Общие сведения об электрических цепях: определение, классификация. Электрический ток: разновидности электрического тока (ток проводимости в проводнике и вакууме, ток поляризации в диэлектрике). Направление, величина и плотность электрического тока. Электрическая проводимость и сопротивление проводников; закон Ома; зависимость электрического сопротивления проводников от температуры; резисторы линейные и нелинейные, их вольтамперные характеристики.
Проводниковые материалы: основные характеристики; материалы с малым удельным сопротивлением; сверхпроводники; материалы с большим удельным сопротивлением. Проводниковые изделия: электрические силовые кабели, кабели связи; линейные, установочные, обмоточные провода.
Основные элементы электрических цепей: источники и приемники электрической энергии, их мощность и КПД.
Основы расчета электрических цепей постоянного тока: понятие о режимах электрических цепей (номинальный, рабочий, холостого хода, короткого замыкания); схемы электрических цепей (принципиальная, схема соединений, схема замещения); условные обозначения на электрических схемах; участки схем электрических цепей: ветвь, узел, контур; законы Кирхгофа.
Расчет электрических цепей: метод наложения, метод узлового напряжения, метод контурных токов, понятие о сложных электрических цепях.
Нелинейные электрические цепи постоянного тока: последовательное соединение нелинейных элементов; параллельное соединение нелинейных элементов.
Тема 1.3. Электромагнетизм
Основные свойства и характеристики магнитного поля: силовое действие магнитного поля; закон Ампера; магнитная индукция; магнитный поток и потокосцепление. Индуктивность: собственная индуктивность, индуктивные катушки; взаимная индуктивность, коэффициент магнитной связи. Электромагнитные силы: сила, действующая на проводник с током в магнитном поле; правило левой руки; силы, действующие на параллельные провода с токами; тяговое усилие электромагнита; энергия магнитного поля.
Магнитные свойства веществ: намагничивание веществ; магнитная проницаемость: абсолютная и относительная; напряженность магнитного поля; ферромагнитные материалы, их свойства и применение. Работа А.Г. Столетова по исследованию магнитных свойств железа. Понятие о расчете магнитных цепей: общие сведения о магнитных цепях; закон полного тока; неразветвленные магнитные цепи; разветвленные магнитные цепи.
Электромагнитная индукция. Закон электромагнитной индукции. ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции, вихревые токи, ЭДС в проводнике, движущемся в магнитном поле, правило правой руки; принципы преобразования механической энергии в электрическую, электрической энергии в механическую.
Тема 1.4. Электрические измерения
Общие сведения об электрических измерениях и электроизмерительных приборах: физические величины и их единицы; средства измерений (меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи); прямые и косвенные измерения; погрешности измерений; классификация электроизмерительных приборов; условные обозначения на электроизмерительных приборах; общие детали и узлы электроизмерительных приборов.
Измерение тока и напряжения; магнитоэлектрический измерительный механизм; электромагнитный измерительный механизм; приборы и схемы для измерения электрического напряжения; расширение пределов измерения амперметров и вольтметров.
Измерение мощности и энергии: электродинамический измерительный механизм; измерение мощности в цепях постоянного и переменного тока; индукционный измерительный механизм; измерение электрической энергии индукционным счетчиком.
Измерение электрического сопротивления: измерительные механизмы омметров (однорамочный, двухрамочный, мегаомметр); косвенные методы измерения сопротивления; методы и приборы сравнения для измерения сопротивления (метод сравнения измеряемого сопротивления с образцовым, метод замещения, одинарная мостовая схема).
Тема 1.5. Однофазные электрические цепи переменного тока
Переменный ток: определение; получение синусоидальных ЭДС и тока, их уравнения и графики. Характеристики синусоидального тока: амплитуда, фаза, начальная фаза, угловая частота, период, частота, мгновенное значение. Действующее и среднее значение переменного тока. Векторная диаграмма и ее обоснование. Элементы и параметры электрических цепей переменного тока. Цепь с активным сопротивлением, цепь с индуктивностью, цепь с емкостью; уравнения и графики тока и напряжения, векторные диаграммы; определение тока по заданному напряжению, мощность активная и реактивная и их определение в каждой цепи. Цепи с активными и реактивными элементами: индуктивная катушка и конденсатор с потерями энергии, их схемы замещения; уравнения, графики, векторные диаграммы; определение тока по заданному напряжению и напряжения по заданному току; активные и реактивные сопротивления; активные и реактивные мощности; треугольники сопротивлений, мощностей. Неразветвленная цепь переменного тока: векторная диаграмма, расчетные формулы; резонанс напряжений. Разветвленная цепь переменного тока: векторная диаграмма, расчетные формулы; резонанс токов.
Тема 1.6. Трехфазные электрические цепи
Трехфазная система электрических цепей, трехфазная цепь.
Соединения обмоток трехфазных генераторов электрической энергии: симметричная трехфазная система ЭДС, прямая и обратная последовательность фаз; соединение обмоток генератора звездой; соединение обмоток генератора треугольником; фазные и линейные напряжения, соотношения между ними.
Симметричные трехфазные цепи: соединение электроприемника звездой; соединение электроприемника треугольником; фазные и линейные токи и соотношения между ними; расчет симметричных трехфазных цепей.
Несимметричные трехфазные цепи: соединение генератора и приемника энергии звездой, четырехпроводная трехфазная цепь, роль нейтрального (нулевого) провода: краткие сведения об аварийных режимах в трехфазных цепях.