Вместо предисловия 13
От автора 15
ПЕРВЫЙ ШАГ. Знакомьтесь: КИРПИЧИКИ, из которых состоит электротехника 16
1.1. Кратко о происхождении электричества 16
Взаимодействие тел 16
Пьезоэффект 18
Фотоэффект 19
Термоэффект 20
1.2. Проводники и их сопротивление 22
Зависимость сопротивления от свойств проводника 22
Взаимодействие движущихся электронов
с ионами кристаллической решетки 24
Зависимость сопротивления от длины 24
Зависимость сопротивления от площади поперечного сечения 25
Реостаты, резисторы, потенциометры 27
Небольшая задача о резисторах 28
1.3. Диэлектрики и емкость 28
Диэлектрики 28
Заряд и разряд конденсатора 30
Соединение конденсаторов 32
1.4. Ваш первый шаг в электронику 32
Закон Кулона 32
Электрический ток и внутреннее сопротивление 34
1.5. Вопросы для тестирования 38
ВТОРОЙ ШАГ. Познакомимся с ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ 42
2.1. Зависимости сопротивлений 42
Зависимость сопротивления от положения движка 42
Зависимость сопротивления проводника от температуры 43
2.2. Последовательное соединение 45
2.3. Параллельное и смешанное соединение 48
О чем нам говорит первый закон Кирхгофа 48
Параллельное соединение резисторов 50
Смешанное соединение сопротивлений 51
Нелинейные сопротивления 52
2.4. Зависимости тока 53
Зависимость силы тока от напряжения 53
Зависимость силы тока от сопротивления 56
2.5. Расчет цепей 59
Второй закон Кирхгофа 59
Метод эквивалентного генератора 60
Сложные электрические цепи 62
Метод узловых напряжений 65
Метод контурных токов 66
2.6. Работа и мощность 68
Что такое мощность 68
О чем нам говорит закон Ленца-Джоуля 70
Нагревание проводников электрическим током 71
Расчет сечения проводов 71
2.7. Режимы цепи 73
Характерные режимы работы сети 73
Соотношение мощностей в электрической цепи 75
Расчет мощности и КПД в цепи постоянного тока с переменным
сопротивлением и источником компьютерного блока питания 77
2.8. Химические источники 79
Первое знакомство 79
Первый закон Фарадея 80
Второй закон Фарадея 81
Гальванические элементы 81
Аккумуляторы 84
Щелочные аккумуляторы 87
Приведение щелочных аккумуляторных батарей в рабочее состояние 89
Приготовление электролита для щелочных аккумуляторных батарей 89
Проверка плотности электролита аккумуляторных батарей 91
Проверка уровня электролита аккумуляторных батарей 92
Смена электролита щелочных аккумуляторов 92
Заряд и разряд щелочных аккумуляторных батарей 93
Контрольно-тренировочный цикл щелочных аккумуляторных батарей 94
Приведение кислотных аккумуляторных батарей в рабочее состояние 95
Приготовление электролита для кислотных аккумуляторных батарей 96
Заряд и разряд кислотных аккумуляторных батарей 96
Контрольно-тренировочный цикл кислотных аккумуляторных батарей 97
2.9. Вопросы для тестирования 99
ТРЕТИЙ ШАГ. А теперь познакомимся с МАГНИТНЫМИ ЯВЛЕНИЯМИ 103
3.1. Магниты и их свойства 103
Первое знакомство 103
Магнитное поле электрического тока 105
Магнитное поле соленоида 106
Проводник с током в магнитном поле. Магнитная индукция 107
3.2. Напряженность магнитного тока. Закон полного тока 109
Магнитодвижущая сила 109
Напряженность магнитного поля 110
Магнитная проницаемость. Магнитный поток 111
3.3. Взаимодействие проводников с токами. Гистерезис 113
Магнитные поля вокруг проводников 113
Абсолютная магнитная проницаемость 114
Электромагнит 114
Явление гистерезиса 115
Коэрцитивная сила 116
Петля гистерезиса 117
Особенности ферромагнитных материалов 117
3.4. Электромагниты. Вихревые токи 118
Полярность электромагнита 118
Электромагнитная индукция 119
Вихревые токи 123
3.5. Самоиндукция. Расчет индуктивности 124
Что такое самоиндукция 124
Самоиндукция в прямолинейных проводниках 125
Единицы индуктивности 126
Расчет самоиндуктивности 126
Расчет катушек индуктивности 127
3.6. Энергия магнитного поля. Взаимоиндукция 130
3.7. Вопросы для тестирования 133
ЧЕТВЕРТЫЙ ШАГ. Начинаем изучать ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК 135
4.1. Получение ЭДС. Синусоидальная ЭДС 135
Получение переменной электродвижущей силы 135
Синусоидальная движущая сила 139
4.2. Активное сопротивление, катушка индуктивности в цепи переменного тока 141
Активное сопротивление в цепи переменного тока 141
Действующие значения тока и напряжения 144
Катушка индуктивности в цепи переменного тока 144
4.3. Активное, индуктивное и емкостное сопротивления в цепи переменного тока 147
Цепь переменного тока, содержащая активное и индуктивное сопротивления 147
Емкость в цепи переменного тока 149
Цепь переменного тока, содержащая активное и емкостное сопротивление 151
Цепь переменного тока, содержащая активное, индуктивное и емкостное сопротивления 153
4.4. Параллельное соединение реактивных сопротивлений.
Резонанс токов. Мощность 155
Параллельное соединение реактивных сопротивлений. Резонанс токов 155
4.5. Вопросы для тестирования 160
ПЯТЫЙ ШАГ. Пришла пора изучить ТРЕХФАЗНЫЙ ТОК 162
5.1. Трехфазные генераторы. Соединение обмоток 162
Работа трехфазные генераторы 162
Соединение обмоток генератора 165
5.2. Включение нагрузки в сеть трехфазного тока 168
Включение нагрузки звездой 168
Включение нагрузки треугольником 170
Защита трехфазной сети предохранителями 171
5.3. Мощность трехфазной цепи. Вращающееся магнитное поле 172
Мощность трехфазной цепи 172
Вращающееся магнитное поле 175
5.4. Вопросы для тестирования 180
ШЕСТОЙ ШАГ. Интересно, а как работают ТРАНСФОРМАТОРЫ 182
6.1. Принцип действия, устройство и работа 182
Общие сведения о трансформаторах 182
Принцип действия и устройство трансформатора 184
Работа трансформатора под нагрузкой 187
6.2. Трехфазные трансформаторы. Опыты х.х. и к.з. 191
Трехфазные трансформаторы 191
Опыты холостого хода и короткого замыкания 194
Определение рабочих свойств трансформаторов по данным опытов х.х. и к.з. 196
Опыт холостого хода однофазного трансформатора 198
Опыт короткого замыкания однофазного трансформатора 199
Опыт нагрузки однофазного трансформатора 200
6.3. Автотрансформаторы и измерительные трансформаторы 200
Автотрансформаторы 200
Измерительные трансформаторы 204
6.4. Вопросы для тестирования 206
СЕДЬМОЙ ШАГ. Будем знакомы: АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ 208
7.1. Принцип действия и устройство асинхронного двигателя 208
Общие сведения об электрических машинах 208
Принцип действия электрических машин 209
Принцип действия асинхронного двигателя 210
Устройство асинхронного двигателя 213
7.2. Работа под нагрузкой, вращающий момент и рабочие характеристики асинхронного двигателя 216
Работа асинхронного двигателя под нагрузкой 216
Вращающий момент асинхронного двигателя 218
Рабочие характеристики асинхронного двигателя 221
7.3. Пуск в ход и регулирование частоты вращения трехфазных асинхронных двигателей. Однофазные асинхронные двигатели 223
Пуск в ход асинхронных двигателей 223
Двигатели с улучшенными пусковыми свойствами 226
Регулирование частоты вращения трехфазных асинхронных двигателей 228
Однофазные асинхронные двигатели 230
7.4. Вопросы для тестирования 232
ВОСЬМОЙ ШАГ. Знакомьтесь: СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ И ГЕНЕРАТОРЫ 234
8.1. Принцип действия и устройство синхронного генератора 234
Схема синхронного генератора 234
Устройство синхронного генератора 238
8.2. Работа синхронного генератора под нагрузкой 240
8.3. Синхронные двигатели 244
8.4. Вопросы для тестирования 247
ДЕВЯТЫЙ ШАГ. Как устроены и работают МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА 249
9.1. Принцип действия и устройство генератора постоянного тока 249
9.2. Обмотки якорей и ЭДС машины постоянного тока 253
9.3. Магнитное поле машины при нагрузке постоянного тока 257
Магнитное поле при нагрузке 257
Коммутация тока 259
9.4. Способы возбуждения генераторов.
Характеристики генераторов постоянного тока 262
Работа машины постоянного тока в режиме генератора 262
Способы возбуждения генераторов постоянного тока 265
Характеристики генераторов постоянного тока 267
9.5. Пуск, характеристики, регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока. Потери и КПД машин постоянного тока 274
Работа машины постоянного тока в режиме двигателя 274
Пуск двигателей постоянного тока 276
Характеристики двигателей постоянного тока 279
Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока 282
Потери и КПД машин постоянного тока 283
9.6. Вопросы для тестирования 284
ДЕСЯТЫЙ ШАГ.
Знакомьтесь: ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ И ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ПРИБОРЫ 286
10.1. Первое знакомство с полупроводниковыми приборами 286
Электропроводность полупроводников 286
Полупроводниковые диоды 290
10.2. Транзисторы 293
Первое знакомство 293
Принцип действия транзистора 294
Схемы включения транзисторов 296
Характеристики транзистора 298
Плоскостной германиевый транзистор 299
Сравнение транзисторов и электронных ламп 300
10.3. Тиристоры 301
Первое знакомство 301
Принцип действия тиристора 301
Устройство тиристора 303
10.4. Ионизация газа и электрический заряд. Фотоэлементы 303
Ионизация газа и электрический заряд 303
Тлеющий разряд 305
Дуговой разряд 306
Газотрон 307
Фотоэлементы с внешним фотоэффектом 309
Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом и с запирающим слоем 311
10.4. Вопросы для тестирования 314
ОДИННАДЦАТЫЙ ШАГ.
Наконец, мы добрались до рассмотрения УСТРОЙСТВ ЭЛЕКТРОНИКИ 316
11.1. Выпрямители 316
Первое знакомство 316
Схемы соединения вентилей 317
Однофазная мостовая схема выпрямления 319
Трехфазная схема выпрямления 319
Кривые регулируемого выпрямленного напряжения 320
11.2. Сглаживающие фильтры. Стабилизаторы 322
Сглаживающие фильтры 322
Стабилизаторы напряжения 324
11.3. Усилители низкой частоты 326
Назначение и классификация 326
Основные параметры усилителей 327
Искажения сигнала 327
Обратная связь 328
Смещение в ламповых усилителях 328
Транзисторные усилители 330
11.4. Генераторы гармонических колебаний 332
11.5. Реле 334
11.6. Вопросы для тестирования 338
Послесловие 340
Ответы тестирования 349
Перечень мультимедийных роликов 350