Электротехника

Пособие составлено в соответствии с требованиями ФГОС ВПО направления подготовки «бакалавр» и включает лабораторные работы, составлен перечень контрольных вопросов для самоподготовки, задачи для контрольной работы, представлены основные сведения из теории электрических машин, необходимые для предварительного освоения курса, а также список рекомендуемой литературы. Предназначено для расширения знаний студентов по направлению 13.03.02 (140400.62) – Электроэнергетика и электротехника, по профилю подготовки «Электропривод и автоматика».

В лабораторном практике приводятся теоретические сведения и методика проведения лабораторных работ, индивидуальные задания для выполнения этих работ по темам: защитные меры в электроустановках, основы электробезопасности, действие электрического тока на организм человека. Предназначен для бакалавров, обучающихся по направлению подготовки 140400.62 – Электроэнергетика и электротехника, профилям подготовки: «Электроснабжение», «Электроэнергетические системы и сети», «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем», «Менеджмент в электроэнергетике и электротехнике».

Рассмотрен энергетический баланс металлургического завода с полным производственным циклом и его состав, приведена схема потоков основных энергоресурсов на металлургическом заводе.

В учебном пособии рассматриваются свойства классических полупроводниковых материалов и их применение в производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Предназначено для студентов направлений «Электроэнергетика и электротехника» профиля «Электропривод и автоматика» и «Мехатроника и робототехника», а также для студентов смежных специальностей.

В методических указаниях изложена методика по выбору и проверке токоведущих частей и коммутационных аппаратов объектов промышленных предприятий.

В методических указаниях изложена методика по расчету токов короткого замыкания объектов промышленных предприятий.

Изложены основные разделы дисциплины «Электротехника и электроника». Приведено описание четырнадцати лабораторных работ. Каждая работа сопровождается теоретическим материалом в форме конспективного изложения основных разделов лекций, примерами расчетов и моделирования электрических цепей и электронных схем, расчетными домашними заданиями по обработке экспериментальных результатов. Компьютерный лабораторный практикум построен на базе современного программного комплекса TINA-8 компании Texas Instruments, упрощенную студенческую версию которого можно свободно получить на сайте http://www.ti.com/tool/tina-ti, и предназначен для формирования навыков, умений и компетенций в расчетах и экспериментальных исследованиях электрических цепей и электронных схем. Пособие может быть использовано как при традиционных, так и дистанционных технологиях обучения студентов.

В учебном пособии рассмотрены базовые разделы электроники: полупроводниковая электроника, микроэлектроника и функциональная электроника. Дано краткое изложение физических основ построения элементной базы приборов и устройств, их упрощённого математического анализа. Приведен список рекомендуемой литературы для углубленного изучения материала.

Учебное пособие соответствует Государственному стандарту дисциплины «Электротехника» для студентов высших учебных заведений. Содержит теоретический материал об электрических колебаниях и их свойствах, методах расчета электрических цепей. В ней рассмотрены нелинейные и трехфазные цепи, трансформаторы, электрические машины постоянного и переменного тока.

Учебное пособие содержит сведения об электронных средствах измерений электрических величин, предназначенных для исследования формы электрических сигналов, измерения интервалов времени, фазовых сдвигов, частоты, напряжения. Рассматриваются наиболее распространенные методы измерения перечисленных характеристик. Приведены основные составляющие погрешности указанных средств измерений и источники их возникновения.

В пособии приведены математические модели электрической системы и ее элементов, методы расчета симметричных коротких замыканий в ЭС с источниками конечной и бесконечной мощности, принципы исследования электромагнитных переходных процессов при однократном нарушении симметрии. Отдельная глава посвящена аналитическим методам расчета электромагнитных переходных процессов в электрических системах.

Даны необходимые указания к выполнению лабораторных работ по измерению средней мощности и энергии в импульсе лазерного излучения, приведены методики обработки результатов и расчета неопределенностей измерений.

Рассмотрены особенности электромагнитных помех в устройствах электронной аппаратуры, различающихся функциональным назначением и схемотехническим исполнением. Приведены результаты исследований, позволяющие обеспечить электромагнитную совместимость в радиоприемных, радиопередающих, вычислительных и других устройствах электронной аппаратуры.

Монография посвящена обзору исследований влияния эффектов электронного беспорядка на электрон-фононное взаимодействие в металлах, сверхпроводниках, полупроводниках, а также в различных низкоразмерных структурах. Актуальность поднятых в монографии вопросов определяется интенсивным развитием нанотехнологий, созданием новых наноструктурированных материалов и уникальных наноэлементов для электроники и фотоники. Упругое электронное рассеяние на границах наноструктур качественно меняет взаимодействие электронов с фононами, что, безусловно, должно учитываться при проектировании соответствующей элементной базы. Прикладная часть работы посвящена контролируемой модификации электронных процессов для оптимизации новых наносенсоров на основе электронного разогрева в сверхпроводниковых и полупроводниковых структурах.

Излагаются основные сведения по структуре электромагнитного поля элементарных излучателей в дальней зоне. Для фиксированной системы координат рассматриваются различные ориентации излучателей в пространстве. Приводятся условия ряда задач для самостоятельного решения. Все задачи, как правило, с ответами. В качестве примера приводится подробное решение двух задач. Формулируются вопросы и задания для самоконтроля качества усвоения материала.

Индивидуальные задания для самостоятельной работы и рекомендации по их выполнению для студентов дневной формы обучения по дисциплине "Электротехника и электроника".

В предлагаемом учебном пособии излагаются результаты исследования физико-механических свойств керамик, изготовленных из нанопорошков соответствующих составов методом сухого одноосного прессования при одновременном воздействии ультразвука, приведены результаты исследований распределения зерен и пор по размерам, плотности, микротвердости, трещиностойкости и других характеристик полученных керамик.

В пособии изложены наиболее важные положения учебного курса: основные принципы и определения; практические методы анализа статической и динамической устойчивости параллельной работы синхронных электрических машин и нагрузки; средства обеспечения устойчивости. Освещены основы метода малых колебаний, примеры его применения при анализе апериодической и колебательной устойчивости электроэнергетических систем.

В пособии изложены основы теории электропривода. Рассмотрены принципы действия разомкнутых и замкнутых систем электроприводов постоянного и переменного тока. Представлена методика и примеры расчета параметров двигателей, статических и динамических характеристик электроприводов.

В пособии изложены описания конструкций, основы теории, эксплуатационные свойства электрических машин и трансформаторов. Приведен перечень лабораторных работ, контрольные вопросы при их защите, вопросы и ответы для самопроверки остаточных знаний.

В учебном пособии описаны экспериментальные методы в сильноточной электронике, в том числе особенности осциллографической регистрации наносекундных сигналов, высоковольтных импульсов напряжения и больших импульсных токов, измерения параметров сильноточных электронных пучков и мощных импульсов СВЧ-излучения, радиосигнальные линии передачи и методы борьбы с электромагнитными помехами.

Разработаны технология и методика назначения параметров изготовления теплоизоляционных материалов (ТИМ) из базальтовых волокон методом фильтрационного осаждения. Предложена методика определения геометрических размеров образцов ТИМ на основе базальтовых волокон и стеклянных микросфер. Экспериментально установлено, что указанные ТИМ при нагреве до температуры 400 °С обладают низкой теплопроводностью, равной 0,04 Вт/(м·K). Намечены пути дальнейших исследований ТИМ с другими, более теплостойкими связующими.

Описывается метод синтеза многофазных автономных инверторов напряжения на основе использования генетических алгоритмов. Задача синтеза решалась по критерию минимума коэффициента несинусоидальности выходного напряжения автономных инверторов напряжения со ступенчатой модуляцией. Целью работы является автоматизация процесса поиска новых схемных решений в данном классе преобразовательных устройств.

Разработан итерационный метод рекомпозиции нелинейных универсальных автономных блоков в виде прямоугольного волновода с каналами Флоке (УБФ) на основе линеаризации их дескрипторов. На каждом шаге нелинейные УБФ в декомпозиционной схеме устройства СВЧ заменяются на линеаризованные УБФ с дескрипторами в виде матриц рассеяния, а затем осуществляется их рекомпозиция. Методом нелинейных УБФ проведено математическое моделирование связанных полосковых линий (СПЛ) с нелинейной диэлектрической нерегулярностью, базирующееся на решении трехмерной нелинейной задачи дифракции.

Освещение является крупным потребителем электроэнергии и источником выброса вызывающих парниковый эффект газов. Большие возможности для экономии электроэнергии представляет даже существующее в настоящее время оборудование, и к тому же на рынке появляются новые энергоэффективные источники света. Помимо используемого оборудования (лампы, пускорегулирующие аппараты и светильники), общий расход электроэнергии на освещение зависит еще и от проекта освещения, и от самого помещения. Энергоэффективное освещение включает в себя еще и управление освещением и использование естественного света.

Форум проходил с 4 по 6 июня 2009 года в Санкт-Петербурге в выставочном комплексе "Ленэкспо". Одной из актуальных тем, которая присутствовала в обсуждениях и дискуссиях была энергобезопасность - ее эволюция, перспективы, соответствующие международное сотрудничество и соглашения.

Лишь немногие потребители, как в частном, так и в коммерческом секторах, оценивают стоимость осветительных установок за весь срок их службы, то есть <совокупную стоимость владения>, в которую, помимо начальных вложений, входят затраты на электроэнергию и техническое обслуживание. Это часто приводит к использованию дешевых на первый взгляд осветительных установок, которые впоследствии оказываются энергоемкими. В результате получают высокие эксплуатационные расходы и отрицательное воздействие на окружающую среду. В статье показывается, какие возможности открывают нам системы светорегулирования в части экономии затрат на электроэнергию и уменьшения вредного воздействия осветительных установок на окружающую среду. Затем на примере двух реальных офисов оцениваются преимущества использования энергосберегающих систем, с определением при этом срока их окупаемости и подсчeтом средств, сэкономленных за 10 лет с момента ввода этих систем в действие.

Нормативы и рекомендации по борьбе с паразитным световым излучением, как правило, требуют применения в светильниках плоских защитных стекол (ЗС). Но оценивал ли кто-нибудь экономические (за полный срок службы светильников) и все экологические издержки использования исключительно плоских ЗС? Эффективность применения плоских ЗС обычно ниже максимально достижимой с другими ЗС, предлагаемыми на рынке. Причем полный направленный вверх световой поток (включая его часть, обусловленную отражением от примыкающих к дороге зон) выше, чем при использовании оптимизированных низкопрофильных ЗС. Руководители муниципальных служб должны оценивать работу коммунального хозяйства на основе расходов за срок службы оборудования, которые включают расходы на утилизацию заменяемого оборудования, на монтаж, эксплуатацию и техобслуживание нового оборудования за его проектный срок службы и на утилизацию его в конце полезного срока службы. Была разработана модель, позволяющая легко рассчитывать все расходы в текущих ценах, по которой также может рассчитывается объем выбросов СO2 в окружающую среду. Эта модель была использована для сравнения вариантов дорожных осветительных установок (ОУ). В частности, она использовалась для прогноза расходов за срок службы и экологических издержек для четырех вариантов ОУ: одной с плоскими, а остальных с оптимизированными низкопрофильными ЗС. Результаты показали, что оптимизированная ОУ с низкопрофильным ЗС превосходит аналог с плоским ЗС не только по эффективности, энергосбережению, сокращению объемов выбросов CO2 и расходам за срок службы ОУ, но также снижает полный направленный вверх световой поток.

Разработан вариант конструктивного исполнения белого светодиода (БСД) типа ИРС-50 без отражателя с конформным люминофорным слоем в виде лежащей капли, что перспективно для уменьшения размеров БСД. В результате технологической подготовки производства этого варианта достигнут требуемый уровень эффективности преобразования лучистой энергии в световую для двух используемых при этом вариантов люминофоров: на основе иттрий-алюминиевого граната и силикатного. Показана применимость при разработке и производстве БСД ранее предложенной авторами теории оценки эффективности преобразования лучистой энергии в БСД.

Публикация посвящена работам по освещению объектов, проведенных компанией General Electric в Пекине. Компания разработала для Пекина и его окрестностей 400 инновационных решений, включая поставку оборудования для 37 олимпийских объектов и 168 коммерческих зданий. Для освещения улиц компания представила серию металлогалогенных ламп с керамической горелкой и галогенных ламп накаливания.

Для обеспечения качественного освещения требуется учитывать не только вопросы зрительного восприятия, но и - в еще большей мере - вопросы окружающей среды и человеческого фактора. Для учета всех этих вопросов и гарантии качественного результата необходим новый подход к проектированию освещения. Такой подход поддерживает программа PEC - аббревиатура используемых в ней критериев performance (рабочие характеристики), efficiency (эффективность) и comfort (комфорт) - компании Thorn Lighting. В статье освещается концепция данного нового подхода и указанных критериев, рассматривается применение программы PEC и приводятся примеры светотехнических изделий и осветительных установок, которые выиграли от применения этой программы.

Приобретение и установка автоматических линий по производству люминесцентных ламп существенно уменьшили долю ручного труда, а переход на таблеточное дозирование ртути позволило значительно улучшить экологические параметры производства. Новая установка по утилизации ртутных ламп - еще один важный шаг в модернизации производства.

С 6 по 8 июня 2008 года в Санкт-Петербурге в выставочном комплексе прошел международный экономический форум, посвященный реформе электроэнергетики, которая породила много планов, задач и прогнозов.

Для специалистов-светотехников преимущества КЛЛ перед ЛН очевидны и давно известны. То, что очевидно для специалистов, далеко не очевидно для основной массы населения. Поэтому чрезвычайно важно показывать населению преимущества КЛЛ, дабы оно убедилось на собственном опыте, насколько быстро окупаются затраты на покупку КЛЛ.

"В учебном пособии рассмотрены современные электромембранные, высоковольтные и лпзерные электротехнологии и установки агропромышленного комплекса. Учебное пособие составлено в соответствии с рабочими программами дисциплины Электротехнологии и электротехнологические установки в АПК"" и предназначено для подготовки магистров по направлению 110800.68 ""Агроинженерия"". Учебное пособие также может быть использовано студентами, аспирантами и научными работниками, работающими в различных областях АПК."""

"В учебном пособии рассмотрены фундоментальные законы, положенные в основу формирования, протекания, интенсификации и повышения энергоэффективности технологических процессов АПК. Особое внимание уделено основам системного анализа методологии выявления основных фактов, определяющих энергоемкость продукции. Представлены методики оценки энергоэффективности электротехнологических процессов (ЭТП) сельскохозяйственного производства. Учебное пособие составлено в соответствии с рабочими программами дисциплины Энергетика технологических процессов в АПК"" и предназначено для магистров энергетического факультета, обучающихся по специальности ""Агроинженерия"". Учебное пособие также может быть использовано студентами, аспирантами, научными сотрудниками и инженерами, работающими в различных областях АПК."""

"В учебное пособие включены электрофизические,электрохимические, оптические, ультразвуковые и электробиологические способы интенсификации традиционных процессов агроинженерного сервиса, процессов очистки и обеззараживания технологических, воздушных и водных сред, а также процессов утилизации отходов неразрывно связанных с экологомилеоративными системами сельскохозяйственного производства. Учебное пособие составлено в соответствии с рабочими программами дисциплины Энергоэффективные электротехнологии агроинженерного сервиса и природопользования"" и преднозначено для подготовки магистров по направлению 110800.68 ""Агроинженерия"". Учебное пособие также может быть использовано студентами, аспирантами и научными работниками, работающими в различных областях АПК."""

О разработке новых нанотехнологий в электронике.

В данной статье предложена макромодель КМОП-инвертора, позволяющая анализировать фазовые шумы как автогенераторов, так и других функциональных узлов. На основе результатов экспериментальных исследований фазовых шумов автогенераторов получена оценка спектральной плотности мощности фазовых шумов, вносимых КМОП-инвертором.

В работе рассматривается эволюция развития кабельных линий связи в третьем тысячелетии. Показано, что основным направлением развития сетей связи является замена на первичной сети кабелей с медными жилами на оптические кабели связи.

О разработке методов расчета и создании комплекса программ и анализа на основе параметров электромагнитного поля в круглом волноводе как с однородным, так и с частичным диэлектрическим заполнением, моделирующим наличие активной среды.

В статье доказано существование оптимальных параметров недвоичных корректирующих кодов для передачи цифровой информации, показан энергетический выигрыш недвоичного кодирования. Цель работы - обосновать выбор параметров помехоустойчивого кода, при которых энергия сигнала на передачу информации будет оставаться постоянной, а вероятность ошибки в приеме достигнет минимального значения.

Сетевое моделирование является высокоэффективным инструментом при проектировании сложных ИТС и позволяет системным интеграторам и провайдерам услуг выявить "узкие места" проекта еще до приобретения оборудования. В статье в качестве примера рассмотрены результаты моделирования двух разных сетей передачи данных - сети провайдера и корпоративной сети (сети вуза).

В феврале 2008 г. при Комитете Государственной Думы РФ по информационной политике, информационным технологиям и связи были созданы Экспертный совет и Секция по информационным технологиям и связи.

Переход к сетям связи следующего поколения (NGN) предполагается совершить за счет модернизации сетей телефонной связи. "Узким местом" при этом является сеть доступа, созданная для передачи информации в полосе пропускания канала тональной частоты. Статья посвящена выбору эффективного пути модернизации сетей доступа.

Обзор развития приводного радиовещания в СССР и о новых направлениях его развития с учетом современных технологий.

Ученые разрабатывают жидкокристаллические ячейки, которые сильно облегчат жизнь хозяевам сетей супермаркетов.

Прошлое, настоящее и будущее электронно-вакуумных приборов.

Физики внедрили солнечную батарею в облицовку стен.

Рассказывается о новом применении нановолоконных материалов.