Предисловие. 
Электрические и электронные аппараты

Электрическая энергия — универсальный вид энергии, используемый человеком в различных областях его деятельности. Для ее получения, передачи и распределения необходимо управлять потоками электроэнергии (регулировать их величину, нормируемые параметры и иные характеристики). Функции управления потоками электроэнергии, а также функции защиты систем электроснабжения и потребителей электроэнергии выполняют электротехнические устройства, называемые электрическими аппаратами.

Электрические аппараты осуществляют подключение потребителей к источникам электроэнергии или их отключение в различных режимах работы, а также защиту потребителей и электротехнических систем при разного рода авариях. Такие аппараты применяются практически во всех технических системах, связанных с использованием электроэнергии. Функции включения и отключения электрических цепей в них выполняются электромеханическими устройствами, являющимися основой этого вида аппаратов и поэтому называемыми электромеханическими.

С развитием электроники стали создаваться силовые электронные аппараты для управления параметрами электроэнергии и ее преобразованием. Эти аппараты стали называться статическими или просто электронными. Интенсивное развитие технологий силовой электроники привело к созданию электронных аппаратов, позволяющих существенно повысить эффективность использования электроэнергии. Эти функции были реализованы благодаря принципиально новым свойствам электронных аппаратов — появлению управляемых электронных ключей (силовых транзисторов), способных работать с высокой частотой переключения.

Ранее издававшиеся учебники с аналогичной тематикой («Электрические и электронные аппараты») были рассчитаны на студентов, получающих квалификационные звания разного уровня — бакалавра, инженера и магистра. Различие требований к подготовке и получаемым студентами знаниям вынудило авторов существенно переработать и дополнить материал учебника с целью подготовить студентов к решению задач разной категории сложности. Данный учебник рассчитан на студентов, обучающихся для получения квалификации бакалавра по направлению «Электроэнергетика и электротехника». Это определило уровень и объем представляемого в нем материала. Отличительная черта издания — единообразие представления материала, включающего тематические разделы с примерами расчета, контрольные вопросы для самопроверки, выводы и выделенные вопросы практики к изучаемому разделу, поясняющие излагаемый материал. Подобный подход позволит студенту лучше усвоить материал дисциплины.

Учебник состоит из двух разделов, в которых отдельно рассматриваются электромеханические и электронные аппараты.

В первом разделе, посвященном электромеханическим аппаратам, рассмотрены основные виды электромеханических аппаратов для применения в распределительных электрических системах низкого напряжения, аппараты управления — реле, контакторы, аппараты защиты. Отдельная глава раздела посвящена электрическим аппаратам высокого напряжения. Особенностью раздела является материал, посвященный описанию электромагнитных, механических, тепловых и иных физических процессов, определяющих функционирование аппарата.

Во втором разделе рассмотрены принципы функционирования основных видов электронных аппаратов, приведен анализ протекающих в них электромагнитных процессов, определяющих принцип действия и перспективу развития при использовании электронных приборов нового поколения.

Изучение дисциплины «Электрические и электронные аппараты» способствует формированию профессиональных компетенций, характеризующих студента в рамках:

• • научно-исследовательской деятельности
• — готовностью изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике, связанной с электрическими и электронными аппаратами;
• — готовностью понимать существо задач анализа поведения электрических и электронных аппаратов в системах распределения электрической энергии;
• — способностью планировать и выполнять экспериментальные исследования электрических и электронных аппаратов по заданной методике, обрабатывать результаты экспериментов;
• — способностью применять методы испытаний объектов профессиональной деятельности;
• • проектио-конструкторской деятельности
• — способностью и готовностью выполнять проектные и конструкторские разработки простых систем распределения электрической энергии низкого напряжения с использованием электрических и электронных аппаратов на основе общих принципов проектно-конструкторской деятельности, методов анализа и моделирования;
• — готовностью обосновывать принятие конкретных технических решений при выборе электрических аппаратов и разработке объектов профессиональной деятельности, использующих эти аппараты;
• — способностью графически отображать схемотехнические и геометрические образы изделий и объектов профессиональной деятельности, в том числе с использованием компьютерных технологий;
• • организационно-управленческой деятельности
• — способностью и готовностью координировать деятельность членов трудового коллектива, решая конкретные задачи в кооперации с коллегами по работе;

способностью и готовностью систематизировать и обобщать информацию по формированию, использованию и оценке стоимости основных производственных ресурсов;

— способностью анализировать технологический процесс как объект управления, готовностью обеспечивать соблюдение заданных параметров качества продукции, контролируя и обеспечивая соблюдение требований безопасности жизнедеятельности с использованием специализированных электрических аппаратов.