и емкостное.

6. В чем смысл определения силы тока в разветвленной электрической цепи переменного тока методом проводимостей?

Тема 1.4. Трехфазные электрические цепи

Фазные и линейные напряжения и токи, соотношение между ними в симметричном режиме. Расчет симметричного режима при соединении нагрузки «звездой», «треугольником». Мощность фазной цепи. Понятие о несимметричной нагрузке, роль нулевого провода.

В результате изучения темы студент должен:

знать преимущества трехфазных электрических цепей перед однофазными; разница в названиях: фаза как отдельная обмотка трехфазного источника электрической энергии, фаза потребителя и фаза синусоидально изменяющейся величины, соотношение между ними; способы включения осветительной и силовой нагрузки в трехфазную сеть, правильно выбирать схему соединения (звезда или треугольник) в зависимости от напряжения сети и номинального напряжения потребителя электрической энергии;

уметьвыполнять расчеты симметричных и несимметричных электрических цепей при соединении «звездой» и «треугольником».

Вопросы для самоконтроля

1. Какая система ЭДС называется симметричной?

2. Какие количественные и фазовые соотношения существуют между системой линейного и фазных напряжений и токов при соединении обмоток источника звездой? Треугольником?

3. Для чего нужен нейтральный провод в 3-х фазных осветительных цепях при соединении фаз приемника «звездой»?

4. Каковы способы включения осветительной и силовой нагрузки в 3-х фазную сеть, правильно выбирая схему соединения («звезда», «треугольник») в зависимости от напряжения сети и номинального напряжения потребителя электроэнергии?

5. В чем преимущество 3-х фазных электрических цепей?

Тема 1.5. Электромагнитное поле и электромагнитные цепи

Свойства магнитного поля. Магнитные свойства вещества, цикл магнитного гистерезиса. Закон электромагнитной индукции, напряженность магнитного поля, магнитная проницаемость, магнитный поток. Закон полного тока, закон Био-Савара, магнитное поле катушки.

Магнитный поток в магнитопроводе трансформатора, закон Кирхгофа, закон Ома для магнитной цепи.

В результате изучения темы студент должен:

знать свойства и параметры магнитного поля и магнитной цепи, законы Ома, Кирхгофа, Био-Савара при расчете магнитных цепей;

уметьопределять напряженность магнитного поля, образованного прямолинейным проводником с током; находить силы взаимодействия прямолинейных проводников с током; производить расчеты электромагнитных цепей (расчет магнитопровода трансформатора).

Вопросы для самоконтроля

1. Каковы свойства магнитного поля?

2. Каковы магнитные свойства некоторых материалов?

3. Каков основные характеристики и их производные магнитного поля?

4. Сформулировать закон полного тока.

5. Закон Био-Савара.

6. Магнитное поле катушки.

7. Закон Кирхгофа, закон Ома для расчета магнитных цепей.

8. Каковы силы взаимодействия прямолинейных проводников с током?

Тема 1.6. Электрооборудование

Трансформаторы. Классификация, устройство и работа.

Коэффициент трансформации, взаимосвязь основных параметров первичной и вторичной обмоток. Режимы работы: рабочий и холостого хода, соотношение ЭДС и напряжений на различных режимах работы.

Электродвигатели. Классификация, устройство и работа асинхронных и синхронных двигателей.

Применение двигателей постоянного и переменного тока.

Подсоединение обмоток двигателя («звездой» или «треугольником») в зависимости от напряжения электрической сети, подсоединение трехфазного электродвигателя к однофазной электрической цепи. Преимущества трехфазных электрических машин перед однофазными.

В результате изучения темы студент должен:

знать устройство и работу однофазных и трехфазных трансформаторов, электродвигателей; режимы работы; применение асинхронных и синхронных электродвигателей, двигателей постоянного и переменного тока; подсоединение электродвигателей «звездой» и «треугольником»; подсоединение трехфазных электродвигателей к однофазной сети;

уметь подсоединять электродвигатели к электрическим сетям различных параметров.

Вопросы для самоконтроля

1. Каково назначение и классификация трансформаторов?

2. Каково устройство и работа трансформатора?

3. Написать формулу трансформаторной ЭДС. Какую роль она играет в теории?

4. Каково применение электродвигателей постоянного и переменного тока?

5. Как устроен и работает асинхронный электродвигатель; синхронный?

6. Как подсоединить обмотку 3-х фазного двигателя в зависимости от напряжения электрической сети?

7. Как подсоединить 3-х фазный электродвигатель к однофазной электрической сети, имеющей соединение обмоток «звездой»? «треугольником»?

Тема 1.7. Электрические измерения и приборы

Общие понятия и определения в измерениях. Система единиц измерения. Классификация методов электрических измерений. Погрешности измерений.

Общие принципы устройства электроизмерительных приборов. Классификация и маркировка.

В результате изучения темы студент должен:

знать электроизмерительную технику, правильно ее выбирать; преимущества по сравнению с другими видами измерений (высокая чувствительность, высокая точность измерений, широкий диапазон измерений, возможность производить измерения на дальних расстояниях от объекта -телеизмерения), условные обозначения измерительных приборов;

уметь оценивать точность прибора, работающего по методу непосредственной оценки; правильно подобрать прибор по определению соответствующих электрических параметров; правильно выбирать шкалу прибора с целью уменьшения погрешностей при измерении.

Вопросы для самоконтроля

1. Какова классификация методов электрических измерений?

2. Виды погрешности измерений электрических величин. Выбор шкалы прибора.

3. Общие принципы устройства электроизмерительных приборов, их классификация и маркировка?

4. Как защищаются электроизмерительные приборы от воздействия агрессивных фаз?