Учебное пособие серии «Учебники для ВУЗов»/ 7-е изд., стер. - СПб.:
Лань, 2009. - 592 с. - ISBN 978-5-8114-0800-9, dpi300, OCR,
навигатор.
В учебном пособии рассмотрены основные свойства линейных
электрических цепей, электромагнитные процессы в них и инженерные
методы расчета. Рассмотрены цепи однофазного, трехфазного и
несинусоидального тока, четырехполюсники и электрические фильтры,
цепи с распределенными параметрами, переходные процессы и синтез
электрических цепей. Каждая глава снабжена задачами и вопросами для
самопроверки. Рассмотрен машинный метод расчета электрических
цепей.
Учебное пособие предназначено для студентов университетов и технических вузов, обучающихся по электротехническим и радиотехническим специальностям. Введение
Основные законы, элементы и параметры электрических цепей
Электрическая цепь
Положительные направления тока и напряжения
Мгновенная мощность и энергия
Сопротивление. Индуктивность. Емкость
Замещение физических устройств идеализированными элементами цепи
Источник э. д. с. и источник тока
Линейные электрические цепи
Основные определения, относящиеся к электрической схеме
Вольт-амперная характеристика участка цепи с источником
Распределение потенциала вдоль цепи с сопротивлениями и источниками э. д. с.
Законы Кирхгофа
Задачи и вопросы для самопроверки
Электрическая цепь однофазного синусоидального тока
Синусоидальные электрические величины
Генерирование синусоидальной э. д. с.
Среднее и действующее значения функции
Синусоидальный ток в сопротивлении
Синусоидальный ток в индуктивности
Синусоидальный ток в емкости
Последовательное соединение
Параллельное соединение
Мощность в цепи синусоидального тока
Задачи и вопросы для самопроверки
Применение комплексных чисел и векторных диаграмм к расчету электрических цепей
Представление синусоидальных функций в виде проекций вращающихся векторов
Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме
Зависимость между сопротивлениями и проводимостями участка цепи
Комплексная форма записи мощности
Условие передачи максимума активной мощности от источника к приемнику
Условие передачи источником максимума мощности при заданном коэффициенте мощности приемника
Баланс мощностей
Потенциальная (топографическая) диаграмма
Задачи и вопросы для самопроверки
Преобразование схем электрических цепей
Последовательное и параллельное соединения
Смешанное соединение
Эквивалентные участки цепи с последовательным и параллельным соединениями
Преобразование треугольника в эквивалентную звезду
Преобразование звезды в эквивалентный треугольник
Эквивалентные источники э. д. с. и тока
Преобразование схем с двумя узлами
Перенос источников в схеме
Преобразование симметричных схем
Задачи и вопросы для самопроверки
Резонанс в электрических цепях
Резонансные (колебательные) цепи
Последовательный колебательный контур. Резонанс напряжений
Параллельный колебательный контур. Резонанс токов
Частотные характеристики сопротивлений и проводимостей реактивных двухполюсников
Задачи и вопросы для самопроверки
Геометрические места на комплексной плоскости
Графическое изображение зависимостей комплексных величин от параметра
Преобразование вида Y = 1/Z
Диаграммы сопротивлений и проводимостей простейших электрических цепей
Задачи и вопросы для самопроверки
Методы расчета сложных электрических цепей
Применение законов Кирхгофа для расчета сложных цепей
Метод контурных токов
Метод узловых напряжений
Метод наложения
Входные и передаточные проводимости и сопротивления
Теорема обратимости (или взаимности)
Теорема компенсации
Теорема об изменении токов в электрической цепи при изменении сопротивления в одной ветви
Теорема об эквивалентном источнике
Применение матриц к расчету электрических цепей
Дуальные цепи
Электромеханические аналогии
Задачи и вопросы для самопроверки
Индуктивно связанные электрические цепи
Основные положения и определения
Полярности индуктивно связанных катушек; э. д. с. взаимной индукции
Комплексная форма расчета цепи с взаимной индукцией
Коэффициент индуктивной связи. Индуктивность рассеяния
Уравнения и схемы замещения трансформатора без магнитопровода
Энергия индуктивно связанных обмоток
Входное сопротивление трансформатора
Автотрансформатор
Индуктивно связанные колебательные контуры
Настройка связанных контуров
Резонансные кривые и полоса пропускания связанных контуров
Задачи и вопросы для самопроверки
Четырехполюсники
Основные определения и классификация четырехполюсников
Системы уравнений четырехполюсника
Уравнения четырехполюсника в форме || А ||
Параметры холостого хода и короткого замыкания
Схемы замещения четырехполюсника
Входное сопротивление четырехполюсника при произвольной нагрузке
Характеристические параметры четырехполюсника
Вносимое затухание четырехполюсника
Передаточная функция
Каскадное соединение четырехполюсников, основанное на согласовании характеристических сопротивлений
Уравнения сложных четырехполюсников в матричной форме
Одноэлементные четырехполюсники
Г-образный четырехполюсник
Т-образный и П-образный четырехполюсники
Симметричный мостовой четырехполюсник
Обратная связь
Задачи и вопросы для самопроверки
Электрические фильтры и топологические методы анализа линейных электрических цепей
Основные определения и классификация электрических фильтров
Условие пропускания реактивного фильтра
Фильтры типа k
Фильтры типа m
Индуктивно связанные контуры как фильтрующая система
Мостовые фильтры. Пьезоэлектрические резонаторы
Безындуктивные фильтры
Топологические формулы нахождения определителей и алгебраических дополнений
Топологические формулы разложения
Топологические формулы для передаточных функций
Топологический анализ активных цепей
Сигнальные графы и методы их преобразования
Построение сигнальных графов электрических цепей
Задачи и вопросы для самопроверки
Цепи с распределенными параметрами
Первичные параметры однородной линии
Дифференциальные уравнения однородной линии
Синусоидальный режим в. однородной линии
Вторичные параметры однородной линии
Линия без искажений
Линия без потерь
Режимы работы линии без потерь. Стоячие волны
Входное сопротивление линии
Линия как элемент резонансной цепи
Искусственные линии
Задачи и вопросы для самопроверки
Цепи трехфазного тока
Трехфазные электрические цепи
Соединение звездой и треугольником
Симметричный режим работы трехфазной цепи
Несимметричный режим работы трехфазной цепи
Мощность несимметричной трехфазной цепи
Вращающееся магнитное поле
Принцип действия асинхронного и синхронного двигателей
Метод симметричных составляющих
Поперечная несимметрия
Продольная несимметрия
Фильтры симметричных составляющих
Задачи и вопросы для самопроверки
Цепи периодического несинусоидального тока
Тригонометрическая форма ряда Фурье
Случаи симметрии
Перенос начала отсчета
Комплексная форма ряда Фурье
Применение ряда Фурье к расчету периодического несинусоидального процесса
Действующее и среднее значения периодической несинусоидальной функции
Мощность в цепи периодического несинусоидального тока
Коэффициенты, характеризующие периодические несинусоидальные функции
Высшие гармоники в трехфазных электрических цепях
Задачи и вопросы для самопроверки
Переходные процессы в электрических цепях. Классический метод расчета
Возникновение переходных процессов
Законы коммутации и начальные условия
Установившийся и свободный режимы
Переходный процесс в цепи R, L
Переходный процесс в цепи R, С
Переходный процесс в цеп» R, L, С
Расчет переходного процесса в разветвленной цепи
Переходные процессы в цепях с распределенными параметрами
Задачи и вопросы для самопроверки
Применение преобразования Лапласа к расчету переходных процессов
Общие сведения
Прямое преобразование Лапласа. Оригинал и изображение
Изображения некоторых простейших функций
Основные свойства преобразования Лапласа
Нахождение оригинала по изображению с помощью обратного преобразования Лапласа
Теорема разложения
Таблицы оригиналов и изображений
Применение преобразования Лапласа к решению дифференциальных уравнений электрических цепей
Учет ненулевых начальных условий методом эквивалентного источника
Формулы включения
Расчет переходного процесса с помощью формул разложения
Нахождение в замкнутой форме установившейся реакции цепи на периодическую несинусоидальную воздействующую функцию
Исследование переходных процессов в цепях с распределенными параметрами с помощью преобразования Лапласа
Задачи и вопросы для самопроверки
Применение преобразования Фурье к расчету переходных процессов
Преобразование Фурье как частный случай преобразования Лапласа
Спектральная функция
Переходный процесс в двухполюснике
Переходный процесс в четырехполюснике
Задачи и вопросы для самопроверки
Синтез линейных электрических цепей
Характеристика задач синтеза
Исследование двухполюсника при комплексной частоте
Условия физической реализуемости функции
Свойства двухэлементных двухполюсников и их реализация
Общий случай реализации функций двухполюсника
Исследование четырехполюсника на комплексной частоте
Синтез реактивных четырехполюсников
Задачи и вопросы для самопроверки
Приложения:
Машинный расчет линейных электрических цепей
Соотношения между коэффициентами четырехполюсника
Определители, выраженные через коэффициенты четырехполюсника
Оригиналы и изображения по Лапласу
Список литературы
Предметный указатель
Учебное пособие предназначено для студентов университетов и технических вузов, обучающихся по электротехническим и радиотехническим специальностям. Введение
Основные законы, элементы и параметры электрических цепей
Электрическая цепь
Положительные направления тока и напряжения
Мгновенная мощность и энергия
Сопротивление. Индуктивность. Емкость
Замещение физических устройств идеализированными элементами цепи
Источник э. д. с. и источник тока
Линейные электрические цепи
Основные определения, относящиеся к электрической схеме
Вольт-амперная характеристика участка цепи с источником
Распределение потенциала вдоль цепи с сопротивлениями и источниками э. д. с.
Законы Кирхгофа
Задачи и вопросы для самопроверки
Электрическая цепь однофазного синусоидального тока
Синусоидальные электрические величины
Генерирование синусоидальной э. д. с.
Среднее и действующее значения функции
Синусоидальный ток в сопротивлении
Синусоидальный ток в индуктивности
Синусоидальный ток в емкости
Последовательное соединение
Параллельное соединение
Мощность в цепи синусоидального тока
Задачи и вопросы для самопроверки
Применение комплексных чисел и векторных диаграмм к расчету электрических цепей
Представление синусоидальных функций в виде проекций вращающихся векторов
Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме
Зависимость между сопротивлениями и проводимостями участка цепи
Комплексная форма записи мощности
Условие передачи максимума активной мощности от источника к приемнику
Условие передачи источником максимума мощности при заданном коэффициенте мощности приемника
Баланс мощностей
Потенциальная (топографическая) диаграмма
Задачи и вопросы для самопроверки
Преобразование схем электрических цепей
Последовательное и параллельное соединения
Смешанное соединение
Эквивалентные участки цепи с последовательным и параллельным соединениями
Преобразование треугольника в эквивалентную звезду
Преобразование звезды в эквивалентный треугольник
Эквивалентные источники э. д. с. и тока
Преобразование схем с двумя узлами
Перенос источников в схеме
Преобразование симметричных схем
Задачи и вопросы для самопроверки
Резонанс в электрических цепях
Резонансные (колебательные) цепи
Последовательный колебательный контур. Резонанс напряжений
Параллельный колебательный контур. Резонанс токов
Частотные характеристики сопротивлений и проводимостей реактивных двухполюсников
Задачи и вопросы для самопроверки
Геометрические места на комплексной плоскости
Графическое изображение зависимостей комплексных величин от параметра
Преобразование вида Y = 1/Z
Диаграммы сопротивлений и проводимостей простейших электрических цепей
Задачи и вопросы для самопроверки
Методы расчета сложных электрических цепей
Применение законов Кирхгофа для расчета сложных цепей
Метод контурных токов
Метод узловых напряжений
Метод наложения
Входные и передаточные проводимости и сопротивления
Теорема обратимости (или взаимности)
Теорема компенсации
Теорема об изменении токов в электрической цепи при изменении сопротивления в одной ветви
Теорема об эквивалентном источнике
Применение матриц к расчету электрических цепей
Дуальные цепи
Электромеханические аналогии
Задачи и вопросы для самопроверки
Индуктивно связанные электрические цепи
Основные положения и определения
Полярности индуктивно связанных катушек; э. д. с. взаимной индукции
Комплексная форма расчета цепи с взаимной индукцией
Коэффициент индуктивной связи. Индуктивность рассеяния
Уравнения и схемы замещения трансформатора без магнитопровода
Энергия индуктивно связанных обмоток
Входное сопротивление трансформатора
Автотрансформатор
Индуктивно связанные колебательные контуры
Настройка связанных контуров
Резонансные кривые и полоса пропускания связанных контуров
Задачи и вопросы для самопроверки
Четырехполюсники
Основные определения и классификация четырехполюсников
Системы уравнений четырехполюсника
Уравнения четырехполюсника в форме || А ||
Параметры холостого хода и короткого замыкания
Схемы замещения четырехполюсника
Входное сопротивление четырехполюсника при произвольной нагрузке
Характеристические параметры четырехполюсника
Вносимое затухание четырехполюсника
Передаточная функция
Каскадное соединение четырехполюсников, основанное на согласовании характеристических сопротивлений
Уравнения сложных четырехполюсников в матричной форме
Одноэлементные четырехполюсники
Г-образный четырехполюсник
Т-образный и П-образный четырехполюсники
Симметричный мостовой четырехполюсник
Обратная связь
Задачи и вопросы для самопроверки
Электрические фильтры и топологические методы анализа линейных электрических цепей
Основные определения и классификация электрических фильтров
Условие пропускания реактивного фильтра
Фильтры типа k
Фильтры типа m
Индуктивно связанные контуры как фильтрующая система
Мостовые фильтры. Пьезоэлектрические резонаторы
Безындуктивные фильтры
Топологические формулы нахождения определителей и алгебраических дополнений
Топологические формулы разложения
Топологические формулы для передаточных функций
Топологический анализ активных цепей
Сигнальные графы и методы их преобразования
Построение сигнальных графов электрических цепей
Задачи и вопросы для самопроверки
Цепи с распределенными параметрами
Первичные параметры однородной линии
Дифференциальные уравнения однородной линии
Синусоидальный режим в. однородной линии
Вторичные параметры однородной линии
Линия без искажений
Линия без потерь
Режимы работы линии без потерь. Стоячие волны
Входное сопротивление линии
Линия как элемент резонансной цепи
Искусственные линии
Задачи и вопросы для самопроверки
Цепи трехфазного тока
Трехфазные электрические цепи
Соединение звездой и треугольником
Симметричный режим работы трехфазной цепи
Несимметричный режим работы трехфазной цепи
Мощность несимметричной трехфазной цепи
Вращающееся магнитное поле
Принцип действия асинхронного и синхронного двигателей
Метод симметричных составляющих
Поперечная несимметрия
Продольная несимметрия
Фильтры симметричных составляющих
Задачи и вопросы для самопроверки
Цепи периодического несинусоидального тока
Тригонометрическая форма ряда Фурье
Случаи симметрии
Перенос начала отсчета
Комплексная форма ряда Фурье
Применение ряда Фурье к расчету периодического несинусоидального процесса
Действующее и среднее значения периодической несинусоидальной функции
Мощность в цепи периодического несинусоидального тока
Коэффициенты, характеризующие периодические несинусоидальные функции
Высшие гармоники в трехфазных электрических цепях
Задачи и вопросы для самопроверки
Переходные процессы в электрических цепях. Классический метод расчета
Возникновение переходных процессов
Законы коммутации и начальные условия
Установившийся и свободный режимы
Переходный процесс в цепи R, L
Переходный процесс в цепи R, С
Переходный процесс в цеп» R, L, С
Расчет переходного процесса в разветвленной цепи
Переходные процессы в цепях с распределенными параметрами
Задачи и вопросы для самопроверки
Применение преобразования Лапласа к расчету переходных процессов
Общие сведения
Прямое преобразование Лапласа. Оригинал и изображение
Изображения некоторых простейших функций
Основные свойства преобразования Лапласа
Нахождение оригинала по изображению с помощью обратного преобразования Лапласа
Теорема разложения
Таблицы оригиналов и изображений
Применение преобразования Лапласа к решению дифференциальных уравнений электрических цепей
Учет ненулевых начальных условий методом эквивалентного источника
Формулы включения
Расчет переходного процесса с помощью формул разложения
Нахождение в замкнутой форме установившейся реакции цепи на периодическую несинусоидальную воздействующую функцию
Исследование переходных процессов в цепях с распределенными параметрами с помощью преобразования Лапласа
Задачи и вопросы для самопроверки
Применение преобразования Фурье к расчету переходных процессов
Преобразование Фурье как частный случай преобразования Лапласа
Спектральная функция
Переходный процесс в двухполюснике
Переходный процесс в четырехполюснике
Задачи и вопросы для самопроверки
Синтез линейных электрических цепей
Характеристика задач синтеза
Исследование двухполюсника при комплексной частоте
Условия физической реализуемости функции
Свойства двухэлементных двухполюсников и их реализация
Общий случай реализации функций двухполюсника
Исследование четырехполюсника на комплексной частоте
Синтез реактивных четырехполюсников
Задачи и вопросы для самопроверки
Приложения:
Машинный расчет линейных электрических цепей
Соотношения между коэффициентами четырехполюсника
Определители, выраженные через коэффициенты четырехполюсника
Оригиналы и изображения по Лапласу
Список литературы
Предметный указатель