Лекция 1. Основные понятия и законы теории электрических цепей
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Конспект лекций для студентов специальности 1 – 53 01 01 «Автоматизация технологических процессов и производств»
Могилев 2008
УДК 65.011.56 + 317.7
Рассмотрен и рекомендован к изданию
На заседании кафедры «Автоматизация технологических и производств»
Протокол № 9 от 17 апреля 2008
Научно-методическим Советом
Протокол № 5 от 03 февраля 2009
Составитель
Е.Г.Цымбаревич
Рецензенты:
кандидат технических наук, доцент УО МГУП
И.Д.Иванова
кандидат технических наук, доцент ГУВПО БРУ
В.А.Селиванов
Цымбаревич, Е. Г.
Теоретические основы электротехники :Конспект лекций длястудентов специальности 1 – 53 01 01 «Автоматизация технологических процессов и производств». – Могилев : УО МГУП, 2008. – 240с.
Настоящее пособие содержит конспект лекций по курсу «Теоретические основы электротехники» в объеме, соответствующем двум семестрам дневной формы обучения. Пособие состоит из 10 лекций, в которых представлены основные сведения об электрических и магнитных цепях при постоянных и переменных токах, в стационарном и переходном режимах, а также рассмотрены процессы в линиях с распределенными параметрами.
Пособие предназначено для студентов специальности 1 – 53 01 01 – «Автоматизация технологических процессов и производств» дневной, заочной и сокращенной формы обучения.
|
|
УДК 65.011.56 + 317.7
© УО «Могилевский государственный
университет продовольствия», 2008
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ………………………………………………………………………………. | 10 | |||||||
Лекция 1. Основные понятия и законы теории электрических цепей ………. | 10 | |||||||
1.1 | Электрическая цепь и электрическая схема. Структура простейшей | |||||||
электрической цепи .................................................................................................. | 10 | |||||||
1.2 | Топологические понятия теории электрических цепей ........................................ | 11 | ||||||
1.3 | Ток проводимости и ток смещения. Сила тока …………………………………. | 12 | ||||||
1.4 | Электрическое напряжение и потенциал ………………………………………... | 13 | ||||||
1.5 | Электродвижущая сила источника энергии ……………………………………... | 14 | ||||||
1.6 | Мощность электрического тока ………………………………………………….. | 14 | ||||||
1.7 | Идеализированные пассивные элементы электрических цепей. Соотношение | |||||||
между током и напряжением в пассивных элементах ………………………….. | 15 | |||||||
1.8 | Реальные пассивные элементы электрических цепей и схемы замещения …… | 16 | ||||||
1.9 | Задачи анализа и задачи синтеза. Понятие о структурных и компонентных | |||||||
законах. Законы Кирхгофа
| ……………………………………………………….. | 17 | ||||||
1.9.1 | Первый закон Кирхгофа | ....................................................................................... | 17 | |||||
1.9.2 | Второй закон Кирхгофа | ………………………………………………………… | 18 | |||||
Лекция 2. Линейные | электрические цепи постоянного тока и методы их | |||||||
анализа | …………………………………………………………………… | 19 | ||||||
2.1 | Линейные электрические цепи. Законы Кирхгофа для резистивных цепей | |||||||
постоянного тока | …………………………………………………………………. | 19 | ||||||
2.2 | Идеальные источники ЭДС и тока. Схемы замещения и вольт-амперные | |||||||
характеристики источников электрической энергии …………………………... | 21 | |||||||
2.2.1 | Источник напряжения …………………………………………………………... | 21 | ||||||
2.2.2 | Источник тока | …………………………………………………………………… | 22 | |||||
2.2.3 | Эквивалентность различных форм представления источников энергии ……. | 23 | ||||||
2.3 | Напряжение на участке цепи постоянного тока и законы Ома ………………... | 23 | ||||||
2.3.1 | Закон Ома и напряжение на однородном участке цепи ………………………. | 23 | ||||||
2.3.2 | Закон Ома и напряжение на неоднородном участке цепи с источником | |||||||
ЭДС ………………………………………………………………………………...
| 24 | |||||||
2.3.3 | Закон Ома и напряжение на неоднородном участке цепи с источниками | |||||||
ЭДС и тока ………………………………………………………………………… | 25 | |||||||
2.3.4 | Закон Ома для замкнутой одноконтурной цепи ……………………………… | 26 | ||||||
2.4 | Потенциальная диаграмма | ……………………………………………………….. | 27 | |||||
2.5 | Работа и мощность постоянного тока. Уравнение баланса мощностей ………. | 27 | ||||||
2.6 | Основные методы анализа простых электрических цепей | …………………….. | 29 | |||||
2.6.1 | Анализ простых электрических цепей при последовательном и параллельном | |||||||
соединении резистивных элементов …………………………………………….. | 29 | |||||||
2.6.2 | Анализ простых электрических цепей при смешанном соединении | |||||||
резистивных элементов. Метод эквивалентных преобразований и метод | ||||||||
пропорциональных величин ……………………………………………………... | 30 | |||||||
2.7 | Основные методы анализа сложных электрических цепей | …………………….. | 31 | |||||
2.7.1 | Метод непосредственного применения законов Кирхгофа | ………………….. | 32 | |||||
2.7.2 | Метод контурных токов | ………………………………………………………... | 33 | |||||
2.7.3 | Принцип и метод наложения …………………………………………………...
| 35 | ||||||
3
2.7.4 | Метод узловых потенциалов …………………………………………………… | 36 |
2.7.5 | Метод двух узлов ………………………………………………………………... | 38 |
2.7.6 | Метод эквивалентного генератора ……………………………………………... | 39 |
2.7.7 | Передача энергии от активного двухполюсника к нагрузке. КПД источника | |
энергии …………………………………………………………………………….. | 42 | |
2.8 Эквивалентные преобразования электрических схем. Основные методы ……. | 45 | |
2.8.1 | Преобразование соединения резистивных элементов звездой в эквивалентное | |
соединение треугольником и обратное преобразование ………………………. | 45 | |
2.8.2 | Преобразование параллельного соединения ветвей с источниками ЭДС |
и источниками тока ………………………………………………………………. 46 2.8.3 Преобразование последовательного и параллельного соединения источников
энергии …………………………………………………………………………….. 46
2.9 Основные свойства линейных электрических цепей …………………………… | 47 | ||
2.9.1 | Принцип наложения | …………………………………………………………….. | 47 |
2.9.2 | Принцип взаимности | …………………………………………………………… | 48 |
2.9.3 | Принцип компенсации | ………………………………………………………….. | 48 |
Лекция 3. Электрические цепи однофазного синусоидального тока | ………... | 49 | ||||
3.1 | Синусоидальный электрический ток и его основные характеристики | ………... | 49 | |||
3.2 | Среднее и действующее значение синусоидальной величины. Связь с | |||||
амплитудным значением …………………………………………………………. | 50 | |||||
3.3 | Формы представления синусоидальных величин | ………………………………. | 51 | |||
3.3.1 | Графическое представление синусоидальных величин. Понятие о временных | |||||
диаграммах ………………………………………………………………………... | 51 | |||||
3.3.2 | Векторное представление синусоидальных величин. Понятие о векторных | |||||
диаграммах ………………………………………………………………………... | 53 | |||||
3.3.3 | Комплексное представление синусоидальных величин. Понятие о | |||||
комплексной амплитуде и комплексе действующего значения величины …… | 54 | |||||
3.4 | Комплексное сопротивление и комплексная проводимость …………………... | 56 | ||||
3.5 | Пассивные элементы в цепи синусоидального тока. Понятие об активном, | |||||
индуктивном и ёмкостном сопротивлении двухполюсника …………………… | 57 | |||||
3.5.1 | Резистивный элемент в цепи переменного тока. Понятие об активном | |||||
сопротивлении резистора ………………………………………………………… | 58 | |||||
3.5.2 | Индуктивный элемент в цепи переменного тока. Понятие об индуктивном | |||||
сопротивлении катушки ………………………………………………………….. | 60 | |||||
3.5.3 | Ёмкостный элемент в цепи переменного тока. Понятие о ёмкостном | |||||
сопротивлении конденсатора | ……………………………………………………. | 61 | ||||
3.6 | Топографическая диаграмма | ……………………………………………………... | 63 | |||
3.7 | Закон Ома в комплексной форме. Треугольник сопротивлений и треугольник | |||||
проводимостей ……………………………………………………………………. | 64 | |||||
3.8 | Комплексная форма законов Кирхгофа …………………………………………. | 67 | ||||
3.8.1 | Первый закон Кирхгофа в комплексной форме | ………………………………. | 67 | |||
3.8.2 | Второй закон Кирхгофа в комплексной форме | ……………………………….. | 67 | |||
3.9 | Ток и напряжение при последовательном соединении сопротивления, | |||||
индуктивности и ёмкости. Треугольник напряжений ………………………….. | 68 | |||||
3.10 Ток и напряжение при параллельном соединении сопротивления, | ||||||
индуктивности и ёмкости. Треугольник токов | …………………………………. | 70 | ||||
3.11 Мощность в цепи синусоидального тока. Баланс мощностей ………………... | 72 | |||||
4
3.11.1 | Активная мощность …………………………………………………………… | 72 |
3.11.2 | Энергетические процессы в резистивном, индуктивном и ёмкостном | |
элементах. Понятие о реактивной мощности …………………………………... | 73 | |
3.11.3 | Полная мощность и треугольник мощностей. Комплексная форма | |
представления мощности ………………………………………………………… | 76 | |
3.11.4 | Уравнение баланса мощностей в цепи синусоидального тока ……………... | 77 |
3.11.5 | Коэффициент мощности cos ϕ. Технико-экономическое значение и способы | |
увеличения коэффициента мощности …………………………………………... | 77 | |
3.12 Резонансные явления в цепях синусоидального тока ………………………… | 79 | |
3.12.1 | Резонанс напряжений в последовательном колебательном контуре ……….. | 79 |
3.12.2 | Резонанс токов в параллельном колебательном контуре …………………… | 81 |
3.12.3 | Резонанс токов в параллельном колебательном контуре с потерями. | |
Основные закономерности ……………………………………………………….. | 83 | |
3.13 Комплексный метод расчета цепей синусоидального тока …………………... | 85 | |
3.14 Индуктивно связанные электрические цепи при синусоидальном токе …….. | 87 | |
3.14.1 | Индуктивно связанные электрические цепи. Основные понятия ………….. | 87 |
3.14.2 | Согласное и встречное включение катушек индуктивности. Степень и | |
коэффициент связи ……………………………………………………………….. | 88 | |
3.14.3 | Последовательное соединение индуктивно связанных катушек …………… | 90 |
3.14.4 | Параллельное соединение индуктивно связанных катушек ………………... | 92 |
3.14.5 | Особенности расчета сложных разветвленных цепей при наличии взаимных | |
индуктивностей …………………………………………………………………… | 94 | |
3.14.6 | Развязывание магнито-связанных цепей ……………………………………... | 95 |
Лекция 4. Линейные электрические | цепи при периодических | ||
негармонических воздействиях | ………………………………………. | 96 | |
4.1 | Периодические несинусоидальные токи, напряжения и ЭДС. Понятие о | ||
гармоническом анализе …………………………………………………………… | 96 | ||
4.2 | Представление несинусоидальных токов, напряжений и ЭДС | ||
в виде рядов Фурье ……………………………………………………………….. 96 4.3 Действующее и среднее значение периодической несинусоидальной
величины ………………………………………………………………………….. 98 4.4 Коэффициенты, характеризующие форму периодических несинусоидальных
величин ……………………………………………………………………………. 100 4.5 Примеры разложения периодических величин в ряд Фурье и основные
свойства периодических кривых, обладающих симметрией ………………….. | 100 | ||||
4.5.1 | Симметрия относительно оси абсцисс | ………………………………………… | 101 | ||
4.5.2 | Симметрия относительно оси ординат | ………………………………………… | 102 | ||
4.5.3 | Симметрия относительно начала координат ………………………………….. | 103 | |||
4.6 | Комплексная форма ряда Фурье. Понятие о дискретных спектрах | ||||
периодических кривых токов, напряжений или ЭДС ………………………….. | 103 | ||||
4.7 | Несинусоидальный ток и напряжение в пассивных элементах цепи. | ||||
Основные закономерности ……………………………………………………….. | 105 | ||||
4.7.1 | Несинусоидальный ток и напряжение в резистивном элементе | ……………... | 105 | ||
4.7.2 | Несинусоидальный ток и напряжение в индуктивном элементе | ……………. | 106 | ||
4.7.3 | Несинусоидальный ток и напряжение в ёмкостном элементе ……………….. | 107 | |||
4.8 | Методика расчета линейных электрических цепей при периодических | ||||
несинусоидальных токах и напряжениях | ……………………………………….. | 108 | |||
5
4.9 Мощность периодического несинусоидального тока …………………………... 110
Лекция 5. Трехфазные электрические цепи ……………………………………... | 112 | |
5.1 | Основные сведения о трехфазных электрических цепях ………………………. | 112 |
5.2 | Соединение фаз источника энергии в звезду и треугольник …………………... | 114 |
5.3 | Соединение фаз нагрузки в звезду и треугольник. Определение линейных |
и фазных величин …………………………………………………………………. 115
5.4 | Симметричная и несимметричная нагрузка в трехфазной цепи | ……………….. | 116 | ||
5.5 | Расчет трехфазной цепи при соединении фаз нагрузки в звезду | ………………. | 117 | ||
5.5.1 | Нагрузка симметричная | ………………………………………………………… | 117 | ||
5.5.2 | Нагрузка несимметричная | ……………………………………………………… | 119 | ||
5.6 | Расчет трехфазной цепи при соединении фаз нагрузки в треугольник ……….. | 120 | |||
5.7 | Мощность трехфазной цепи | ……………………………………………………… | 121 | ||
Лекция 6. Переходные процессы в линейных электрических цепях и методы
их анализа ………………………………………………………………... | 122 | |
6.1 | Определение переходных процессов в цепи. Законы коммутации ……………. | 122 |
6.2 | Обоснование невозможности скачка тока в индуктивности и скачка | |
напряжения на ёмкости. Физическая причина возникновения переходных | ||
процессов ………………………………………………………………………….. | 123 | |
6.3 | Общая характеристика методов анализа переходных процессов ……………… | 124 |
6.4 | Классический метод расчета переходных процессов. Основные | |
положения …………………………………………………………………………. | 124 | |
6.5 | Структура свободной составляющей переходного процесса. Понятие |
о начальных условиях …………………………………………………………….. 126 6.6 Последовательность расчета переходных процессов в цепи классическим
методом ……………………………………………………………………………. 127
6.7 Переходные процессы в цепях с индуктивной катушкой ……………………… | 128 | ||
6.7.1 | Включение индуктивной катушки на постоянное напряжение ……………… | 128 | |
6.7.2 | Отключение индуктивной катушки от источника постоянного | ||
напряжения ………………………………………………………………………... | 129 | ||
6.7.3 | Короткое замыкание индуктивной катушки в цепи постоянного тока ……… | 130 | |
6.7.4 | Включение индуктивной катушки на синусоидальное напряжение ………… | 131 | |
6.8 Переходные процессы в цепи с конденсатором ………………………………… | 133 | ||
6.8.1 | Включение конденсатора на постоянное напряжение ………………………... | 133 | |
6.8.2 | Короткое замыкание конденсатора в цепи постоянного тока ……………….. | 134 | |
6.8.3 | Включение конденсатора на синусоидальное напряжение …………………... | 135 | |
6.9 Переходные процессы в цепи постоянного тока при последовательном | |||
соединении резистора, индуктивной катушки и конденсатора ………………... | 137 | ||
6.9.1 | Апериодический разряд конденсатора ………………………………………… | 139 | |
6.9.2 | Критический разряд конденсатора | …………………………………………….. | 140 |
6.9.3 | Колебательный разряд конденсатора | ………………………………………….. | 141 |
6.10 Расчет переходных процессов в разветвленных электрических цепях. | |||
Способы составления характеристического уравнения ………………………... | 143 | ||
6.10.1 Алгебраизация системы дифференциальных уравнений, описывающих | |||
переходной процесс, и составление характеристического уравнения на основе | |||
главного определителя этой системы …………………………………………… | 144 | ||
6.10.2 Составление характеристического уравнения путем использования |
6
выражения для входного сопротивления цепи на переменном токе ………….. | 146 | |||||
6.11 | Метод переменных состояния …………………………………………………... | 147 | ||||
6.11.1 | Уравнения переменных состояния | …………………………………………… | 148 | |||
6.11.2 | Решение уравнений переменных состояния …………………………………. | 150 | ||||
6.12 | Операторный метод расчета переходных процессов. Основные положения … | 152 | ||||
6.13 | Основные свойства преобразования Лапласа и изображение простейших | |||||
функций ……………………………………………………………......................... | 153 | |||||
6.14 | Операторное сопротивление и операторная проводимость. Операторные | |||||
схемы замещения пассивных элементов цепи …………………………………... | 154 | |||||
6.14.1 | Операторное сопротивление и операторная проводимость ………………… | 155 | ||||
6.14.2 | Закон Ома и операторная схема замещения резистивного элемента | ………. | 155 | |||
6.14.3 | Закон Ома и операторная схема замещения индуктивного элемента | ……… | 156 | |||
6.14.4 | Закон Ома и операторная схема замещения ёмкостного элемента | ………… | 157 | |||
6.15 | Закон Ома и законы Кирхгофа в операторной форме ………………………… | 158 | ||||
6.15.1 | Закон Ома в операторной форме ……………………………………………... | 158 | ||||
6.15.2 | Первый закон Кирхгофа в операторной форме | ……………………………… | 160 | |||
6.15.3 | Второй закон Кирхгофа в операторной форме | ………………………………. | 160 | |||
6.16 | Последовательность расчета переходных процессов в цепи операторным | |||||
методом ……………………………………………………………………………. | 161 | |||||
6.17 | Обратная задача операторного метода. Теорема разложения | |||||
и вспомогательные приемы вычисления оригинала …………………………… | 162 | |||||
6.17.1 | Определение оригинала на основании обратного преобразования | |||||
Лапласа ……………………………………………………………………………. | 162 | |||||
6.17.2 | Определение оригинала по таблице соответствия между функциями- | |||||
оригиналами и функциями-изображениями ......................................................... | 163 | |||||
6.17.3 | Определение оригинала по теореме разложения. Вспомогательные приемы | |||||
вычисления оригинала ……………………………………………………………. | 164 | |||||
6.18 | Расчет переходных процессов методом интеграла Дюамеля. Основные | |||||
положения ………………………………………………………………………… | 165 | |||||
6.19 | Типовые функции воздействия …………………………………………………. | 166 | ||||
6.19.1 | Единичная функция воздействия | ……………………………………………... | 166 | |||
6.19.2 | Импульсная функция воздействия | …………………………………………… | 167 | |||
6.20 | Временные характеристики электрических цепей | …………………………….. | 169 | |||
6.20.1 | Переходная характеристика цепи | …………………………………………….. | 169 | |||
6.20.2 | Импульсная характеристика цепи | …………………………………………….. | 170 | |||
6.21 | Определение реакции цепи на воздействие произвольной формы. Формула | |||||
интеграла Дюамеля ……………………………………………………………….. | 171 | |||||
6.22 | Определение реакции цепи на воздействие произвольной формы. Формула | |||||
интеграла наложения …………………………………………………................... | 174 | |||||
6.23 | Последовательность расчета переходных процессов в цепи методом | |||||
интеграла Дюамеля ……………………………………………………………….. | 176 | |||||
Лекция 7. Нелинейные электрические цепи постоянного тока | ………………. | 177 | |||
7.1 | Нелинейные электрические цепи и элементы. Основные понятия | ……………. | 177 | ||
7.2 | Нелинейные электрические цепи постоянного тока и нелинейные | ||||
сопротивления. Классификация нелинейных элементов цепи ………………… | 178 | ||||
7.2.1 | Двухполюсные и многополюсные элементы | ………………………………….. | 178 | ||
7.2.2 | Инерционные и безынерционные элементы | …………………………………... | 179 | ||
7
7.2.3 | Симметричные и несимметричные элементы ………………………………… | 179 |
7.2.4 | Элементы с однозначной и неоднозначной характеристиками ……………… | 180 |
7.2.5 | Управляемые и неуправляемые элементы …………………………………….. | 180 |
7.3 Параметры нелинейных резисторов в цепи постоянного тока. Понятие о | ||
статическом, дифференциальном и динамическом сопротивлении ………… | 181 | |
7.4 Основные особенности и общая характеристика методов расчета | ||
нелинейных электрических цепей постоянного тока …………………………... | 182 | |
7.4.1 | Основные особенности расчета нелинейных электрических цепей | |
постоянного тока ………………………………………………………………….. | 183 | |
7.4.2 | Общая характеристика методов расчета нелинейных электрических | |
цепей ……………………………………………………………………………….. | 183 | |
7.5 Графические методы расчета нелинейных цепей ……………………………….. | 184 | |
7.5.1 | Метод эквивалентных преобразований при последовательном соединении | |
нелинейных сопротивлений ……………………………………………………… | 184 | |
7.5.2 | Метод эквивалентных преобразований при параллельном соединении | |
нелинейных сопротивлений ……………………………………………………… | 185 | |
7.5.3 | Метод эквивалентных преобразований при смешанном соединении | |
нелинейных сопротивлений ……………………………………………………… | 187 | |
7.5.4 | Метод пересечения характеристик …………………………………………….. | 187 |
7.5.5 | Метод эквивалентного генератора при расчете цепей постоянного тока |
с одним нелинейным элементом ………………………………………………… 188 7.5.6 Метод двух узлов при расчете цепей постоянного тока с нелинейными
элементами ………………………………………………………………………… 190
7.6 Аналитические методы расчета нелинейных цепей ……………………………. | 191 | ||
7.6.1 | Метод аналитической аппроксимации. Основные положения | ………………. | 191 |
7.6.2 | Аналитическая аппроксимация по методу интерполирования | ………………. | 192 |
7.6.3 | Аналитическая аппроксимация по методу наименьших квадратов …………. | 194 | |
7.6.4 | Метод кусочно-линейной аппроксимации …………………………………….. | 196 | |
7.6.5 | Метод линеаризации ……………………………………………………………. | 197 | |
7.6.6 | Закон Ома и законы Кирхгофа для малых приращений ……………………… | 198 | |
7.7 Численные методы расчета нелинейных цепей …………………………………. | 199 | ||
7.7.1 | Метод простых итераций ……………………………………………………….. | 199 | |
7.7.2 | Метод Ньютона …………………………………………………………………. | 200 |
Лекция 8. Магнитные цепи постоянного тока …………………………………... | 201 | |
8.1 | Магнитные цепи. Основные понятия и величины, характеризующие | |
магнитное поле ……………………………………………………………………. | 201 | |
8.2 | Характеристики ферромагнитных материалов в стационарных магнитных | |
полях. Понятие о магнитомягких и магнитотвердых материалах ………......... | 203 | |
8.3 | Магнитодвижущая сила и магнитное напряжение участка магнитной цепи …. | 205 |
8.4 | Классификация магнитных цепей ……………………………………………… | 206 |
8.5 | Закон непрерывности магнитного потока и закон полного тока. Законы | |
Кирхгофа для магнитных цепей …………………………………………………. | 207 | |
8.5.1 Закон непрерывности магнитного потока и первый закон Кирхгофа для | ||
магнитных цепей ………………………………………………………………….. | 207 | |
8.5.2 Закон полного тока и второй закон Кирхгофа для магнитных цепей ……….. | 207 | |
8.6 | Магнитное сопротивление и магнитная проводимость. Закон Ома | |
для магнитной цепи ………………………………………………………………. | 209 |
8
8.7 Методы расчета магнитных цепей постоянного тока …………………………... | 210 | |
8.7.1 | Формальная аналогия между величинами и законами электрических и | |
магнитных цепей. Схемы замещения магнитных цепей ……………………….. | 210 | |
8.7.2 | Общая характеристика методов расчета магнитных цепей. Прямая |
и обратная задачи …………………………………………………………………. 211 8.7.3 Аналитические методы расчета разветвленных и неразветвленных
магнитных цепей. Прямая задача ……………………………………………… | 212 | |
8.7.4 | Графические методы расчета разветвленных и неразветвленных магнитных | |
цепей. Обратная задача ………………………………………………………… | 214 | |
8.7.5 | Численные методы расчета магнитных цепей ………………………………… | 215 |
Лекция 9. Нелинейные электрические цепи переменного тока ……………… | 215 | ||
9.1 | Основные особенности нелинейных цепей при переменных токах …………… | 215 | |
9.2 | Нелинейные характеристики и параметры катушки с магнитопроводом …….. | 216 | |
9.3 | Вольт-амперная характеристика и индуктивное сопротивление нелинейной | ||
катушки при синусоидальном напряжении ……………………………………... | 217 | ||
9.4 | Полное уравнение электрического состояния, векторная диаграмма и схема | ||
замещения катушки с магнитопроводом при синусоидальном напряжении …. | 219 | ||
9.5 | Феррорезонансные явления в нелинейных цепях переменного тока …………. | 222 | |
9.5.1 Явление феррорезонанса при последовательном соединении катушки | |||
с ферромагнитным сердечником и конденсатора ………………………………. | 222 | ||
9.5.2 Явление феррорезонанса при параллельном соединении катушки | |||
с ферромагнитным сердечником и конденсатора ………………………………. | 223 | ||
9.6 | Конденсаторы с нелинейными характеристиками в цепи переменного тока … | 224 | |
Лекция 10. Цепи с распределенными параметрами | ……………………………. | 226 | |
10.1 Понятие о цепях с распределенными параметрами | …………………………… | 226 | |
10.2 Дифференциальные уравнения однородной линии с распределенными | |||
параметрами ……………………………………………………………………….. | 226 | ||
10.3 Дифференциальные уравнения линии с распределенными параметрами | |||
в комплексной форме ………………………………………………………… 228 10.4 Общее решение уравнений линии с распределенными параметрами
в установившемся режиме синусоидального тока ……………………………… | 229 | ||
10.5 | Прямые и обратные волны в линии …………………………………………….. | 230 | |
10.6 | Скорость и длина волны тока или напряжения в линии ………………………. | 232 | |
10.7 | Решение уравнений линии с распределенными параметрами для граничных | ||
условий, заданных в начале и конце линии. Входное сопротивление линии … | 233 | ||
10.7.1 | Граничные условия в начале линии …………………………………………... | 233 | |
10.7.2 | Граничные условия в конце линии …………………………………………… | 234 | |
10.7.3 | Входное сопротивление линии ……………………………………………….. | 235 | |
10.8 | Линия без потерь. Входное сопротивление линии без потерь при холостом | ||
ходе и коротком замыкании на конце линии …………………………………… | 235 | ||
10.9 | Линия без искажения. Условия для неискажающей линии …………………… | 237 | |
Список использованных источников ……………………………………………... | 238 | ||
9
Введение
Курс «Теоретические основы электротехники» (ТОЭ) входит в цикл общенаучных дисциплин, определяющих уровень профессиональной подготовки инженера по автоматизации (ОСРБ 1 – 53 01 01 – 2007).
Целью изучения курса ТОЭ является теоретическая и практическая подготовкаинженера по автоматизации в области теоретической электротехники, обеспечивающая умение формулировать и решать на высоком научном уровне проблемы изучаемой специальности, умение творчески применять и самостоятельно повышать свои знания.
Основной задачей изучения курса ТОЭ является усвоение методов анализа ирасчета линейных и нелинейных электрических и магнитных цепей, установившихся и переходных режимов этих цепей, электрических и магнитных полей, знание которых необходимо для понимания и успешного решения инженерных проблем будущей специальности . Изучение курса ТОЭ должно способствовать выработке четких представлений о методах применения теории электрических и магнитных цепей, теории электромагнитных полей в специальных дисциплинах.
Самостоятельное изучение курса ТОЭ нельзя назвать легкой задачей , так как во многих случаях оно требует навыков абстрактного мышления и солидной математической подготовки. Данное пособие поэтому призвано облегчить решение указанной задачи , и в первую очередь ориентировано на студентов заочной (и сокращенной) формы обучения . Студентам дневного отделения, которые теоретический материал изучают на лекционных занятиях , пособие может быть полезным при подготовке к практическим и лабораторным занятиям, а также при самостоятельном изучении некоторых разделов курса.
Структурно пособие состоит из десяти лекций, содержание которых в объеме двух семестров дневной формы обучения соответствует учебной программе по дисциплине. При подборе материала, включаемого в конспект лекций, были учтены пожелания студентов заочного отделения, поэтому в пособии в зависимости от сложности рассматриваемых вопросов сознательно допущена некоторая неравномерность изложения. Естественно, что разделы курса, традиционно представляющие бóльшую сложность в изучении, представлены в конспекте лекций более подробно.
Лекция 1. Основные понятия и законы теории электрических цепей
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 278; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!