ФТКиТ группа №212 Шамаева С.М.
Основа Теории Цепей - ОТЦ (лекции)
------------------------------------------------------------------------------
|
О Г Л А В Л Е Н И Е |
|
|
Глава 1 |
Введение. |
... |
3 |
Глава 2 |
Основные понятия. Законы анализа электрических цепей. |
... |
3 |
§ 2.1. |
Положительное направление тока и напряжения. |
... |
3 |
§ 2.2. |
Элементы электрических цепей. |
... |
4 |
2.2.1. |
Источники электроэнергии. |
... |
4 |
2.2.2. |
Приемники электроэнергии. |
... |
5 |
§ 2.3. |
Схема электрических цепей. Основа топологии цепей. |
... |
6 |
§ 2.4. |
Некоторые классификации электрических цепей. |
... |
6 |
§ 2.5. |
Понятие об установившимся и переходном режимах электрических цепей. |
... |
6 |
§ 2.6. |
Основные законы анализа электрических цепей. |
... |
7 |
2.6.1. |
Закон Ома. |
... |
7 |
2.6.2. |
Законы Кирхгофа. |
... |
7 |
Глава 3 |
Расчет резистивных цепей (цепей постоянного тока). |
... |
8 |
§ 3.1. |
Метод преобразования. |
... |
8 |
3.1.1. |
Расчет токов и напряжений в параллельных и последовательных электрических цепях. |
... |
8 |
3.1.2. |
Преобразование сопротивлений, соединенных звездой в соединение треугольником и обратное преобразование. |
... |
9 |
§ 3.2. |
Анализ резистивных цепей по уравнениям. |
... |
10 |
3.2.1. |
Методы законов Кирхгофа (МЗК). |
... |
10 |
3.2.2. |
Метод наложения. |
... |
10 |
3.2.3. |
Метод контурных токов. |
... |
11 |
3.2.4. |
Метод узловых потенциалов. Метод 2-х узлов. |
... |
12 |
3.2.5. |
Метод эквивалентного генератора. |
... |
13 |
§ 3.3. |
Баланс мощностей в цепях постоянного тока. |
... |
13 |
§ 3.4. |
Передача мощности от источника ЭДС к нагрузке. |
... |
13 |
§ 3.5. |
Потенциальная диаграмма. |
... |
14 |
Глава 4 |
Анализ установившегося синусоидального режима. |
... |
15 |
§ 4.1. |
Гармонические синусоидальные колебания. Основные определения. |
... |
15 |
§ 4.2. |
Среднее и действующее синусоидальные значения тока, напряжения и ЭДС. |
... |
16 |
§ 4.3. |
Изображение синусоидальных функций времени вращающихся векторов (векторные диаграммы). |
... |
16 |
§ 4.4. |
Элементарные двухполюсники в цепи синусоидального напряжения. |
... |
17 |
4.4.1. |
Активное сопротивление в цепи синусоидального напряжения. |
... |
17 |
4.4.2. |
Индуктивность цепи синусоидального напряжения. |
... |
18 |
4.4.3. |
Емкость цепи синусоидального напряжения. |
... |
19 |
4.4.4. |
Последовательное соединение R, L, C - элементов. |
... |
20 |
4.4.5. |
Параллельное соединение R, L, C в цепи. |
... |
21 |
§ 4.5. |
Дуальные электрические цепи. |
... |
21 |
§ 4.6. |
Мощности в цепи синусоидального напряжения. |
... |
23 |
§ 4.7. |
Символический метод расчета электрических цепей. (Метод комплексных амплитуд). |
... |
23 |
4.7.1. |
Дифференцирование и интегрирование гармонических функций в символической форме. |
... |
24 |
4.7.2. |
Последовательное соединение R, L, C - элементов. Расчет символическим методом. |
... |
24 |
4.7.3. |
Параллельное соединение R, L. C. |
... |
25 |
4.7.4. |
Эквивалентные участки цепи. |
... |
26 |
4.7.5. |
Законы Ома и Кирхгофа в символической форме. |
... |
26 |
4.7.6. |
Методы расчета цепей синусоидального тока в символической форме. |
... |
26 |
4.7.7. |
Мощность в символической форме. |
... |
26 |
§ 4.8. |
Баланс мощностей в цепях синусоидального тока. |
... |
26 |
Глава 5 |
Частотные характеристики линейных электрических цепей. |
... |
27 |
§ 5.1. |
Резонансные явления в электрических цепях. |
... |
27 |
5.1.1. |
Резонанс напряжений (последовательный резонанс). |
... |
27 |
5.1.2. |
Резонанс токов (параллельный резонанс). |
... |
28 |
5.1.3. |
Резонанс в реальном параллельном колебательном контуре с потерями энергии. |
... |
29 |
§ 5.2. |
Частотные характеристики последовательного колебательного контура. |
... |
30 |
§ 5.3. |
Полоса пропускания колебательного контура. |
... |
32 |
Глава 6 |
Расчет индуктивно связанных, трехфазных и четырех полюсных цепей. |
... |
33 |
§ 6.1. |
Индуктивно связанные цепи. |
... |
33 |
6.1.1. |
Основные определения. |
... |
33 |
6.1.2. |
Последовательное и параллельное соединение индуктивно связанных катушек. |
... |
35 |
6.1.3. |
Методы расчетов разветвленных цепей при наличии взаимной индуктивности. |
... |
36 |
6.1.4. |
Комплекс мощностей в индуктивно связанных элементах. |
... |
37 |
6.1.5. |
Схема замещения индуктивно связанных элементов (эквивалентная замена или развязка индуктивных связей). |
... |
37 |
6.1.6. |
Линейный трансформатор (без магнитопровода). |
... |
38 |
6.1.7. |
Резонанс в индуктивно связанных контурах. |
... |
39 |
§ 6.2. |
Трехфазные электрические цепи. |
... |
40 |
6.2.1. |
Основные понятия и определения. |
... |
40 |
6.2.2. |
Виды соединений фаз источника. |
... |
41 |
6.2.3. |
Расчет трехфазных цепей с различными видами соединений. |
... |
42 |
6.2.4. |
Мощности трехфазной цепи. |
... |
44 |
Глава 7 |
Расчет переходных процессов во временной области при постоянных, стандартных и произвольных воздействиях. |
... |
45 |
§ 7.1. |
Основные понятия. Законы коммутации. |
... |
45 |
§ 7.2. |
Классический метод анализа переходных процессов. |
... |
46 |
7.2.1. |
Переходные процессы в RL - цепях |
... |
46 |
7.2.2. |
Переходные процессы в RС - цепях. |
... |
49 |
7.2.3. |
Переходные процессы в разветвленных цепях. |
... |
51 |
7.2.4. |
Переходные процессы 2-ого порядка. |
... |
52 |
7.2.4.1. |
Включение R,L,C - цепи на постоянное напряжение. |
... |
52 |
7.2.4.2. |
Разряд емкости на RL - цепи. |
... |
55 |
§ 7.3. |
Включение пассивного двухполюсника к источнику непрерывно меняющегося напряжения (интеграл Дюамеля) |
... |
57 |
Глава 8 |
Операторный и спектральный анализ цепи. |
... |
58 |
§ 8.1. |
Операторный метод расчетов переходных процессов |
... |
58 |
8.1.1 |
Метод преобразования по Лапласу. |
... |
58 |
8.1.2. |
Закон Ома в операторной форме. |
... |
59 |
8.1.3. |
Законы Кирхгофа в операторной форме. |
... |
60 |
8.1.4. |
Методы расчета в операторной форме. |
... |
60 |
8.1.5. |
Переход от изображения к оригиналу. Теорема разложения. |
... |
60 |
8.1.6. |
Пример расчета переходных процессов в цепях 2-ого порядка операторным методом. |
... |
61 |
Глава 1 .Введение.
Электротехника – область изучения и применения электромагнитных явлений.
ОТЦ – абстрактная физико-математическая дисциплина, которая занимается двумя взаимосвязанными задачами: анализом электрических цепей и их синтезом.
В задачах анализа электрическая цепь считается заданной, т.е. известны все элементы цепи и способы их соединения. Требуется найти токи в ветвях и напряжения на элементах. Задачи анализа, как правило, имеют единственное решение.
Синтез электрических цепей состоит в том, чтобы подобрать элементы и найти способы их соединения для получения заданных свойств цепи (токи в ветвях и напряжения на отдельных участках). Они не имеют однозначного решения и сложнее задач анализа.
Глава 2 .Основные понятия. Законы анализа электрических цепей.
§2.1. Положительное направление тока и напряжения.
Электрическая цепь - совокупность объектов и устройств, образующих путь для электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий об ЭДС, токи и напряжения.
для постоянных значений, не зависящих от времени.
Электрический ток – направленное, упорядоченное движение электрических частиц в проводящем веществе.
= [A] =
Если, в результате расчетов с учетом выбранного направления, ток имеет знак «+», то его действительное и физическое направление совпадает с выбранным. В противном случае он направлен в противоположную сторону.
Напряжение – разность потенциалов.
Uав = 𝜑а – 𝜑в ; Uва = 𝜑в – 𝜑а
Uав = - Uва
Падение напряжения - .
𝜑в = 𝜑а -
Uав = 𝜑а – 𝜑в =
§2.2. Элементы электрических цепей.
Основными элементами электрической цепи являются источники электроэнергии и ее приемники. Дополнительными элементами электрической цепи являются соединительные провода, переключатели, предохранители и т.д.
В ОТЦ реальные элементы цепи заменяют абстрактными, идеальными, которые отражают их главные свойства.
2.2.1. Источники электроэнергии.
Источники электроэнергии – абстрактное понятие, отражающее главное свойство – генерировать электроэнергию.
Разделение зарядов.
E [B] =
В источнике электроэнергии с помощью сторонних (неэлектрических) сил происходит разделение зарядов и создается разность потенциалов. ЭДС можно определить, как работу сторонних сил по перемещению единицы положительного заряда внутри источника от отрицательного вывода к положительному.
Источник электроэнергии.
UН
= Е – IRВН
, где IRВН
– падение напряжения
UН (I) – внешняя характеристика
Если E = const и RВН = const,
то mtg ℒ = RВН
m – масштабный множитель.
Любой источник энергии может быть представлен в виде одной из двух схем замещения
(эквивалентных схем).
Эти схемы эквивалентны по отношению к другим участкам цепи.
IН = = = Е
Сущ.
понятие идеальных источников напряжения
и тока.
Идеальный источник напряжения
имеет RВН = 0.
Идеальный источник тока имеет RВН = ∞ (идеализирован)
Реальный источник напряжения приближается к идеальному, если RВН<< RН.
Реальный источник тока приближается к идеальному, если RВН>> RН.