ELECTROTEHNICA ELECTROTEHNICA SI MASINI ELECTRICESI MASINI ELECTRICEConf. Dr. ing. Ilie SuarasanConf. Dr. ing. Ilie SuarasanUniversitatea Tehnica Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca din Cluj-Napoca Scopul disciplineiScopul disciplineiDisciplina de baza in pregatirea Disciplina de baza in pregatirea specialistilor din ISA, (numai ET) specialistilor din ISA, (numai ET) Disciplina tehnica abstracta, Disciplina tehnica abstracta, complementara in pregatirea complementara in pregatirea specialistilor din II, IEI, ISM, s.a.specialistilor din II, IEI, ISM, s.a. Cunosterea tipurilor de masini Cunosterea tipurilor de masini electrice utilizate, dar si a principiilor electrice utilizate, dar si a principiilor de alegere a acestora in diverse de alegere a acestora in diverse actionari electriceactionari electrice1. ELECTROSTATICA1. ELECTROSTATICA1.1. Sarcina si campul electric1.1. Sarcina si campul electric 5. CIRCUITE ELECTRICE DE 5. CIRCUITE ELECTRICE DE CURENT ALTERNATIVCURENT ALTERNATIV5.1. Elemente ideale de circuit n regim5.1. Elemente ideale de circuit n regim variabil variabila.a. Rezistorul ideal Rezistorul ideal0 dtdu u s d E eb fRi ufRi ub Ri uR RGu i ; ; ; 2 2R RGu Ri i u p b.b. Bobina ideal Bobina ideal 0 dtdu u s d E eb f0 Ri ufdtde uSb LiS dtdiL uL dtdWLidtddtdiLi i u pmL

,_

221Pentru bobina real cu rezistena firului conductor, R 0: L RSf bu udtdiL Ridtdu u + + + c. Condensatorulc. Condensatorul ideal ideal 0 dtdu u s d E eb f0 Ri ufCqu uC b 0) ( dtduCdtdqdtq diC+ tC CidtCu u010dtdWCudtddtduCu i u peCCC C

,_

221d. Surse ideale de tensiune si de curent ( ) + g ie s d E E e0 + Ri e ui fb gu e i e i u pg b e. Teoremele lui Kirchhoff generalizate pentru regim cvasistationarI teorema a II-a teorema N KKi 0; 0s d E 0bKu5.2. Circuite simple n regim tranzitoriua. Regimul tranzitoriu de stabilire a curentului intr-o bobina00 + U u uL R00 + U u uL R00 + U u uL R00 + U u uL R00 + U u uL R00 + U u uL R0UdtdiL Ri +RUAe t itLR0) ( + ) 0 ( ) 0 ( + i i>0, C L R ZIUZ Defazajul :0 ,...) , , , (> C L R ) sin( 2 + tZUiRezisten a circuitului :0 coscos> ZIURReactan a : 0 sinsin> ZIUXZR cosZR cosAdmitan a :01> UIZYConductan a :0 coscos> YUIGSusceptan a :0 sinsin> YUIBClasificarea circuitele de curent alternativ: - circuite pur rezistive: = 0; X = 0;B = 0; Z = R;Y = G;- circuite reactive: 0; X 0;B 0;- circuite reactive sau nedisipative:R = 0; G = 0; ;- circuite inductive: > 0; X > 0; B > 0;- circuite pur inductive: R = 0; G = 0; Z = X;Y = B;- circuite capacitive: < 0; X < 0;B < 0;- circuite pur capacitive: R = 0; G = 0; Z = - X ; Y = - B;;2 t X Z ; B Y ;2;2 5.3.3. Puteri n regim permanent sinusoidalt U u sin 2 ) sin( 2 t I iPuterea instantanee: p = u i t UI UI t t UI p 2 cos( cos ) sin( sin 2Puterea activ: TUI pdtTp P0cos1~0 cos2 2 GU RI UI P Puterea reactiv: 0 sin>< UI Q0 sin2 2 BU XI UI Q Puterea aparent: 02 2 YU ZI UI SFactorul de putere:0 cos 1 SPkp5.3.4. Circuite electrice simple n regim permanent sinusoidalt U u sin 2 ) sin( 2 t I ia. Rezistorul idealt U Ri u sin 2 tRURui sin RURI P22 0 QP S ; 0 Q; Q = 0; S =Q = 0; S = P Pb. Bobina idealdtdiL u

,_

+ 2sin 2 ) cos( 2 sin 2 t I L t I L t U

,_

2sin 2tLUi0 P022> LUI L S Qc. Condensatorul idealdtduC i

,_

+ 2sin 2 cos 2 ) sin( 2 t U C t U C t IU C I 2

,_

+ 2sin 2 t U C i02< U CCIQ d. Circuitul RLC serieC L Ru u u u + + + + idtC dtdiL Ri u1) cos( 21) cos( 2 ) sin( 2 sin 2 + t ICt I L t RI t U221

,_

+CL RUI01>< CL X X XC L222UZRRI P 011222

,_

UZCLICL Q2 2Q P S + 5.4. Reprezentarea n complex a mrimilor sinusoidale) sin( 2 ) ( + t I t i) (2 +t je I i 1 ji i 1 1i i 2 2i i Operatii cu marimi complexe: adunarea (sau sc dere a):2 1 2 1i i i i + +- multiplicarea cu o constant : i k ki - derivarea n raport cu timpul:i jdti ddtdi i j e I jdti dt j + ) (2- integrarea n raport cu timpul: jidt i idt jie Ijidtt j + ) (21 jIe I t je I i2 Operatii cu marimi complexe simplificate: adunarea (sau sc dere a):1 1I i 2 2I i 2 1 2 1I I i i + +- multiplicarea cu o constant : I k ki - derivarea n raport cu timpul:I jdtdi jIidt - integrarea n raport cu timpul:5.5. Caracterizarea n complex a circuitelor liniare) sin( 2 + t U u jUe U ) sin( 2 + t I i jIe I 5.5.1. Impedan a i admitan a complexa. Impedan a complex ) ,..., , , , ( C L R ZIUZ ) sin( ) cos() ( + IUjIUeIUIeUeIUZjjjjX R Ze Zj+ Z Z } arg{Z } Re{Z R } Im{Z X b. Admitan a complex : ) ,..., , , , (1C L R YUIZY ) sin( ) cos() ( UIjUIeUIUeIeUIYjjjjB G Ye Yj Y Y } arg{Y } Re{Y G } Im{Y B 5.5.2. Puterea complex) sin( ) cos( *) ( + jUI UI UIe I U SjjQ P jUI UI UIe Se Sj j+ sin cosUI S S { } S arg { } S UI P Re cos { } S UI Q Im sin 5.5.3. Caracterizarea n complex a elementelor electrice ideale de circuita. Rezistorul ideal: R RU I R U u Ri u R ZIU RYUI 1 RURI S I U22* b. Bobina ideal: L LU I L j U udtdiL u L j ZIU LjL jYUI 1 1 LUj LI j S I U22* c. Condensatorul ideal C CUC j IU u idtCu 1CjC jZIU 1 1 C j YUI 21* CU jC jI U S d. Circuitul RLC serie:

,_

+ CL j R ZIU1221111

,_

+

,_

,_

+ CL RCL j RCL j RYUIICL j RI I U S

,_

+ 1*26. CIRCUITE TRIFAZATE 6.1. Generalit i, defini ii i conven ii asupra m rimilor trifazate )'

,_

,_

,_

,_

34sin 234sin32sin 232sinsin 2 sin332211 t E t NBAdtdet E t NBAdtdet E t NBAdtde( )( )( ))'+ + + 3 3 32 2 21 1 1sin 2sin 2sin 2 t X xt X xt X xSistem trifazat simetric:X1 = X2 = X3;1 - 2 = 2 - 3 = 3 - 1Sistem trifazat de succesiune direct: 321 3 3 2 2 1 Sistem trifazat de succesiune invers: Sistem omopolar:321 3 3 2 2 1 01 3 3 2 2 1 6.2. Conexiuni trifazate6.2.1. Conexiunea stea1 1111Y UZUINN 2 2222Y UZUINN 3 3333Y UZUINN N NNNNY UZUI00 0 10 1 N NU U U 0 20 2 N NU U U 0 30 3 N NU U U NI I I I + +3 2 1NNY Y Y YY U Y U Y UU+ + ++ +3 2 13 30 2 20 1 10020 10 12U U U 30 20 23U U U 10 30 31U U U 031 23 12 + + U U U( ) ( ) ( )*0*3 0 30*2 0 20*1 0 10*0*3 3*2 2*1 1N N N N NN NN N NI U I U U I U U I U UI U I U I U I U S+ + + + + + * *3*2*1 NI I I I + +*3 30*2 20*1 10I U I U I U S + + fU U 103220jfe U U3430jfe U U jZe Z Z Z 3 2 1'

,_

+ ,_

+

,_

+ ,_

+ 34134343303321323222021101 jjfjfjjfjfjfj fe I e I eZUZUIe I e I eZUZUIe I eZUZUI03 2 1 + + I I I'

,_

+ 34126510 30 313212230 20 23620 10 1221233 j jlj jljl fe U e U U U Ue U e U U U Ue U j U U U U3 flUUjQ P e I U I U I U I U Sjf f+ + + 3*3 30*2 20*1 10' sin 3 sin 3cos 3 cos 3l l f fl l f fI U I U QI U I U Pf lI I 6.2.2. Conexiunea triunghi31 12 1I I I 12 23 2I I I 23 31 3I I I 03 2 1 + + I I I121212ZUI 232323ZUI 313131ZUI ( ) ( )( )*3 23*31 31 23 12*31 31*3*31 23*31*1 12*31 31*23 23*12 12I U I U U UI U I I U I I UI U I U I U S + + + + + + + lU U 123223jle U U3431jle U U je Z Z Z Z 31 23 12'

,_

+ ,_

+

,_

+ ,_

+ 3412343431313132123232232323121212 jjfjljjfjljfjle I e I eZUZUIe I e I eZUZUIe I eZUZUI'

,_

+ + ,_

+ +

,_

+

,_

+ 34134623 31 332132612 23 26212331 12 13 jjljjljlj jfe I e I I I Ie I e I I I Ie I e I I I I3223 32jle U U U jQ P e I U j e I Ue I U e I U I U I U Sjl ljl ljl ljl l+

,_

+

,_

+

,_

+ + ,_

+ 321233634326 6*3 32*1 12'sin 3cos 3l ll lI U QI U Pf lU U3 flII