Anda ülevaade elektrimasinate ja trafode tööpõhimõtetest ja nende töö aluseks olevatest füüsikalistest seaduspärasustest. Samuti ülevaade nende seadmete tüüpidest, parameetritest, kasutamisest ja arvutamise alustest.

To give overview of the operating principles and laws of physics behind transformers and electric machines. Also to present a summary of the types, usage, characteristics and calculus of the transformers and electric machines.

- teab ja saab aru elektromagnetismi põhimõistetest ja seadustest, sh elektrilaeng, elektrivool, elektri- ja magnetväli, Maxwelli võrrandid integraalkujul, elektri- ja magnetväljade Lorentzi teisendus;
- oskab kasutada elektrodünaamika seadusi lihtsamate probleemide lahendamisel ja tunneb olulisemaid lahendamist lihtsustavaid meetodeid, samuti lõplike elementide meetodil väljade modelleerimise aluseid;
- tunneb ja oskab matemaatiliselt kirjeldada energia muundamist elektrienergiast mehaaniliseks energiaks ja vastupidi. Tunneb elektrimasinate põhitüüpe ja nende tööpõhimõtteid;
- tunneb energiamuundusprotsessi trafos, oskab trafot kirjeldada ideaaltrafo ja trafo aseskeemide kaudu. Oskab arvutada trafodega elektriahelaid;
- tunneb trafode ja elektrimasinate konstruktsioone ja kasutusvaldkondi, oskab määrata nende seadmete parameetreid ja valida sobiva trafo või elektrimasina;
- tunneb elektrimootorite kiiruse ja momendi reguleerimise meetodeid ja generaatorite pinge, sageduse ja võimsuse reguleerimise meetodeid. Oskab generaatoreid ja mootoreid käivitada;
- tunneb trafode ja elektrimasinate siirde- ja avariitalitlusi.

- using mathematical methods, knows how to describe the conversion of electric energy into mechanical and vice versa. Knows main types of the electric machines and their operating principles;
- knows the energy conversion processes going on inside the transformer, can describe transformer using ideal model and equivalent circuit of a transformer. Has the ability to complete calculations of electrical circuits with transformers;
- knows the building and usage of the transformers and electrical machines, knows their main characteristics and is able to select suitable transformer or electric machine;
- knows the methods to control the speed and torque of electric motors, also methods to control generator output voltage, frequency and power. Is able to start the motors or generator;
- knows the transient and emergency operation of the transformers and electric machines.

Magnetväli, Lorentzi jõud, Ampére'i tsirkulatsiooniteoreem, magnetdipool. Magneetumus, H-väli, hüsterees; magnetvälja leidmine suletud ferromagneetilise kontuuriga süsteemides.Faraday seadus, indutseeritud elektromotoorjõud, elektromagnetvälja energiatihedus. Maxwelli võrrandid integraalkujul. Elektromagnetvälja Lorenzi teisendused. Elektromagnetlained: polarisatsioon, Poyntingi vektor, kiirgamine ja vastuvõtmine (antenn), bioloogiline mõju. Lainejuhid. Skin-efekt. Maa magnetväli ja kosmiline kiirgus, magnettormid, virmalised. Plasmasagedus. Elektrienergia ja mehaanilise energia vahelised seosed. Magnetahela arvutuspõhimõtted nii analüütiliselt kui lõplike elementide meetodil.
Elektromehaanilise muunduri mõiste ja pöördemomendi tekitamise meetodid elektrimasinates. Erinevate masinate tüübid ja kasutusvaldkonnad. Alalisvoolumasinate (elektromagnet, püsimagnet, reluktants) ehitused, tööpõhimõtte ning juhtimise alused. Vahelduvvoolumasinate alused ning tööpõhimõtte, põhimõisted, pöörd magnetvälja tekitamine. Asünkroonmasinate ehitused, tööpõhimõtted, aseskeem. Sünkroonmasina ehitused, tööpõhimõtte, arvutus-juhtimis alused.
Elektrimootorite käivitamise ja juhtimise alused. Generaatorite võrku lülitamine ja koormuse reguleerimine. Elektrimasinate soojuslikud protsessid. Eritüübilised elektrimasinad.

Magnetic circuits within electric machines and transformers. Types of transformers their buildup and usage. Equivalent circuit of a transformer and calculations using the circuit. Ideal transformer. Testing the transformers. Short-circuit operation. Losses in transformer. Controlling the voltage and voltage drop of the transformer. Overview of the transient operation of a transformer. Electromechanical converters. Methods to create torque in electric machines. Buildup and operating principles of direct current machines, asynchronous and synchronous machines. Creating rotating magnetic field. Equivalent circuit, slip and mechanical characteristics of an asynchronous machine. Phasor diagrams, angular characteristics and armature reaction of a synchronous machine. Starting the electric motors and controlling their speed. Connecting the generators to a grid and controlling their power output. Temperature increase of the electric machines.

Kokkuvõttev hindamine suulisel või kirjalikul eksamil vastavalt õppetegevuse juhendile “Teadmiste kontrollimine”.
Eksami eelduseks on laboritööde tegemine ja kaitsmine.
Kirjaliku eksami lisaeelduseks on kolme kontrolltöö sooritamine.

Resumptive assessment by examination, oral or written.
Precondition for examination is completion of laboratory tasks and submission of the reports of laboratory experiences.
In addition, student is allowed to take part of written examination provided three tests have been passed.

Laboritööde ettevalmistamine
Koduste ülesannete lahendamine

Preparatory works for laboratory experiences
Homework

A. Voldek. Elektrimasinad I ja II, Tallinn 1972
K. Janson. Elektrimasinad. Loengukonspekt, 2007
S. J. Chapman. Electric machinery fundamentals, Boston, McGraw-Hill 1999
G. Rizzoni, Principles and applications of electrical engineering, USA, 1993

-