Теоретические основы электротехники. Часть 1. Установившиеся режимы в линейных электрических цепях

Введение .... 6

Тема 1. Основные понятия и законы электрических цепей .. 8

1.1. Определение электрической цепи . 8

1.2. Топологические характеристики цепи ... 8

1.3. Фундаментальные переменные цепи .... 13

1.4. Схемы электрической цепи .... 16

1.5. Элементы электрических цепей .. 17

1.6. Классификация сигналов ... 23

1.7. Понятие о компонентных и топологических уравнениях. Закон Ома. Законы Кирхгофа .... 27

1.8. Модели электрической цепи. Анализ и синтез электрических цепей . 28

1.9. Классификация электрических цепей ... 30

Тема 2. Анализ простейших линейных цепей при гармоническом воздействии . 31

2.1. Понятие гармонической функции .... 31

2.2. Метод комплексных амплитуд. Комплексные числа и основные операции над ними ... 33

2.3. Комплексные изображения гармонических функций . 34

2.4. Анализ RLC-цепей при гармоническом воздействии 37

2.5. Активная, реактивная, полная и комплексная мощности . 41

2.6. Баланс мощностей .... 43

2.7. Преобразования электрических цепей . 44

2.8. Расчет электрических цепей с взаимной индуктивностью ... 49

2.9. Линейный трансформатор . 53

Тема 3. Частотные характеристики электрической цепи. Резонанс в электрических цепях .... 55

3.1. Комплексные частотные характеристики . 55

3.2. Понятие о резонансе в электрических цепях . 56

3.3. Последовательный колебательный контур.Резонанс напряжений .... 57

3.4. Параллельный колебательный контур.

Резонанс токов 60

3.5. Резонанс в индуктивно связанных

колебательных контурах .... 62

Тема 4. Анализ разветвленных электрических цепей ... 64

4.1. Общее представление о методах формирования уравнений модели цепи . 64

4.2. Методы, основанные на прямом применении законов Кирхгофа 64

4.3. Метод контурных токов 66

4.4. Метод узловых напряжений ... 70

4.5. Метод компонентных цепей ... 74

Тема 5. Принципы и теоремы теории цепей .... 76

5.1. Принцип наложения и метод наложения .. 76

5.2. Принцип взаимности 77

5.3. Принцип компенсации .. 77

5.4. Теорема и метод эквивалентного генератора 78

Тема 6. Четырехполюсники ... 81

6.1. Классификация четырехполюсников .... 81

6.2. Основные уравнения и первичные параметры четырехполюсников . 82

6.3. Схемы замещения четырехполюсников .... 85

6.4. Характеристические параметры четырехполюсников . 86

6.5. Электрические фильтры 90

6.6. Фильтры высоких порядков .... 97

Тема 7. Расчет электрических цепей при периодических несинусоидальных воздействиях . 105

7.1. Метод расчета мгновенных установившихся значений переменных при действии несинусоидальных ЭДС....105

7.2. Действующие периодические несинусоидальные токи и напряжения .. 109

7.3. Активная мощность при периодических несинусоидальных токах и напряжениях 109

7.4. Зависимость формы кривой тока от характера цепи при периодическом несинусоидальном напряжении ... 110

Тема 8. Трехфазные цепи....113

8.1. Понятие о многофазных цепях и системах .. 113

8.2. Симметричный режим трехфазной цепи . 115

8.3. Несимметричный режим трехфазной цепи .. 120

8.4. Измерение мощности в трехфазных цепях .. 122

8.5. Аварийные режимы в трехфазных цепях 125

8.6. Вращающееся магнитное поле .. 126

8.7. Разложение несимметричной трехфазной системы напряжений и токов на симметричные составляющие .... 129

Тема 9. Установившиеся режимы в электрических цепях с распределенными параметрами .... 131

9.1. Определение цепей с распределенными параметрами. Упрощенная теория линий .... 131

9.2. Дифференциальные уравнения однородной линии и их решение для синусоидального режима 131

9.3. Бегущие волны в линии ... 134

9.4. Определение напряжения и тока в любой точке линии по заданным напряжению и току в начале или в конце линии .. 136

9.5. Условия неискаженной передачи сигнала в линии . 138

9.6. Режим согласованной нагрузки . 139

9.7. Входное сопротивление линии .. 140

9.8. Линия без потерь. Стоячие волны .. 140

Приложение 1. Вопросы для самоконтроля ... 144

Приложение 2. Контрольные задания ... 154

Приложение 3. Ответы на вопросы для самоконтроля 176

Приложение 4. Ответы на контрольные задания ... 182

Список литературы 186