- •9.2. Основные уравнения четырехполюсника
- •9.3. Схемы соединения четырехполюсников
- •9.4. Экспериментальное определение коэффициентов четырехполюсника в форме а
- •9.5. Схемы замещения четырехполюсника
- •9.6. Передаточные функции
- •9.7. Симметричный четырехполюсник
- •9.8. Цепная схема
- •9.9. Схемы замещения и основные уравнения автономного активного четырехполюсника
- •9.10. Круговая диаграмма четырехполюсника
- •9.10.1. Порядок построения круговой диаграммы
- •9.10.2. Определение положения рабочей точки на круговой диаграмме
- •9.10.3. Определение токов, напряжений и мощностей на входе и выходе четырехполюсника
- •9.11. Электрические фильтры
- •9.11.1. Основные понятия и определения
- •Область пропускания. Из уравнения (9.9) следует: Тогда из (9.8) с учетом (9.10) найдем . Поэтому . Но , тогда , значит,
- •Область затухания. Из уравнения (9.9) следует: Но поскольку , поэтому , тогда . В этом случае из (9.8) с учетом (9.10) получим . Так что . Но , тогда , следовательно,
- •9.11.2. Низкочастотный фильтр
- •9.11.3. Высокочастотный фильтр
- •В области затухания этих фильтров (а ) лежит частота
- •Приложение 1 Разложение периодических функций (напряжений) в ряд Фурье
- •Список литературы
- •Оглавление
В области затухания этих фильтров (а ) лежит частота
при которой
продольное сопротивление бесконечно
велико (
,
резонанс токов) и бесконечно велика
поперечная проводимость (
,
резонанс напряжений). При этой частоте
коэффициент фазы как Т-, так и П-схемы
скачком меняется с
на –, а
характеристические сопротивления обеих
схем меняют свой характер, причем
.
Графики зависимостей a(),
b(),
в диапазоне
подобны тем же зависимостям НЧФ с
частотой среза
,
а в диапазоне
– зависимостям ВЧФ с частотой среза
.
К достоинствам фильтров с постоянной k следует отнести их простоту, а также то, что по мере удаления частоты от частоты среза затухание неуклонно возрастает. Недостатки же их уже отмечены выше. Это существенная зависимость характеристического сопротивления от частоты, что позволяет согласовать нагрузку с фильтром лишь в узком диапазоне полосы пропускания. Кроме того вблизи частоты среза кривые a() имеют недостаточную крутизну, поэтому для ее увеличения приходится применять многозвенные фильтры.
Приложение 1 Разложение периодических функций (напряжений) в ряд Фурье
|
а)
|
|
б)
|
|
в)
|
|
г)
|
|
д)
|
|
е)
|
|
ж)
|
|
з)
|
Список литературы
1. Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники. Том 2. – СПб.: Питер, 2003. – 576 с.
2. Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники. Том 3. – СПб.: Питер, 2003. – 377 с.
3. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов А.В. Основы теории цепей. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 528 с.
4. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. – М.: Гардарики, 2007. – 701 с.
5. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле. – М.: Высшая школа, 1986. – 263 с.
6. Эськов В.Д., Каталевская А.В., Сипайлов А.Г. Курс лекций по теоретическим основам электротехники. Лекции 1–12. – Томск: Издательство ТПУ, 2004. – 88 с.
7. Эськов В.Д., Каталевская А.В., Сипайлов А.Г. Курс лекций по теоретическим основам электротехники. Лекции 13–22. –.Томск: Издательство ТПУ, 2006. – 100с.
8. Эськов В.Д., Каталевская А.В. Курс лекций по теоретическим основам электротехники. Лекции 23–34. –.Томск: Издательство ТПУ, 2007. – 100с.
9. Эськов В.Д., Каталевская А.В. Курс лекций по теоретическим основам электротехники. Лекции 35–44. –.Томск: Издательство ТПУ, 2008. – 80с.
Оглавление
Введение ............................................................................................... |
3 |
|
||||
1. ФИЗИЧЕСКИЕ основы электротехники ................. |
5 |
|
||||
|
1.1. Электрическое поле ................................................... |
5 |
|
|||
|
1.2. Магнитное поле .......................................................... |
8 |
|
|||
2. электрическиЕ цепИ И ЕЕ ЭЛЕМЕНТЫ …................. |
11 |
|
||||
|
2.1. Основные понятия и определения ............................ |
11 |
|
|||
|
2.2. Схема замещения электрической цепи .................... |
12 |
|
|||
3. Методы расчета электрических цепей .............. |
17 |
|
||||
|
3.1. Схема замещения цепи с постоянными токами и напряжениями…………………….................... |
17 |
|
|||
|
3.2. Метод уравнений Кирхгофа ..................................... |
20 |
|
|||
|
3.3. Метод контурных токов ............................................ |
21 |
|
|||
|
3.4. Метод узловых потенциалов ..................................... |
24 |
|
|||
|
3.5. Эквивалентные преобразования схем ...................... |
26 |
|
|||
|
|
3.5.1. Последовательное соединение двухполюсников …………………………………….. |
26 |
|
||
|
|
3.5.2. Параллельное соединение двухполюсников .......................................................... |
27 |
|
||
|
|
3.5.3. Эквивалентное преобразование последовательного соединения Е и R в параллельное соединение J и G ........................... |
28 |
|
||
|
|
3.5.4. Параллельное соединение активных ветвей ……………………………….......... |
29 |
|
||
|
|
3.5.5. Перенос источника ЭДС через узел ................ |
30 |
|
||
|
|
3.5.6. Перенос источника тока в контуре .................. |
30 |
|
||
|
|
3.5.7. Преобразование треугольника в звезду и обратно …………………………………... |
31 |
|
||
|
3.6. Некоторые свойства линейных электрических цепей …………………………………..... |
33 |
|
|||
|
|
3.6.1. Принцип наложения …...………………...…... |
33 |
|
||
|
|
3.6.2. Принцип взаимности …...………………......... |
34 |
|
||
|
|
3.6.3. Принцип (теорема) компенсации …................ |
35 |
|
||
|
|
3.6.4. Теорема об эквивалентном генераторе …....... |
36 |
|
||
|
|
3.6.5. Теорема о линейных соотношениях …............ |
37 |
|
||
|
3.7. Метод наложения ……………………….….……..... |
38 |
|
|||
|
3.8. Метод эквивалентного генератора ………………... |
40 |
|
|||
|
|
3.8.1. Метод холостого хода …...…...…......…...…... |
40 |
|
||
|
|
3.8.2. Метод короткого замыкания …...…...…...…... |
41 |
|
||
|
|
3.8.3. Метод холостого хода и короткого замыкания …….……………....…...…... |
41 |
|
||
|
3.9. Топологические матрицы и их применение к расчету цепей ............................................ |
44 |
|
|||
4. Цепи с источниками синусоидального напряжения и тока ……………………………………….... |
47 |
|
||||
|
4.1. Основные понятия и определения ............................ |
47 |
|
|||
|
4.2. Изображение синусоидальных токов и напряжений с помощью вращающихся векторов .................................................... |
50 |
|
|||
|
4.3. Изображение синусоидальных токов и напряжений с помощью комплексных чисел …....................................................... |
51 |
|
|||
|
4.4. Мощность в цепи синусоидального тока ................. |
53 |
|
|||
|
4.5. Активные и реактивные элементы в цепях синусоидального тока ......................................... |
54 |
|
|||
|
4.6. Две схемы замещения пассивного двухполюсника |
58 |
|
|||
|
4.7. Основы комплексного метода ................................... |
60 |
|
|||
|
4.8. Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме ...... |
61 |
|
|||
7. Цепи с индуктивно связанными элементами ………………………………..…………………… |
62 |
|
||||
|
5.1. Основные понятия и определения ............................ |
62 |
|
|||
|
5.2. Последовательное соединение индуктивно связанных элементов ......................................................... |
65 |
|
|||
|
5.3. Параллельное соединение индуктивно связанных элементов ......................................................... |
67 |
|
|||
|
5.4. Расчет сложных цепей с индуктивно связанными элементами ........................... |
68 |
|
|||
|
5.5. Передача энергии между индуктивно связанными элементами ................................................... |
72 |
|
|||
|
5.6. Эквивалентная замена индуктивно связанных элементов ......................................................... |
73 |
|
|||
|
5.7. Двухобмоточный трансформатор в линейном режиме ........................................................... |
75 |
|
|||
|
5.8. Идеальный трансформатор ........................................ |
80 |
|
|||
6. Резонанс в электрических цепях ........................... |
80 |
|
||||
|
6.1. Резонанс при последовательном соединении R, L, C …...…...…...…...…...…...…...…...… |
81 |
|
|||
|
6.2. Резонанс при параллельном соединении R, L, C .... |
83 |
|
|||
|
6.3. Резонанс в сложной цепи ........................................... |
84 |
||||
7. Цепи с источниками несинусоидальных периодических токов и напряжений ........................ |
87 |
|||||
|
7.1. Разложение несинусоидальных периодических функций в ряд Фурье ........................................................ |
87 |
||||
|
7.2. Частные случаи разложения ……............................. |
89 |
||||
|
7.3. Действующие и средние значения несинусоидальных величин ............................................. |
90 |
||||
|
7.4. Волновые диаграммы и частотные спектры ........... |
91 |
||||
|
7.5. Коэффициенты, характеризующие форму несинусоидальных кривых ............................................... |
92 |
||||
|
7.6. Мощность в цепи несинусоидального тока ............. |
93 |
||||
|
Расчет цепей с источниками периодических несинусоидальных токов и напряжений ......................... |
94 |
||||
|
7.8. Влияние характера цепи на форму кривых токов и напряжений ............................................ |
96 |
||||
8. Трехфазные цепи ................................................................... |
100 |
|||||
|
8.1. Основные понятия и определения ............................ |
100 |
||||
|
8.2. Симметричный режим работы трехфазной цепи .... |
103 |
||||
|
8.3. Расчет статической несимметричной трехфазной цепи ………………………………………… |
107 |
||||
|
8.4. Баланс мощностей в трехфазной цепи ..................... |
111 |
||||
|
8.5. Измерение активной мощности в трехфазных цепях ........................................................... |
112 |
||||
|
8.6. Динамические трехфазные цепи .............................. |
113 |
||||
|
8.7. Пульсирующее магнитное поле ................................ |
114 |
||||
|
8.8. Вращающееся магнитное поле ................................. |
116 |
||||
|
8.9. Принцип работы синхронного двигателя ................ |
117 |
||||
|
8.10. Принцип работы асинхронного двигателя ............ |
118 |
||||
|
8.11. Метод симметричных составляющих .................... |
119 |
||||
|
8.12. Некоторые особенности поведения симметричных составляющих токов и напряжений в симметричных трехфазных цепях …………………………………......... |
121 |
||||
|
8.13. Применение метода симметричных составляющих к расчету цепей с местной несимметрией ................................................... |
124 |
||||
|
8.14. Высшие гармоники в трехфазных цепях ............... |
131 |
||||
9. Четырехполюсники .......................................................... |
134 |
|||||
|
9.1. Основные понятия и определения ............................ |
134 |
||||
|
9.2. Основные уравнения четырехполюсника ................ |
136 |
||||
|
9.3. Схемы соединения четырехполюсников .................. |
139 |
||||
|
9.4. Экспериментальное определение коэффициентов четырехполюсника в форме А ......................................... |
140 |
||||
|
9.5. Схемы замещения четырехполюсника ..................... |
141 |
||||
|
9.6. Передаточные функции ............................................. |
142 |
||||
|
9.7. Симметричный четырехполюсник ........................... |
143 |
||||
|
9.8. Цепная схема ............................................................... |
145 |
||||
|
9.9. Схемы замещения и основные уравнения автономного активного четырехполюсника ................... |
146 |
||||
|
9.10. Круговая диаграмма четырехполюсника ............... |
147 |
||||
|
|
9.10.1. Порядок построения круговой диаграммы . |
150 |
|||
|
|
9.10.2. Определение положения рабочей точки на круговой диаграмме …………………….. |
151 |
|||
|
|
9.10.3. Определение токов, напряжений и мощностей на входе и выходе четырехполюсника ………………………………… |
151 |
|||
|
9.11. Электрические фильтры .......................................... |
152 |
||||
|
|
9.11.1. Основные понятия и определения ............... |
152 |
|||
|
|
9.11.2. Низкочастотный фильтр. |
154 |
|||
|
|
9.11.3. Высокочастотный фильтр ............................ |
156 |
|||
|
|
9.11.4. Полосный фильтр .......................................... |
158 |
|||
|
|
9.11.5. Заграждающий фильтр ................................. |
159 |
|||
ПРИЛОЖЕНИЕ ................................................................................. |
161 |
|||||
список ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................... |
163 |
|||||
Учебное издание
Эськов Владислав Дмитриевич
Каталевская Александра Владимировна
СИПАЙЛОВ Андрей Геннадьевич
теоретические основы
электротехники
Часть 1
Учебное пособие
Научный редактор кандидат технических наук, доцент |
|
В.Д. Эськов |
||
|
|
|
||
Редактор |
|
Е.О. Фукалова |
||
Дизайн обложки |
|
О.Ю. Аршинова |
||
Подписано к печати 16.12.08. Формат 60х84/16. Бумага «Снегурочка». Печать RISO. Усл.печ.л. 4,47. Уч.-изд.л. 4,05. Заказ . Тираж 150 экз. |
||
|
Томский политехнический университет Система менеджмента качества Томского политехнического университета сертифицирована NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту ISO 9001:2000 |
|
|
||
