Elektrotechnika I-II.

Tartalom

I. kötet
Bevezetés 3
B. 1. A villamos jelenségek elmélete 3
B. 2. A mértékegységrendszer 4
1. Egyenáramú áramkörök 7
Alapfogalmak 7
1.1. A feszültség, a töltés és a villamos áram 7
1.2. Az ellenállás. Ohm törvénye 9
1.3. Az ellenállás hőfokfüggése 12
1.4. Villamoshálózatok. Kirchhoff törvényei 16
1.4.1. A csomóponti törvény (Kirchhoff I. törvénye) 18
1.4.2. A huroktörvény. (Kirchhoff II. törvénye) 18
1.5. A villamos munka és a teljesítmény 20
1.6. Ellenállások kapcsolása 23
1.6.1. Ellenállások soros kapcsolása 23
1.6.2. Ellenállások párhuzamos kapcsolása 24
1.7. Villamos energiaforrások kapcsolása 28
1.7.1. Villamos energiaforrások terhelési állapotai 28
1.7.2. Energiaforrások soros kapcsolása 31
1.7.3. Energiaforrások párhuzamos kapcsolása 32
1.7.4. Energiaforrások vegyes kapcsolása 33
Egyenáramú hálózatok számítása 35
1.8. Passzív és aktív hálózatok 35
1.9. A független csomóponti és hurokegyenletek száma 40
1.10. A hálózatok számításának néhány alkalmazása 47
1.10.1. A feszültségosztó 47
1.10.2. Voltmérő méréshatárának bővítése 48
1.10.3. Ampermérő méréshatárának bővítése 49
1.10.4. A Wheatstone-híd 50
1.10.5. A kompenzátor 50
2. A töltés és villamos tere 53
2.1. A töltés. Coulomb törvénye 53
2.2. Gömbszimmetrikus villamos tér 54
2.2.1. Térerősség. Permittivitás. Erővonalak 54
2.2.2. Villamos fluxus. Fluxussűrűség 57
2.2.3. Feszültség. Szintfelületek 57
2.3. Általános erőtér 60
2.4. Vezetők és szigetelők 61
2.5. A kapacitás. Kondenzátorok 72
2.6. Kondenzátorok párhuzamos és soros kapcsolása 73
2.7. A kondenzátorok energiája 76
2.8. Áramló villamos töltések 77
2.9. A kondenzátor árama 79
3. Mágneses erőtér 80
3.1. Mágneses Indukció 80
3.2. Egyszerű mágneses terek. Mágneses indukcióvonalak 82
3.2.1. Mágneses tér egy vezető környezetében 82
3.2.2. Rúdmágnes mágneses tere 83
3.2.3. Mágneses indukcióvonalak tulajdonságai 83
3.3. Erőhatások mágneses térben 84
3.4. A mágneses fluxus 86
3.5. Mágneses térerősség, gerjesztés, gerjesztési törvény 87
3.6. Ferromágneses anyagok 89
3.7. A ferromágnesség fizikai magyarázata 93
3.8. A gerjesztési törvény néhány alkalmazása 94
3.8.1. Egyenes vezető mágneses tere 94
3.8.2. Toroid mágneses tere 95
3.8.3. Szolenoid mágneses tere 96
3.9. A mágneses kör 97
3.9.1. Soros mágneses körök számítása 97
3.9.2. A légrés szerepe 101
3.9.3. A mágneses Ohm törvény 101
3.9.4. Párhuzamos mágneses körök számítása 103
3.10. Elektromágneses indukció 106
3.10.1. Mozgási elektromágneses indukció 108
3.10.2. Nyugalmi elektromágneses indukció 109
3.10.3. Önindukció 110
3.10.4. A kölcsönös indukció 113
3.11. A mágneses energia 114
4. Tranziens jelenségek önindukciós tekercset és kondenzátort tartalmazó áramkörökben 116
4.1. Önindukciós tekercset tartalmazó áramkör bekapcsolása és kikapcsolása 116
4.2. Kondenzátor töltése és kisütése 124
4.3. Integráló kapcsolás 127
4.4. Differenciáló kapcsolás 129
5. Váltakozó áramú áramkörök 131
5.1. Időben változó áramok v 131
5.2. Szinuszosan váltakozó áram 133
5.3. Váltakozó áramú mennyiségek ábrázolása szinusz görbével 134
5.4. Váltakozó áramú mennyiségek középértékei 136
5.4.1. Négyzetes középérték 136
5.4.2. Számtani középérték 137
5.4.3. Csúcstényező és alaktényező 138
5.5. Váltakozó áramú mennyiségek ábrázolása vektorokkal 139
5.6. Váltakozó áramú körök elemei 141
5.6.1. Váltakozó feszültségre kapcsolt ellenállás 141
5.6.2. Váltakozó áramra kapcsolt induktív reaktancia 141
5.6.3. Váltakozó feszültségre kapcsolt kapacitív reaktancia 144
5.7. Váltakozó áramú áramkörök számítása komplex számokkal 145
5.7.1. Szinuszosan váltakozó mennyiségek kifejezése komplex számokkal 145
5.7.2. Ellenállások és vezetések kifejezése komplex számokkal 147
5.7.2.1. Az ellenállás 147
5.7.2.2. Az induktív reaktancia 148
5.7.3.3. A kapacitív reaktancia 149
5.7.3. Ellenállás és reaktanciák soros kapcsolása 150
5.7.4. Ellenállás és reaktanciák párhuzamos kapcsolása 151
5.7.5. Soros és párhuzamos rezonancia 154
5.7.6. Váltakozó áramú hálózatok számítása 155
5.8. A váltakozó áram teljesítménye és munkája 169
5.8.1. Hatásos meddő és látszólagos teljesítmény 169
5.8.2. A váltakozó áram munkája 174
5.8.3. A teljesítmények számítása a komplex számok segítségével 175
5.9. Hálózatok megoldását egyszerűsítő tételek 178
5.9.1. A hálózatok átalakítása 178
5.9.1.1. Háromszög-csillag átalakítás 179
5.9.1.2. Csillag-háromszög átalakítás 181
5.9.2. Feszültségforrás és áramforrás 186
5.9.3. Thévenin (a helyettesítő feszültségforrás) törvénye 190
5.9.4. Norton (a helyettesítő áramforrás) törvénye 196
5.9.5. A szuperpozíció elve 200
5.9.6. Millmann (a feszültségkülönbség) tétele 203
5.10. A háromfázisú váltakozó áram 205
5.10.1. A háromfázisú váltakozó feszültség előállítása 205
5.10.2. Csillag kapcsolás 208
5.10.3. A háromszög (delta) kapcsolás 212
5.10.4. Három fázis teljesítménye 214

II. kötet
6. A négypólus 3
6.1. Passzív négypólusok alapegyenletei 3
6.2. T és Pí alakú négypólusok 11
6.3. Szimmetrikus négypólusos 13
6.4. Szimmetrikus keresztkapcsolás 14
6.5. Bartlett-Brune tétele 15
6.6. A négypólusok nevezetes mennyiségei 20
6.7. A négypólus átviteli függvénye 23
7. Munkadiagramok 26
7.1. Az impedancia és az admittancia 26
7.2. Az egyenes 29
7.3. Az origón átmenő kör 31
7.4. Az általános helyzetű kör 35
Villamos gépek 39
8. Transzformátorok 40
8.1. A transzformátorok működése 40
8.1.1. Működési elv 40
8.1.2. A transzformátor vasmagja és tekercselése 43
8.1.3. Helyettesítő kapcsolás 45
8.1.4. A transzformátor terhelési állapotai 48
8.1.4.1. Üresjárás 48
8.1.4.2. Terhelés 50
8.1.4.3. Rövidzárás 53
8.1.4.4. Rövidzárási feszültség 54
8.2. A transzformátor üzeme 55
8.2.1. A terhelés okozta feszültségváltozás 55
8.2.2. A transzformátor hatásfoka 58
8.2.3. A háromfázisú transzformátor 59
8.2.4. Egyenlőtlen terhelés 61
8.2.4.1. Egyfázisú transzformátorok egyenlőtlen terhelése 61
8.2.4.2. Háromfázisú transzformátorok egyenlőtlen terhelése 64
8.2.5. A fázisfordítás szöge 67
8.2.6. Transzformátorok párhuzamos kapcsolása 70
8.2.7. A transzformátorok hűtése 74
8.3. Különleges transzformátorok 74
8.3.1. Takarékkapcsolású transzformátor 74
8.3.2. Ívhegesztő transzformátorok 75
8.3.3. Feszültség szabályozó transzformátorok 77
8.3.4. Mérőtranszformátorok 78
8.3.4.1. Feszültségváltók 79
8.3.4.2. Áramváltók 81
8.4. Kis transzformátorok méretezése 82
8.4.1. A vasmag méretezése 82
8.4.2. A menetszám megállapítása 85
8.4.3. A vezetékek keresztmetszetének megállapítása 86
9. Forgó gépek tekercselése 88
9.1. A forgó mágneses mező 88
9.2. Háromfázisú tekercselések 94
9.3. Tekercselési tényező 102
9.4. Egyfázisú tekercselés 104
10. Aszinkron gépek 105
10.1. Háromfázisú aszinkronmotorok 105
10.1.1. Háromfázisú aszinkron motorok szerkezete és működési elve 105
10.1.2. A szlip és a forgórész frekvencia alakulása különböző fordulatszámokon 108
10.1.3. A forgórészben indukált feszültség. Az áttétel 109
10.1.4. Helyettesítő kapcsolás 110
10.1.5. Aszinkron gépek jellegzetes terhelési állapotai 114
10.1.5.1. Üresjárás 114
10.1.5.2. Rövidzárás 115
10.1.5.3. Végtelen szliphez tartozó terhelés 115
10.1. 6. Aszinkron gépek teljesítmény mérlege 115
10.1.7. Aszinkron gépek kördiagramja 118
10.1.8. A kördiagram szerkesztése 120
10.1. 9. Teljesítményvonalak és metszékek a kördiagramban 121
10.1.10. A szlipskála szerkesztése 124
10.1.11. Az aszinkron motor nyomaték jelleggörbéje 125
10.1.12. A kördiagram közelítő szerkesztése 126
10.1.13. Számpélda a kördiagram szerkesztésére 131
10.1.14. Aszinkron motorok indítása 133
10.1.14.1. Kalickás aszinkron motorok indítása 133
10.1.14.2. Csúszógyűrűs aszinkron motorok indítása 138
10.1.15. Aszinkron motorok fordulatszám változtatása 140
10.2. Aszinkron generátor és fékmotor 141
10.3. Az egyfázisú aszinkron motor 143
10.4. A kétfázisú szervomotor 144
11. Szinkron gépek 148
11.1. Váltakozó feszültség előállítása 148
11.2. Szinkron gépek szerkezete és működési elve 148
11.3. A szinkron gép üzeme 150
11.3.1. A szinkron generátor üresjárása 150
11.3.2. A szinkron generátor terhelése 152
11.3.3. Szinkron gépek helyettesítő kapcsolása 154
11.3.4. Egyszerűsített helyettesítő kapcsolás 156
11.3. 5. A szinkron generátor rövidzárása 157
11.4. A szinkron gépek nyomatéka 158
11.5. Párhuzamosan járó szinkron gépek 160
11.5.1. A hálózatra kapcsolt szinkron gép 160
11.5.2. Szinkron gépek hálózatra kapcsolása 162
12. Egyenáramú gépek 166
12.1. Egyenáramú gépek szerkezete és működési elve 166
12.2. Az indukált feszültség számítása 168
12.3. Egyenáramú gépek armatúra tekercselése 169
12.3.1. Hurkos tekercselés 170
12.3.2. Hullámos tekercselés 173
12.4. Az egyenáramú gépek üzeme 175
12.4.1. Armatúra visszahatás 175
12.4.2. A kommutálás 178
12.4.3. Egyenáramú gépek gerjesztése 180
12.4.4. Egyenáramú gépek nyomatéka 181
12.4.5. Egyenáramú gép mint generátor és mint motor 183
12.5. Egyenáramú generátorok 184
12.5.1. Külső gerjesztésű generátor 184
12.5.2. Párhuzamos gerjesztésű generátor 185
12.5.3. Soros gerjesztésű generátor 187
12.5.4. Kettős gerjesztésű generátor 188
12.6. Egyenáramú motorok 189
12.6.1. Külső gerjesztésű motor 190
12.6.2. Párhuzamos gerjesztésű motor 191
12.6.3. Soros gerjesztésű motor 191
12.6.4. Egyenáramú motorok forgásirány változtatása 193
12.6.5. Egyenáramú motorok fordulatszám változtatása 193
12.6.6. Egyenáramú gépek fékezése 195

Témakörök