СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Серия основана в 2001 году

А.К. Славинский, И.С. Туревский

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА 
С ОСНОВАМИ 
ЭЛЕКТРОНИКИ

У Ч Е Б Н О Е  П О С О Б И Е

Допущено

Министерством образования Российской Федерации 
в качестве учебного пособия для студентов 
образовательных учреждений 
среднего профессионального образования

Электронно-

znanium.com

Москва

ИД «ФОРУМ» -  ИНФРА-М

2019

УДК 621.38(075.32) 
ББК 32.85я723

С47

Р е ц е н з е н т ы :

доктор технических наук, профессор Московского государствен­
ного технического университета (МАМИ) В.И. Ерохов;

кандидат технических наук, доцент, преподаватель высшей кате­
гории Московского государственного техникума технологий и права 
А.И. Ильянков

Славинский А.К.

С47 
Электротехника с основами электроники : учеб. пособие /  
А.К. Славинский, И.С. Туревский. — М. : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 
2019. — 448 с. — (Среднее профессиональное образование).

ISBN 978-5-8199-0747-4 (ИД «ФОРУМ»)
ISBN 978-5-16-013578-6 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-106242-5 (ИНФРА-М, online)

В учебном пособии излагаются основы расчета электрических цепей 
постоянного и переменного токов, дается описание электрических машин, 
электронных приборов, ЭВМ и т.д. Приведены новые материалы по ин­
тегральным микросхемам, микропроцессорам и микроЭВМ.

Для студентов неэлектротехнических специальностей средних спе­
циальных учебных заведений.

УДК 621.38(075.32) 
ББК 32.85я723

ISBN 978-5-8199-0747-4 (ИД «ФОРУМ») 
ISBN 978-5-16-013578-6 (ИНФРА-М, print) 
ISBN 978-5-16-106242-5 (ИНФРА-М, online)

© Славинский А.К.

Туревский И.С., 2016 
© ИД «ФОРУМ», 2016

Введение

Электротехника — это наука о процессах, связанных с прак­
тическим применением электрических и магнитных явлений. 
Так же называют отрасль техники, которая использует их в про­
мышленности, медицине, военном деле, транспорте и связи.

Непрерывное расширение области применения электриче­
ской энергии влечет за собой глубокое внедрение электротехни­
ки во все отрасли промышленности, сельского хозяйства и быта, 
что требует дальнейшего подъема электровооруженности труда, 
широкой автоматизации производственных процессов и исполь­
зования автоматизированных систем управления.

Можно выделить три основных направления электротехни­
ки: 1) преобразование различных видов энергии в электриче­
скую и обратно; 2) превращение одних веществ природы в дру­
гие; 3) обработка и передача информации.

Научно-технический прогресс невозможен без электрифика­
ции всех отраслей народного хозяйства. Потребности народного 
хозяйства в электрической энергии непрерывно растут, что при­
водит к увеличению ее производства.

В условиях научно-технической революции особенно отчет­
ливо проявилась диалектическая связь науки, техники и произ­
водства. Наука стала непосредственной производительной силой, 
а научные достижения оказались в существеннейшей степени за­
висящими от уровня развития и возможностей современных тех­
нологий.

Электроникой называют область науки, техники и производ­
ства, в которой разрабатываются принципы производства и со­
вершенствования электронных приборов, методы их инженерно­
го расчета и технологического обеспечения, способы создания 
электронных систем для нужд народного хозяйства.

Широкое использование электронной аппаратуры обуслов­
лено ее быстродействием, точностью, высокой чувствительно­
стью, малым потреблением энергии, постоянно возрастающей

Введение

экономичностью, что требует высокой профессиональной под­
готовки специалистов, подразумевающей свободное владение 
системой знаний, умений и навыков в актуальный для них об­
ластях электротехники.

Таблица 0.1. Основные и производные единицы международной системы 
единиц СИ, использованные в книге

Физическая величина
Наименование единицы
Обозначение

Длина
метр
м

Масса
килограмм
кг

Время
секунда
с

Сила электрического тока
ампер
А

Плоский угол
радиан
рад

Площадь
квадратный метр
м2

Объем, вместимость
кубический метр
м3

Скорость (линейная)
метр в секунду
м/с

Ускорение
метр на секунду в квадрате
м/с2

Угловая скорость
радиан в секунду
рад/с

Частота периодического процес­
са, частота колебаний
герц
Гц

Частота вращения*
секунда в минус первой 
степени
с-1

Плотность
килограмм на кубический метр
кг/м3

Момент инерции
килограмм-метр в квадрате
кг ■ м2

Сила, сила тяжести (вес)
ньютон
Н

Момент силы, момент пары сил
ньютон-метр
Н ■ м

Давление, нормальное напряже­
ние
паскаль
Па

Работа, энергия
джоуль
Дж

Мощность
ватт
Вт

Температура по Цельсию
градус Цельсия
ос

Теплота, количество теплоты
джоуль
Дж

Количество электричества (элек­
трический заряд)
кулон
Кл

Введение
5

Окончание табл. 0.1

Физическая величина
Наименование единицы
Обозначение

Напряженность электрического 
поля
вольт на метр
В/м

Электрическое напряжение, 
электрический потенциал, элек­
тродвижущая сила

вольт
В

Электрическая емкость
фарада
ф

Плотность электрического тока
ампер на квадратный метр
А/м2

Линейная плотность электриче­
ского тока
ампер на метр
А/м

Напряженность магнитного поля
ампер на метр
А/м

Магнитодвижущая сила, раз­
ность магнитных потенциалов
ампер
А

Магнитная индукция
тесла
Тл

Магнитный поток
вебер
Вб

Индуктивность, взаимная индук­
тивность
генри
Гн

Абсолютная магнитная прони­
цаемость
генри на метр
Гн/м

Намагниченность (интенсив­
ность намагничивания)
ампер на метр
А/м

Электрическое сопротивление 
(активное, реактивное, полное)
ом
Ом

Электрическая проводимость 
(активная, реактивная, полная)
сименс
См

Удельное электрическое сопро­
тивление
ом-метр
Ом ■ м

Удельная электрическая прово­
димость
сименс на метр
См/м

Магнитное сопротивление
генри в минус первой степени
Гн-1

Магнитная проводимость
генри
Гн

Мощность активная
ватт
Вт

Электромагнитная энергия
джоуль
Дж

* В технических документах, каталогах и заводской практике частоту враще­
ния принято измерять в единицах «обороты в минуту», обозначение об/мин или 
мин-1; 1 об/мин = 60 с-1.

Введение

Таблица 0.2. Единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ

Величина
Наименование

единицы

Обозначение

единицы

Соотношение 
с единицей СИ

Масса
тонна
т
103 кг

Время

минута
мин
60 с

час
ч
3600 с

сутки
сут
86 400 с

Плоский угол

градус
О
я/180 рад »

* 1,745329 ■ 10-2 рад

минута
я/10800 рад *

* 2,908882 ■ 10 -4 рад

секунда
..."
я/648 000 рад *

* 4,848137 ■ 10-6 рад

Объем, вместимость
литр
л
10-3 м3

Механическое напря­
жение

ньютон на квадрат­
ный миллиметр
Н /мм2
1 МПа

Полная мощность
вольт-ампер
В • А
-

Реактивная мощность
вар
вар
-

Таблица 0.3. Условные обозначения элементов и устройств на электрических 
схемах

Наименование
Обозначение

Электрические машины: 
а — генератор переменного хода; 
б — двигатель переменного хода; 
в — трехфзный асинхронный двигатель с 
короткозамкнутым ротором; 

г — двигатель постоянного тока независи­
м о го  возбуждения;

д — то же, последовательного возбуждения; 
е — то же, параллельного возбуждения; 
ж — то же, смешанного возбуждения; 
з — то же, с двумя последовательными об­
мотками возбуждения (реверсивный двига­
тель

(о) 
( “)  
(^)

а 
б 
в

L r r r r J  £; 
_ rw w _

г
д
е
 

ж 
3

Введение
7

Окончание табл. 0.3

Наименование

Трансформаторы: 

а — трансформатор; 

б — автотрансформатор; 

в — реактор;

г, д — трехфазный трансформатор, соеди­
нение обмоток звезда — звезда с нейтраль­
ным проводом;

е, ж — трехфазный трансформатор, соеди­
нение обмоток звезда — звезда с нейтраль­
ным проводом — треугольник

Обозначение

д

Выключатели:

а — однополюсный выключатель; 

б — однополюсный разъединитель; 

в — трехполюсный разъединитель;

г, д — трехполюсный выключатель автома­
тический;

е — путевой однополюсный выключатель; 

ж — кнопка замыкающая с самовозвратом; 

з — кнопка размыкающая с самовозвратом; 

и — кнопка замыкающая без самовозврата; 

к — кнопка размыкающая без самовозврата

I I I
Г П

I

I I I
m

I
!*

Катушки электромеханических устройств 
(реле, контакторы и т. п.)

а — общее обозначение; 

б — катушка с одной обмоткой

Конденсаторы: 

а — постоянный; 

б — переменный; 

в — подстроечный; 

г — электролитический

а
# * 4

б
е
г

Раздел I

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Глава 1
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

Во всяком теле содержатся элементарные частицы, некото­
рые из которых обладают электрическими зарядами. Присутст­
вием в теле заряженных частиц и объясняются электрические 
свойства тел. Такие частицы, как электрон, протон, позитрон и 
антипозитрон, имеют равные по абсолютному значению заря­
ды, при этом заряд электрона отрицателен, а заряд протона по­
ложителен.

Всякая совокупность электрических зарядов обладает элек­
трическим полем и совместно с ним образует единую материаль­
ную систему.

Указанные частицы вместе с нейтронами входят в состав 
атомов вещества, однако они могут находиться и в свободном 
состоянии.

Тела с одноименными зарядами отталкиваются, тела с разно­
именными зарядами притягиваются! Электрически заряженные 
тела неразрывно связаны с окружающими их электрическими 
полями, через которые и осуществляется взаимодействие элек­
трически заряженных тел.

Таким образом, электрическое поле — одна из двух сторон 
электромагнитного поля, характеризующаяся воздействием на 
электрически заряженную частицу с силой, пропорциональной 
заряду частицы и не зависящей от ее скорости.

Глава 1. Электрическое поле
9

Следовательно, всякое изменение взаимного расположения 
электрических зарядов в данной системе, равно как и изменение 
величин этих зарядов во времени, неизбежно связано с измене­
нием их электрического поля.

Рассмотрим электрическое поле уединенного неподвижного 
точечного заряженного тела с зарядом Q (рис. 1.1, а), располо­
женного в горизонтальной плоскости. Поместим в точку А этой 
плоскости пробное заряженное тело с зарядом q. Так как оба 
тела заряжены положительно, то сила отталкивания действует по 
линии центров этих зарядов; q будет перемещаться в радиальном 
направлении. Помещая q в другие точки вокруг Q, получим кар­
тину, которая условно изображает электрическое поле с помо­
щью линий, называемых силовыми (рис. 1.1, б). Силовые линии 
уединенного точечного заряда представляют собой прямые, ис­
ходящие от этого тела.

Рис. 1.1. Электрическое поле уединенного заряженного тела

1.1. Основные свойства и характеристики 
электрического поля

Электрическое поле — это такой вид материи, через которую 
осуществляется физический процесс взаимодействия электриче­
ских зарядов — взаимное притяжение разноименных электриче­
ских зарядов и отталкивание одноименных.

Если взаимодействие электрических зарядов осуществляется 
через их собственные электрические поля, значит поле действует 
непосредственно на эти заряды.

В природе имеется бесконечное многообразие электрических 
полей, отличающихся друг от друга по конфигурации, силе, 
электрической энергии, запасенной в них, и т. д.

Раздел I. Электротехника

Для исследования электрических полей обычно применяют 
пробный электрический заряд +q, т. е. положительный единич­
ный заряд, настолько малый по величине, что его присутствие в 
исследуемом электрическом поле практически не влияет ни на 
силу, ни на энергию, ни на конфигурацию этого поля.

Если пробный электрический заряд внести в электрическое 
поле, то на него будет действовать сила поля, или, иначе говоря, 
электрическая сила, стремящаяся перемещать его в строго опре­
деленном направлении.

Траектория, которую опишет пробный электрический заряд 
при своем перемещении под действием сил поля, называется 
электрической силовой линией (рис. 1.2, а).

Рис. 1.2. Силовые линии электрического поля: а — изображение электрической 
силовой линии; б — силовые линии электрического поля

Направление электрической силовой линии совпадает с на­
правлением движения вдоль нее пробного электрического заряда.

Следовательно, электрическая силовая линия — это геомет­
рическая линия, в любой точке которой сила поля F3 (электриче­
ская сила), действующая на пробный электрический заряд, сов­
падает с направлением касательной к этой линии (рис. 1.2, а).

Электрические силовые линии начинаются на положитель­
ных электрических зарядах и оканчиваются на отрицательных. 
Это понятно, так как пробный электрический заряд под дейст­
вием поля всякий раз будет перемещаться от положительного за­
ряда к отрицательному.

На рис. 1.2, б изображены силовые линии электрического 
поля системы двух разноименных электрических зарядов.

Здесь мы видим, что электрические силовые линии имеют 
направление от положительного заряда к отрицательному, что и 
отмечено на этих линиях условными стрелками.