Теория электротехники

Идеальный индуктивный элемент (индуктивность) — это теоретическая модель катушки, в которой отсутствует активное сопротивление (потери на нагрев) и межвитковая емкость. Вся энергия расходуется исключительно на создание магнитного поля. Краткая история: Фундамент для понимания этих процессов заложили Майкл Фарадей (открывший электромагнитную индукцию в 1831 году) и Джозеф Генри. Их работы позволили описать, как переменный ток порождает … Читать далее

В электротехнике и теории цепей понятие «идеальный резистивный элемент» (или идеальный резистор) является фундаментальной абстракцией. Это элемент электрической цепи, основным и единственным свойством которого является необратимое преобразование электрической энергии в другие виды энергии (преимущественно в тепловую или световую). В отличие от реактивных элементов (катушек индуктивности и конденсаторов), идеальный резистор не накапливает энергию в виде магнитного … Читать далее

Данный материал посвящен фундаментальным «кирпичикам» электротехники: резисторам, катушкам индуктивности и конденсаторам в контексте цепей переменного тока. Мы рассмотрим их идеализированные модели, необходимые для расчетов, и реальные физические воплощения с их паразитными параметрами. Историческая справка: Основы теории цепей были заложены в XIX веке. Георг Ом в 1827 году сформулировал закон связи тока и напряжения, Майкл Фарадей … Читать далее

1. Введение: Природа переменного тока Переменный ток (AC, Alternating Current) — это направленное движение электрических зарядов, параметры которого (сила тока, напряжение, ЭДС) изменяются во времени по определенному закону. В отличие от постоянного тока, переменный ток позволяет эффективно трансформировать уровни напряжения, что делает возможной передачу энергии на тысячи километров. Краткая история: Теоретическая база переменных токов была … Читать далее

Генератор переменного тока (синхронная машина) — это электромеханическое устройство, преобразующее механическую энергию вращения в электрическую энергию переменного тока. Историческая справка: Фундамент заложил Майкл Фарадей в 1831 году (закон электромагнитной индукции). Первый генератор создал Ипполит Пиксии (1832). Никола Тесла сформулировал принцип вращающегося магнитного поля, а современный вид генераторы обрели благодаря Михаилу Доливо-Добровольскому. В 1889 году он … Читать далее

Двигатель постоянного тока (ДПТ) — это электромеханический преобразователь энергии, который трансформирует электрическую энергию постоянного тока в механическую энергию вращения. История этих машин берет свое начало с 1830-х годов, когда Б.С. Якоби создал первый пригодный для практического применения электродвигатель. Несмотря на широкое распространение машин переменного тока, ДПТ остаются незаменимыми в сферах, требующих плавного, точного и экономичного … Читать далее

Синхронный двигатель — это электрическая машина переменного тока, ротор которой вращается с частотой, равной частоте вращения магнитного поля в воздушном зазоре. Основная особенность данного типа машин заключается в жесткой связи между скоростью вращения вала и частотой питающей сети, что описывается уравнением \( n = \frac{60f}{p} \). Эти машины являются основой современной энергетики и мощного промышленного … Читать далее

Асинхронный электродвигатель (АД) — это электрическая машина переменного тока, в которой частота вращения ротора не равна (асинхронна) частоте вращения магнитного поля, создаваемого током обмотки статора. Это «рабочая лошадка» современной промышленности, на долю которой приходится, по разным оценкам, до 90% всех используемых в мире электродвигателей. Историческая справка: Фундаментальный принцип вращающегося магнитного поля был независимо описан итальянцем … Читать далее

Трансформатор — это статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты. Основой его работы служит фундаментальный закон электромагнитной индукции. Исторически развитие трансформаторов началось с открытий М. Фарадея (1831 г.) и работ П.Н. Яблочкова (1876 г.), предложившего использовать индукционные катушки с разомкнутым сердечником для питания свечей … Читать далее

Данный материал посвящен фундаментальным принципам электромеханического преобразования энергии — процессам, лежащим в основе работы всех электрических машин (генераторов и двигателей). Мы разберем физику возникновения электродвижущей силы (ЭДС) и электромагнитных сил, а также научимся рассчитывать энергетический баланс системы. Взаимное преобразование механической и электрической энергии базируется на явлении электромагнитной индукции. Это открытие, сделанное Майклом Фарадеем в 1831 … Читать далее