Elektrotechnika

Tartalom

Előszó 9
1. Villamos alapfogalmak 11
1.1. A villamosság előfordulása és jelentősége 11
1.1.1. Történeti áttekintés 11
1.1.2. A villamosság technikai, társadalmi hatása 14
1.1.3. Villamosságtan és elektrotechnika 15
1.2. Az anyag szerkezete és a villamos kölcsönhatás 16
1.2.1. Molekula 16
1.2.2. Atom 16
1.2.3. Atommag és elektron 17
1.2.4. Elemi töltés, villamos kölcsönhatás, villamos tér 17
1.2.5. Az elemi részecskék és tulajdonságaik 18
1.2.6. Az elemi részecskék kölcsönhatásai 21
1.2.7. Az atom szerkezete 21
1.2.8. Az anyag szerkezete 22
1.3. Vezető, félvezető és szigetelő anyagok 26
1.4. Villamos töltés 28
1.5. Villamos áram, áramerősség 29
1.6. Villamos térerősség, villamos feszültség és villamos potenciál 31
1.6.1. Villamos térerősség 31
1.6.2. A villamos tér munkája 31
1.6.3. Villamos feszültség 32
1.6.4. Villamos potenciál 33
1.6.5. A villamos tér teljesítménye 34
1.6.6. Villamos feszültség, villamos energia 35
2. Egyenáramú hálózatok 37
2.1. Villamos áramkör 37
2.1.1. Az áramkör részei 37
2.1.2. Villamos ellenállás 41
2.1.3. Ohm törvénye 42
2.1.4. Részfeszültség és feszültségesés 43
2.1.5. Lineáris és nemlineáris ellenállások 44
2.1.6. Az anyagok ellenállása, fajlagos ellenállás 46
2.1.7. Az ellenállás hőmérsékletfüggése, NTK-, PTK-ellenállások 48
2.1.8. Feszültségfüggő ellenállások 51
2.1.9. Az ellenállások kialakítása 51
2.2. Villamos munka, teljesítmény és hatásfok 57
2.2.1. Villamos munka 57
2.2.2. Villamos teljesítmény 58
2.2.3. Hatásfok 59
2.3. Passzív villamos hálózatok 62
2.3.1. A villamos hálózatok csoportosítása 62
2.3.2. Kirchhoff-törvények 63
2.3.3. Passzív kétpólusú hálózatok eredő ellenállása 65
2.3.4. Nevezetes passzív hálózatok 71
3. A villamos áram hatásai 83
3.1. Hőhatás 83
3.1.1. Kapcsolat a villamos energia és a hőenergia között 83
3.1.2. Fajlagos hőkapacitás, fajhő 84
3.1.3. A hőhatás jellemző alkalmazásai 87
3.2. Vegyi hatás 93
3.2.1. Folyadékok vezetése 93
3.2.2. Faraday törvénye 93
3.2.3. Az elektrolízis jellemző felhasználása 94
3.2.4. Galvánelemek 96
3.2.5. Akkumulátorok 99
3.2.6. Tüzelőanyag-cellák 102
3.2.7. Korrózió 104
3.3. Az áram élettani hatása 105
4. Aktív hálózatok 109
4.1. Az ideális és a valóságos generátor 109
4.2. A feszültséggenerátorok üzemi állapotai 111
4.2.1. Üresjárás 111
4.2.2. Rövidrezárás 112
4.2.3. Terhelési állapot 112
4.3. Generátorok belső ellenállásának meghatározása 113
4.3.1. A belső ellenállás meghatározása Uü és Ig mérésével 113
4.3.2. Rb meghatározása ismert Rt terhelő-ellenállással 114
4.3.3. Rb meghatározása az Uü üresjárási és az Uk kapocsfeszültséggel 115
4.3.4. Rb meghatározása a terhelési görbéből 116
4.4. A fontosabb fogalmak összefoglalása 117
4.5. Feszültséggenerátorok kapcsolásai 118
4.5.1. Feszültséggenerátorok sorba kapcsolása 118
4.5.2. Feszültséggenerátorok ellenkapcsolása 119
4.5.3. Feszültséggenerátorok párhuzamos kapcsolása 119
4.6. Generátorok helyettesítő képei 123
4.6.1. Thevenin-helyettesítőkép 123
4.6.2. Valóságos áramgenerátor 125
4.6.3. Norton tétele 127
4.6.4. Thevenin- és Norton-helyettesítőképek kölcsönös átalakítása 128
4.6.5. Generátorok teljesítménye és hatásfoka 128
4.7. A szuperpozíció tétele 131
5. Villamos tér 133
5.1. A villamos tér jelenségei 133
5.1.1. Coulomb törvénye és a szuperpozíció elve 134
5.1.2. Villamos tér és villamos eltolás 136
5.1.3. Villamos feszültség és villamos potenciál 138
5.1.4. A villamos tér szemléltetése 140
5.1.5. Homogén villamos tér és kapacitás 147
5.1.6. Jelenségek a villamos térben 152
5.1.7. Anyagok viselkedése villamos térben 157
5.2. Kondenzátor 161
5.2.1. Kondenzátorok kapcsolása 161
5.2.2. Kondenzátorok feltöltése és kisütése 165
5.2.3. Kondenzátorok gyakorlati megoldásai 169
6. Mágneses tér 175
6.1. A mágneses tér szemléltetése 175
6.1.2. Árammal létrehozott terek, a jobbkéz-szabály 176
6.2. A mágneses teret jellemző mennyiségek 180
6.2.1. Gerjesztés és mágneses térerősség 180
6.2.2. Mágneses indukció 185
6.2.3. Mágneses fluxus 188
6.3. Erőhatások mágneses térben 189
6.3.1. Az erő nagysága és iránya 189
6.3.2. A mágneses nyomaték jellemző felhasználása 192
6.4. Állandó mágnes, a Föld mágneses tere 193
6.5. Anyagok viselkedése mágneses térben 195
6.5.1. Diamágneses anyagok 195
6.5.2. Paramágneses anyagok 195
6.5.3. Ferromágneses anyagok 195
6.5.4. Mágnesezés, mágnesezési görbe 195
6.5.5. Kemény- és lágymágneses anyagok 198
6.6. Mágneses kör 200
6.6.1. A mágneses Ohm-törvény 201
6.6.2. Mágneses körök számítása 205
7. Elektromágneses indukció 211
7.1. Indukciótörvény 212
7.2. Nyugalmi és mozgási indukció 214
7.3 Kölcsönös indukció, önindukció, induktivitás 219
7.3.1. Kölcsönös indukció 219
7.3.2. Önindukció, induktivitás 221
7.4. Tekercs és induktivitás 222
7.5. A mágneses tér energiája 223
7.6. Induktivitás összekapcsolása 225
7.6.1. Az induktivitások soros kapcsolása 225
7.6.2. Az induktivitások párhuzamos kapcsolása 226
7.7. Az induktivitás viselkedése az áramkörben 227
7.7.1. A bekapcsolás folyamata 227
7.7.2. A kikapcsolás folyamata 229
7.8. Az indukció jellemző felhasználása 231
7.8.1. Generátorelv, villamos gépek 231
7.8.2. Elektromechanikus átalakítók 232
7.8.3. Elektromágnes 233
7.9. Örvényáramok 235
8. Váltakozó áramú hálózatok 237
8.1. Szinuszos mennyiségek 237
8.1.1. A váltakozó feszültség és áram fogalma 237
8.1.2. Váltakozó mennyiségek ábrázolása 239
8.1.3. Váltakozó mennyiségek jellemzői 240
8.1.4. Váltakozó mennyiségek középértékei 244
8.1.5. Váltakozó mennyiségek összegzése 247
8.2. Egyszerű váltakozó áramú körök 249
8.2.1. Ellenállás a váltakozó áramú körben 249
8.2.2. induktivitás a váltakozó áramú körben 251
8.2.3. Impedancia és admittancia 253
8.2.4. Kondenzátor a váltakozó áramú körben 254
8.3. Összetett váltakozó áramú körök 256
8.3.1. Soros RL-kapcsolás 256
8.3.2. Párhuzamos RL-kapcsolás 260
8.3.3. Valódi tekercs mint RC-kapcsolás 264
8.3.4. Soros RC-kapcsolás 266
8.3.5. Párhuzamos RC-kapcsolás 268
8.3.6. Valódi kondenzátor mint RC-kapcsolás 270
8.3.7. Soros RLC-kapcsolás 271
8.3.8. Párhuzamos RLC-kapcsolás 274
8.3.9. A rezgőkör szabad rezgései 278
8.4. Teljesítmények a váltakozó áramú körben 280
8.5. Fázisjavítás 283
9. Többfázisú hálózatok 287
9.1. Háromfázisú rendszer 287
9.1.1. Háromszögkapcsolás 288
9.1.2. Csillagkapcsolás 289
9.2. A háromfázisú rendszer teljesítménye 290
9.3. Aszimmetrikus terhelés 292
9.4. Forgó mágneses tér 293
9.5. A villamos energia szállítása és elosztása 294
10. A villamos gépek elméletének alapjai 295
10.1. Transzformátor 295
10.1.1. A transzformátor felépítése és működése 295
10.1.2. A transzformátor helyettesítő kapcsolása és vektorábrája 298
10.1.3. A transzformátor rövidzárása 300
10.1.4. A transzformátor veszteségei és hatásfoka 302
10.1.5. A transzformátor szerkezeti megoldásai 302
10.1.6. A hálózati transzformátor közelítő méretezése 304
10.2. Villamos forgógépek 308
10.2.1. Szinkrongépek 310
10.2.2. Aszinkrongépek 310
10.2.3. Egyenáramú gépek 314
10.2.4. Univerzális motor 318

Témakörök