Tartalom Bevezetés.......................................................................................................... 9 1. Alapfogalmak.......................................................................................11 1.1. Az anyag szerkezete..................................................................................11 1.2. A villamos töltés fogalma........................................................................ 13 1.3. Vezető, szigetelő és félvezető anyagok.................................................... 15 1.4. Villamos feszültség és potenciál.............................................................. 16 2. Az egyenáramú áramkörök alaptörvényei.................... 23 2.1. Az áramkör............................................................................................... 24 2.2. Az áramkörök alaptörvényei.................................................................... 27 2.2.1. Villamos ellenállás és vezetőképesség.............................................. 27 2.2.2. Ohm törvénye................................................................................... 30 2.2.3. Kirchhoff I. törvénye (csomóponti törvény)..................................... 30 2.2.4. Kirchhoff II. törvénye (huroktörvény).............................................. 31 2.3. Az elektrotechnika legegyszerűbb áramkörei ......................................... 33 2.3.1. Eredő ellenállás................................................................................. 33 2.3.2. A feszültségosztó.............................................................................. 37 2.3.3. Az áramosztó.................................................................................... 40 2.4. Az alap villamos mennyiségek mérése ................................................... 48 2.4.1. A villamos feszültség mérése............................................................ 48 2.4.2. Az áramerősség mérése.................................................................... 49 2.4.3. Az ellenállás mérése......................................................................... 49 2.4.4. Villamos műszerek méréshatárának bővítése................................... 51 2.5. Az áramkörök energia és teljesítményviszonyai...................................... 57 2.5.1. A villamos munka (energia) és teljesítmény számítása.................... 57 2.5.2. A villamos energiaforrások üzemállapotai és teljesítményviszonyai������������������������������������������������������������������ 59 2.6. A villamos áram hatásai........................................................................... 66 2.6.1. A villamos áram hőhatása................................................................. 66 2.6.2. A villamos áram vegyi hatása........................................................... 67
ElektroTech_2011.indd 3
2012.05.14. 14:00:10
4 3. A villamos tér...................................................................................... 73 3.1. A villamos tér alapfogalmai..................................................................... 74 3.2. Coulomb törvénye................................................................................... 74 3.3. A villamos tér ábrázolása......................................................................... 76 3.4. Villamos térerősség.................................................................................. 78 3.5. A szigetelőanyagok viselkedése villamos térben..................................... 80 3.6. Kondenzátorok......................................................................................... 81 3.7. A kondenzátorok kapcsolásai................................................................... 84 4. A mágneses tér..................................................................................... 91 4.1. A mágneses tér fogalma........................................................................... 91 4.2. A mágneses tér mennyiségi jellemzői...................................................... 94 4.2.1. Mágneses indukció........................................................................... 94 4.2.2. Mágneses fluxus............................................................................... 95 4.2.3. Mágneses gerjesztés......................................................................... 95 4.2.4. Mágneses térerősség......................................................................... 96 4.2.5. Összefüggés a mágneses indukció és a térerősség között................ 98 4.2.6. Dia- és paramágneses anyagok......................................................... 99 4.2.7. Ferromágneses anyagok................................................................. 100 4.3. Mágnesezési görbék............................................................................... 101 4.3.1. Az első mágnesezési görbe............................................................. 101 4.3.2. Változó irányú átmágnesezés, a hiszterézis.................................... 102 4.4. Lágy- és keménymágneses anyagok...................................................... 103 5. Elektromágneses indukció...................................................... 109 5.1. Mozgási indukció....................................................................................110 5.2. Nyugalmi indukció.................................................................................113 5.2.1. Önindukció......................................................................................113 5.2.2. Kölcsönös indukció.........................................................................115 5.2.3. Örvényáramok.................................................................................116 6. Váltakozó áramú körök............................................................. 121 6.1. A szinuszos váltakozó feszültség előállítása.......................................... 121 6.2. A váltakozó feszültség és áram jellemzői.............................................. 123
ElektroTech_2011.indd 4
2012.05.14. 14:00:10
5 6.3. A váltakozó feszültség és áram ábrázolási módjai................................. 125 6.3.1. Ábrázolás szinuszgörbékkel .......................................................... 125 6.3.2. Ábrázolás forgó vektorokkal.......................................................... 125 6.4. A fázis, a fáziskülönbség, a fázisszög fogalma és ábrázolása................ 126 6.5. Ellenállás, kondenzátor és tekercs viselkedése váltakozó áramú körben��������������������������������������������������������������������������������������������������� 128 6.5.1. Ellenállás váltakozó áramú körben................................................. 128 6.5.2. Kondenzátor váltakozó áramú körben............................................ 129 6.5.3. Tekercs váltakozó áramú körben.................................................... 132 6.6. Összetett váltakozó áramú körök........................................................... 134 6.6.1. Ellenállás és tekercs soros kapcsolása (soros RL-kör).................... 134 6.6.2. Ellenállás és tekercs párhuzamos kapcsolása (párhuzamos RL-kör)��������������������������������������������������������������������� 136 6.6.3. Ellenállás és kondenzátor soros kapcsolása (soros RC-kör)������������������������������������������������������������������������������� 137 6.6.4. Ellenállás és kondenzátor párhuzamos kapcsolása (párhuzamos RC-kör)�������������������������������������������������������������������� 138 6.6.5. Ellenállás, tekercs és kondenzátor soros kapcsolása (soros RLC-kör)����������������������������������������������������������������������������� 140 6.6.6. Ellenállás, tekercs és kondenzátor párhuzamos kapcsolása (párhuzamos RLC-kör)������������������������������������������������������������������ 143 6.6.7. Ellenállás, tekercs és kondenzátor vegyes kapcsolása.................... 146 6.7. A váltakozó áramú körök teljesítménye és munkája.............................. 147 6.8. A váltakozó áramú körök mennyiségeinek mérése................................ 149 7. Háromfázisú feszültségrendszer....................................... 157 7.1. A szimmetrikus háromfázisú feszültség előállítása............................... 158 7.2. A háromfázisú rendszer kapcsolásai...................................................... 159 7.3. A háromfázisú rendszer teljesítménye................................................... 162 7.4. A háromfázisú teljesítmény mérése....................................................... 164 7.5. Forgó mágneses tér................................................................................ 166 7.5.1. Kétfázisú forgó mágneses tér.......................................................... 166 7.5.2. Háromfázisú forgó mágneses tér.................................................... 168
ElektroTech_2011.indd 5
2012.05.14. 14:00:11
6 8. Villamos gépek.................................................................................. 175 8.1. Transzformátorok................................................................................... 176 8.1.1. Egyfázisú transzformátorok............................................................ 176 8.1.2. Az egyfázisú transzformátorok szerkezete..................................... 177 8.1.3. Az egyfázisú transzformátor üzemállapotai.................................... 179 8.1.4. Háromfázisú transzformátorok....................................................... 182 8.1.5. Takarékkapcsolású transzformátor................................................. 186 8.1.6. Ívhegesztő transzformátorok ......................................................... 188 8.2. Szinkrongépek....................................................................................... 192 8.2.1. Szinkrongenerátorok....................................................................... 192 8.2.2. Szinkronmotorok............................................................................ 195 8.3. Aszinkrongépek..................................................................................... 198 8.3.1. Háromfázisú aszinkronmotorok..................................................... 198 8.3.2. Egyfázisú aszinkronmotorok.......................................................... 206 8.4. Egyenáramú gépek................................................................................. 210 8.4.1. Az egyenáramú gépek működési elve.............................................211 8.4.2. Az egyenáramú gépek szerkezete................................................... 213 8.4.3. Az egyenáramú generátorok működési jellemzői........................... 215 8.4.4. Egyenáramú motorok..................................................................... 217 9. Erősáramú szerelvények és készülékek........................ 235 9.1. A szerelvények és készülékek általános jellemzői................................. 236 9.2. A kapcsolókészülékek alkalmazási csoportjai....................................... 237 9.3. Kézi működtetésű kapcsolók................................................................. 238 9.4. Nyomógombok és jelzőlámpák............................................................. 239 9.5. Sorkapcsok............................................................................................. 241 9.6. Mágneskapcsolók, időrelék................................................................... 242 9.7. Mágneskapcsolók vezérlő alapkapcsolásai............................................ 243 9.8. Kondenzátorok....................................................................................... 245 9.9. Villamos automatikaelemek................................................................... 247 9.9.1. Végálláskapcsolók.......................................................................... 247 9.9.2. Nyomáskapcsolók........................................................................... 248
ElektroTech_2011.indd 6
2012.05.14. 14:00:11
7 9.9.3. Hőmérséklet-érzékelők................................................................... 249 9.9.4. Mozgatómotorok............................................................................ 251 10. Villamos vezetékek..................................................................... 257 10.1. Köpeny nélküli és köpenyes vezetékek............................................... 258 10.2. Kábelek................................................................................................ 262 10.3. A vezetékek méretezése....................................................................... 265 10.3.1. Méretezés feszültségesésre........................................................... 266 10.3.2. Méretezés melegedésre................................................................. 268 11. Villamos vezetékek és berendezések túláramvédelme............................................................................ 275 11.1. Olvadóbiztosítók.................................................................................. 276 11.1.1. D-rendszerű biztosítók.................................................................. 276 11.1.2. Nagyteljesítményű (késes) olvadóbiztosítók................................ 281 11.2. Kismegszakítók (kisautomaták)........................................................... 282 11.3. Ikerfémes hőrelék................................................................................. 285 11.4. Termisztoros hővédelem...................................................................... 286 11.5. Kompakt megszakítók......................................................................... 287
ElektroTech_2011.indd 7
2012.05.14. 14:00:11
