Теория цепей. Лекции по теоретическим основам

Л. А. Потапов

Луганцева Татьяна Анатольевна,

Библиографический список

1. Бутенин Н.В. и др. Курс теоретической механики: учеб. пособие: В 2 т:. Рек. Мин. обр. РФ - СПб.: Лань,2004. -730 с.: (и предыдущие издания).

2. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики: Учебник. Рек. Мин. обр. РФ - М.: Высшая школа, 2003, 2006 – 416с. (и предыдущие издания).

3. Яблонский А.А. и др. Курс теоретической механики. учеб. пособие: Рек. Мин. обр. РФ - СПб.: Лань, 2004, -765 с.: (и предыдущие издания).

4. Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учеб. пособие: Доп. Мин.обр. СССР / Ред. А.А. Яблонский/. - М.: Интеграл-Пресс, 2004. - 382 с. (и предыдущие издания).

5. Диевский В.А. Теоретическая механика: сб.заданий: Рек. УМО/ - СПб.: Лань,2007. -192 с.

6. Диевский В.А. Теоретическая механика: учеб. пособие: Рек. УМО/ - СПб.: Лань,2005. -320 с.

7. Аркуша А.И. Руководство к решению задач по теоретической механике: Учеб. пособие: рек.. Мин.обр.РФ/ М.: Высш. шк. 2002. – 336 с.

8. Цывильский В.Л. Теоретическая механика: Учеб. Рек. Мин. обр. РФ - М.: Высшая школа, 2001, 2008. – 319с.

9. Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике: Учебное пособие. – М.: Наука, 2003 (и предыдущие издания).

1. Основные понятия и определения плоскопараллельного движения 3

2. Определение скоростей точек при плоскопараллельном движении 7

2.1 Общий метод вычисления скоростей через полюс 7

2.2 Теорема о проекциях 10

2.3 Вычисление скоростей через мгновенный центр скоростей 14

3. Определение ускорений при плоскопараллельном движении 45

3.1 Вычисление ускорений через полюс 45

3.2 Вычисление ускорений методом двукратного проектирования 47

3.3 Вычисление ускорений методом однократного проектирования 49

3.4 Вычисление углового ускорения 50

3.5 Вычисление ускорений через мгновенный центр ускорений 59

4. Практическое занятие по теме «Плоскопараллельное движение» 68

4.1 Цель занятия 70

4.2 Вопросы для подготовки к практическому занятию 70

5. Вопросы для самоконтроля 87

6. Самостоятельная работа 88

7. Расчетно-графическая работа 89

8. Примеры тестов 91

9. Библиографический список 103

доцент кафедры АППиЭ (механика) АмГУ, канд. техн. наук

Плоскопараллельное движение Учебное пособие

Изд-во АмГУ. Подписано к печати______________. Формат 60х84/16. Усл. печ. л.6,5

Тираж_______. Заказ _____.

Отпечатано в типографии АмГУ.

Утверждено редакционно-издательским советом

в качестве учебного пособия

Потапов, Л. А. Основы теории цепей [Текст]+[Электронный ресурс]: учеб. пособие/Л.А.Потапов. – Брянск: БГТУ, 2012. – 259 с.

ISBN-978–5-89838-627-6

Рассматриваются общие методы анализа линейных и нелинейных электрических цепей при постоянных, переменных и переходных токах и напряжениях.

Ил.120. Библиогр. – 8 назв.

Научный редактор В.П. Маклаков

Рецензенты: кафедра «Энергетика и автоматизация производ-

ственных процессов» Брянской государственной

инженерно-технологической академии;

кандидат технических наук Р.В. Воскресенский

Редактор издательства Л.Н. Мажугина

Компьютерный набор Н.А.Синицына

Темплан 2012 г., п.33

Подписано в печать 18.09.12. Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная. Офсетная печать. Усл. печ.л. 15,06 Уч.-изд.л. 15,06 Тираж 50 экз. Заказ

Издательство Брянского государственного технического университета

241035, Брянск, бульвар им. 50-летия Октября,7, тел. 58-82-49

Лаборатория оперативной полиграфии БГТУ, ул. Институтская,16

ISBN 978–5-89838-627-6 © Брянский государственный

технический университет, 2012

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебное пособие соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта и предназначено для изучения дисциплины «Основы теории цепей».

Теория цепей, позволяет рассчитать электромагнитные процессы, протекающие в электротехнических устройствах, без выполнения сложных математических расчетов. Для этого электротехническое устройство заменяется некоторой упрощенной моделью, процессы в которой описываются скалярными величинами – токами и напряжениями. При этом вводят идеализированные элементы теории цепей R, L, C, E, J, с помощью которых составляют схемы замещения электротехнического устройства. Соединяя между собой эти идеализированные элементы, получают электрическую цепь, приближенно отображающую электромагнитные процессы в электротехническом устройстве.

Учебное пособие состоит из девяти глав, в которых рассмотрены методы расчета параметров линейных и нелинейных цепей постоянного и переменного тока в установившихся и переходных режимах, а также в режимах негармонических воздействий. Кроме того, рассмотрены методы расчета параметров четырехполюсников, фильтров, цепей с распределенными параметрами, а также численные методы и компьютерные программы расчета электрических цепей.

Для лучшего усвоения дисциплины в учебном пособии приведено большое число примеров и задач, в конце каждой главы – вопросы для самопроверки.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 210400 «Радиотехника» (квалификация «бакалавр»), очной и заочной форм обучения, а также может быть использовано студентами других электротехнических направлений.

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ

Определение 1

Теорией электрических цепей считается комплекс наиболее общих закономерностей, что используется с целью описания процессов в электрических цепях.

Теория электроцепей основывается на двух постулатах:

исходном предположении теории электрических цепей (подразумевает, что в любых электротехнических устройствах все процессы можно описать такими понятиями, как «напряжение» и «ток»);
исходное допущение теории электроцепей (предполагает, что сила тока в какой-либо точке сечения проводника будет одной и той же, при этом напряжение между двумя взятыми точками пространства будет изменяться, согласно линейному закону).

Основные понятия в теории электрических цепей

Электрическая цепь состоит из:

источников тока (генераторов);
потребителей электромагнитной энергии (приемников).

Замечание 1

Источником считается устройство, создающее токи и напряжения. В качестве такового могут выступать устройства, как аккумуляторы, генераторы, ориентированные на преобразование разных видов энергии (химической, тепловой и др.) в электрическую.

В основе теории электроцепей положен принцип моделирования. При этом, реальные электрических цепи заменяют некоторой идеализированной моделью, которая складывается из взаимосвязанных элементов.

Определение 2

Под элементами при этом понимают идеализированные модели разных устройств, которым приписывают определенные электрические свойства с отображением с заданной точностью явлений, происходящих в реальных устройствах.

Пассивные элементы в теории электрической цепи

К пассивным элементам в теории электроцепи относят сопротивление, представляющее ее идеализированный элемент, который будет характеризовать преобразование электромагнитной энергии в какой-либо иной вид энергии, что подразумевает его обладание исключительно свойством необратимого рассеяния энергии. Модель, математически описывающая свойства сопротивления, определяется законом Ома:

Здесь $R$ и $G$− это параметры участка цепи, которые называются сопротивление и проводимость соответственно.

Мгновенная мощность, которая поступает в сопротивление:

Определение 3

Реальный элемент, по своим свойствам приближающийся к сопротивлению, называют резистором.

Индуктивностью считается идеализированный элемент электроцепи, характеризующий энергию магнитного поля, запасенную в сети. Емкостью считается идеализированный элемент электроцепи, характеризующий энергию электрического поля.

Активные элементы в теории электрической цепи

К активным элементам в теории электроцепи относят источник ЭДС. В качестве идеализированного источника тока, или генератора тока, выступает источник энергии, ток которого не будет зависимым от напряжения на его зажимах.

В случае неограниченного увеличения сопротивления цепи, подсоединенной к идеальному источнику электротока, развиваемая им мощность и соответственно, напряжение на его зажимах также будут неограниченно возрастать. Источник тока конечной мощности изображают в формате идеального источника с параллельным подключением внутреннего сопротивления.

Важное значение имеет то, что входные зажимы источников, которые управляются напряжением, разомкнуты, а у источников, управляемых током, соединенные накоротко.

Различают 4 вида зависимых источников:

источник напряжения, который управляется напряжением (ИНУН);
источник напряжения, который управляется током (ИНУТ);
источник тока, управляемый напряжением (ИТУН);
источник тока, который управляется током (ИТУТ).

В ИНУН входное сопротивление будет бесконечно большим, а выходное напряжение связывают с входным равенством $U_2=HUU_1$, где $HU$−коэффициент передачи по напряжению. ИНУН считается идеальным усилителем напряжения.

В ИНУТ входным током управляет выходное напряжение $U_2$, входная проводимость при этом бесконечно велика:

Где $HZ$−передаточное сопротивление.

В ИТУН выходной ток $I_2$ управляется соответственно входным напряжением $U_1$, причем $I_1=0$ и ток $I_2$ связан с $U_1$ равенством $I_2=HYU_1$, где $HY$−передаточная проводимость.

В ИТУТ управляющим током выступает $I_1$, а управляемым $I_2$. $U_1=0$, $I_2=HiI_1$, где $Hi$−коэффициент передачи по току. ИТУТ представляет идеальный усилитель тока.

Книга состоит из двух частей и представляет собой учебник по основам теории электрических цепей, предназначенный для оказания методической помощи студентам вузов, обучающихся по направлению «Радиотехника», при их самостоятельной работе по освоению курса теории цепей. В отличие от предыдущих изданий, данное издание учебника включает в себя в качестве электронного приложения сборник задач по основам теории цепей, который ранее издавался в виде отдельной книги. В книге изложены основы теории линейных электрических цепей с сосредоточенными и распределенными параметрами в установившемся и переходном режимах, а так же основы анализа нелинейных резистивных цепей на постоянном токе и при гармоническом воздействии. Рассмотрены цепи с управляемыми источниками, не взаимные четырехполюсники, идеальные операционные усилители, преобразователи сопротивления и активные фильтры.

Шаг 1. Выбирайте книги в каталоге и нажимаете кнопку «Купить»;

Шаг 2. Переходите в раздел «Корзина»;

Шаг 3. Укажите необходимое количество, заполните данные в блоках Получатель и Доставка;

Шаг 4. Нажимаете кнопку «Перейти к оплате».

На данный момент приобрести печатные книги, электронные доступы или книги в подарок библиотеке на сайте ЭБС возможно только по стопроцентной предварительной оплате. После оплаты Вам будет предоставлен доступ к полному тексту учебника в рамках Электронной библиотеки или мы начинаем готовить для Вас заказ в типографии.

Внимание! Просим не менять способ оплаты по заказам. Если Вы уже выбрали какой-либо способ оплаты и не удалось совершить платеж, необходимо переоформить заказ заново и оплатить его другим удобным способом.

Оплатить заказ можно одним из предложенных способов:

Безналичный способ:
- Банковская карта: необходимо заполнить все поля формы. Некоторые банки просят подтвердить оплату – для этого на Ваш номер телефона придет смс-код.
- Онлайн-банкинг: банки, сотрудничающие с платежным сервисом, предложат свою форму для заполнения. Просим корректно ввести данные во все поля.
  Например, для " class="text-primary">Сбербанк Онлайн требуются номер мобильного телефона и электронная почта. Для " class="text-primary">Альфа-банка потребуются логин в сервисе Альфа-Клик и электронная почта.
- Электронный кошелек: если у Вас есть Яндекс-кошелек или Qiwi Wallet, Вы можете оплатить заказ через них. Для этого выберите соответствующий способ оплаты и заполните предложенные поля, затем система перенаправит Вас на страницу для подтверждения выставленного счета.

Название : Основы теории цепей. 1975.

В книге излагаются общие методы анализа и синтеза и описание свойств линейных электрических цепей с сосредоточенными и распределенными параметрами при постоянных, переменных, периодических и переходных токах и напряжениях Рассматриваются свойства и методы расчета установившихся и переходных процессов в нелинейных электрических и магнитных цепях постоянного и переменного тока. Все положения теории иллюстрируются практическими примерами.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие к четвертому изданию.
Введение.
Раздел 1 ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ. ПАРАМЕТРАМИ
Глава 1.
Основные законы и методы расчета электрических цепей при постоянных токах и напряжениях.
1-1. Элементы электрических цепей и электрических схем.
1-2. Эквивалентные схемы для источников энергии.
1-3. Закон Ома для участка цепи с э. д. с.
1-4. Распределение потенциала вдоль неразветвленной электрической цепи.
1-5. Баланс мощностей для простейшей неразветвленной цепи.
1-6. Применение законов Кирхгофа для расчета разветвленных цепей.
1-7. Метод узловых потенциалов.
1-8. Метод контурных токов.
1-9. Уравнения состояния цепи в матричной форме.
1-10. Преобразование линейных электрических схем.
Глава 2.
Основные свойства электрических цепей при постоянных токах и напряжениях
2-1. Принцип наложения.
2-2. Свойство взаимности.
2-3. Входные и взаимные проводимости и сопротивления ветвей; коэффициенты передачи напряжений и токов.
2-4. Применение топологических методов для расчета цепей.
2-5. Топологические формулы и правила для определения передачи электрической цепи.
2-6. Теорема о компенсации.
2-7. Линейные соотношения между напряжениями и токами.
2-8. Теорема о взаимных приращениях токов и напряжений.
2-9. Общие замечания о двухполюсниках.
2-10. Теорема об активном двухполюснике и ее применение для расчета разветвленных цепей.
2-11. Передача энергии от активного двухполюсника к пассивному.
Глава 3.
Основные понятия о цепях синусоидального тока
3-1. Переменные токи.
3-2. Понятие о генераторах переменного тока.
3-3. Синусоидальный ток.
3-4. Действующие ток, э. д. с. и напряжение.
3-5. Изображение синусоидальных функций времени векторами и комплексными числами.
3-6. Сложение синусоидальных функций времени.
3-7. Электрическая цепь и ее схема.
3-8. Ток и напряжения при последовательном соединении сопротивления, индуктивности и емкости.
3-9. Сопротивления.
3-10. Разность фаз напряжения и тока.
3-11. Напряжение и токи при параллельном соединении сопротивления, индуктивности и емкости.
3-12. Проводимости.
3-13. Пассивный двухполюсник.
3-14. Мощности.
3-15. Мощности в сопротивлении, индуктивности и емкости.
3-16. Баланс мощностей.
3-17. Знаки мощностей и направление передачи энергии.
3-38. Определение параметров пассивного двухполюсника при помощи амперметра, вольтметра и ваттметра.
3-19. Условия передачи максимальной мощности от источника энергии к приемнику.
3-20. Понятие о поверхностном эффекте и эффекте близости.
3-21. Параметры и эквивалентные схемы конденсаторов.
3-22. Параметры и эквивалентные схемы индуктивных катушек и резисторов.
Глава 4.
Расчет цепей при синусоидальных токах.
4-1. О применимости методов расчета цепей постоянного тока к расчетам цепей синусоидального тока.
4-2. Последовательное соединение приемников.
4-3. Параллельное соединение приемников.
4-4. Смешанное соединение приемников.
4-5. Сложные разветвленные цепи.
4-6. Топографические диаграммы.
4-7. Дуальность электрических цепей.
4-8. Сигнальные графы и их применение для расчета Цепей.
Глава 5.
Резонанс в электрических цепях
5-1. Резонанс в неразветвленной цепи.
5-2. Частотные характеристики неразветвленной цепи.
5-3. Резонанс в цепи с двумя параллельными ветвями.
5-4. Частотные характеристики параллельного контура.
5-5. Понятие о резонансе в сложных цепях.
Глава 6.
Цепи с взаимной индуктивностью.
6-1. Индуктивно связанные элементы цепи.
6-2. Электродвижущая сила взаимной индукции.
6-3. Последовательное соединение индуктивно связанных элементов цепи.
6-4. Параллельное соединение индуктивно связанных элементов цепи.
6-5. Расчеты разветвленных цепей при наличии взаимной индуктивности.
6-6. Эквивалентная замена индуктивных связей.
6-7. Передача энергии между индуктивно связанными элементами цепи.
6-8. Трансформатор без стального сердечника (воздушный трансформатор).
Глава 7.
Круговые диаграммы.
7-1. Комплексные уравнения прямой и окружности.
7-2. Круговые-диаграммы для неразветвленной цепи и дтя активного двухполюсника.
7-3. Круговые диаграммы для любой разветвленной цепи.
Глава 8.
Многополюсники и четырехполюсники при синусоидальных токах и напряжениях.
8-1. Четырехполюсники и их основные уравнения.
8-2. Определение коэффициентов четырехполюсников.
8-3. Режим четырехполюсника при нагрузке.
8-4. Эквивалентные схемы четырехполюсников.
8-5. Основные уравнения и эквивалентные схемы для активного четырехполюсника.
8-6. Идеальный трансформатор как четырехполюсник.
8-7. Эквивалентные схемы с идеальными трансформаторами для четырехполюсника.
8-8. Эквивалентные схемы трансформатора со стальным магнитопроводом.
8-9. Расчеты электрических цепей с трансформаторами.
8-10. Графы пассивных четырехполюсников и их простейшие соединения.
Глава 9.
Цепи с электронными и полупроводниковыми приборами в линейном режиме.
9-1. Ламповый триод и его параметры.
9-2. Эквивалентные схемы лампового триода.
9 3. Транзисторы (полупроводниковые триоды).
9 4. Эквивалентные схемы транзисторов.
9 5. Простейшие электрические цепи с невзаимными элементами и их направленные графы.
Глава 10.
Трехфазные цепи
10-1. Понятие о многофазных источниках питания и о многофазных цепях.
10-2. Соединения звездой и многоугольником.
10-3. Симметричный режим трехфазной цепи.
10-4. Некоторые свойства трехфазных цепей с различными схемами соединений.
10-5. Расчет симметричных режимов трехфазных цепей.
10-6. Расчет несимметричных режимов трехфазных цепей со статической нагрузкой.
10-7. Напряжения на фазах приемника в некоторых частных случаях.
10-8. Эквивалентные схемы трехфазных линий.
10-9. Измерение мощности в трехфазных цепях.
10-10. Вращающееся магнитное поле.
10-11. Принципы действия асинхронного и синхронного двигателей.
Глава 11.
Метод симметричных составляющих.
11-1. Симметричные составляющие трехфазной системы величин.
11-2. Некоторые свойства трехфазных цепей в отношении симметричных составляющих токов и напряжений.
11-3. Сопротивления симметричной трехфазной цепи для токов различных последовательностей.
11-4. Определение токов в симметричной цепи.
11-5. Симметричные составляющие напряжений и токов в несимметричной трехфазной цепи.
11-6. Расчет цепи с несимметричной нагрузкой.
11-7. Расчет цепи с несимметричным участком в линии.
Глава 12.
Несинусоидальные токи.
12-1. Несинусоидальные э. д. с, напряжения и токи.
12-2 Разложение периодической несинусоидальной кривой в тригонометрический ряд.
12-3. Максимальные, действующие и средние значения несинусоидальных периодических э. д. с, напряжений и токов.
32-4. Коэффициенты, характеризующие форму несинусоидальных периодических кривых.
12-5. Несинусоидальные кривые с периодической огибающей.
12-6. Действующие значения э. д. с, напряжений и токов с периодическими огибающими.
12-7. Расчет цепей с несинусоидальными периодическими э. д. с. и токами.
12-8. Резонанс при несинусоидальных э. д. с. и токах.
12-9. Мощность периодических несинусоидальных токов.
12-10. Высшие гармоники в трехфазных цепях.
Глава 13.
Классический метод расчета переходных процессов
13-1. Возникновение переходных процессов и законы коммутации.
13-2. Переходный, принужденный и свободный процессы.
13-3. Короткое замыкание цепи R, L.
13-4. Включение цепи к, L на постоянное напряжение.
13 5. Включение цепи r, L на синусоидальное напряжение.
13-6. Короткое замыкание цепи г, С.
13-7. Включение цепи r, С на постоянное напряжение.
13-8. Включение цепи г, С на синусоидальное напряжение.
13-9. Переходные процессы в неразветвленной цепи r, L, С.
13-10. Апериодический разряд конденсатора.
13-11. Предельный случай апериодического разряда конденсатора.
13-12. Периодический (колебательный) разряд конденсатора.
13-13. Включение цепи r, L, С на постоянное напряжение.
13-14. Общий случай расчета переходных процессов классическим методом.
13-15. Включение пассивного двухполюсника на непрерывно изменяющееся напряжение (формула или интеграл Дюамеля).
13-16. Включение пассивного двухполюсника на напряжение любой формы.
13-17. Временная и импульсная переходные характеристики.
13-18. Запись теоремы свертки при помощи импульсной переходной характеристики.
13-19. Переходные процессы при скачках токов в индуктивностях и напряжений на конденсаторах.
13-20. Определение переходного процесса и установившегося режима при воздействии периодических импульсов напряжения или тока.
Глава 14.
Операторный метод расчета переходных процессов.
14-1. Применение преобразования Лапласа к расчету переходных процессов.
14-2. Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме.
14-3. Эквивалентные операторные схемы.
14-4. Переходные процессы в цепях с взаимной индуктивностью.
34-5. Сведение расчетов "переходных процессов к нулевым начальным условиям.
14-6. Определение свободных токов по их изображениям.
14-7. Формулы включения.
14-8. Расчет переходных процессов методом переменных состояния.
14-9. Определение принужденного режима цепи при воздействии на нее периодического несинусоидального напряжения.
Глава 15.
Частотный метод расчета переходных процессов.
15-1. Преобразование Фурье и его основные свойства.
15-2. Законы Ома и Кирхгофа и эквивалентные схемы для частотных спектров.
15-3. Приближенный метод определения оригинала по вещественной частотной характеристике (метод трапеций).
15-4. О переходе от преобразований Фурье к преобразованиям Лапласа.
15-5. Сравнение различных методов расчета переходных процессов в линейных электрических цепях.
Глава 16.
Цепные схемы и частотные электрические фильтры.
Характеристические сопротивления и постоянная передачи несимметричного четырехполюсника.
Характеристическое сопротивление и постоянная передачи симметричного четырехполюсника.
Вносимая и рабочая постоянные передачи.
Цепные схемы.
Частотные электрические фильтры.
Низкочастотные фильтры.
Высокочастотные фильтры.
Полосные фильтры.
Заграждающие фильтры.
Фильтры постоянной М.
Г-образный фильтр как пример несимметричного фильтра. Безындукционные (илн r, С) фильтры.
Глава 17.
Синтез электрических цепей.
17-1. Общая характеристика задачи синтеза.
17-2. Передаточная функция четырехполюсника. Цепи минимальной фазы.
17-3. Входные функции цепей. Положительные вещественные функции.
17-4. Реактивные двухполюсники.
17-5. Частотные характеристики реактивных двухполюсников.
17-6. Синтез реактивных двухполюсников. Метод Фостера.
17-7. Синтез реактивных двухполюсников. Метод Кауэра.
17-8. Синтез двухполюсников с потерями. Метод Фостера.
17-9. Синтез двухполюсников с потерями. Метод Кауэра.
17-10. Понятие о синтезе четырехполюсников.
Раздел 2. ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ.
Глава 18.
Гармонические процессы в цепях с распределенными параметрами.
18-1. Токи и напряжения в длинных линиях.
18-2. Уравнения однородной линии.
18-3. Установившийся режим в однородной линии.
18-4. Уравнения однородной линии с гиперболическими функциями.
18-5. Характеристики однородной линии.
18-6. Входное сопротивление линии.
18-7. Коэффициент отражения волны.
18-8. Согласованная нагрузка линии.
18-9. Линия без искажений.
18-10. Холостой ход, короткое замыкание и нагрузочный режим линии с потерями.
18-11. Линии без потерь.
18-12. Стоячие волны.
18-13. Линия как четырехполюсник.
Глава 19.
Переходные процессы в цепях с распределенными параметрами.
19-1. Возникновение переходных процессов в цепях с распределенными параметрами.
19-2. Общее решение уравнений однородной линии.
19-3. Возникновение волн с прямоугольным фронтом.
19-4. Общие случаи нахождения волн, возникающих при переключениях.
19-5. Отражение волны с прямоугольным фронтом от конца линии.
19-6. Общий метод определения отраженных волн.
19-7. Качественное рассмотрение переходных процессов в линиях, содержащих сосредоточенные емкости и индуктивности.
19-8. Многократные отражения воли с прямоугольным фронтом от активного сопротивления.
19-9. Блуждающие волны.
Раздел 3 Нелинейные цепи.
Глава 20
Нелинейные электрические цепи при постоянных токах и напряжениях.
20-1. Элементы и эквивалентные схемы простейших нелинейных цепей.
20-2. Графический метод расчета неразветвленных цепей с нелинейными элементами.
20-3. Графический метод расчета цепей с параллельным соединением нелинейных элементов.
20-4. Графический метод расчета цепей со смешанным соединением нелинейных и линейных элементов.
20-5. Применение эквивалентных схем с источниками э. д. с. для исследования режима нелинейных цепей.
20-6. Вольт-амперные характеристики нелинейных активных двухполюсников.
20-7. Примеры расчета разветвленных электрических цепей с нелинейными элементами.
20-8. Применение теории активных двухполюсника, четырехполюсника и шестиполюсника для расчета цепей с линейными и нелинейными элементами.
20-9. Расчет разветвленных нелинейных цепей итерационным методом (методом последовательных приближений).
Глава 21.
Магнитные цепи при постоянных токах.
21-1. Основные понятия и законы магнитных цепей.
21-2. Расчет неразветвленных магнитных цепей.
21-3. Расчет разветвленных магнитных цепей.
21-4. Расчет магнитной цепи кольцевого постоянного магнита с воздушным зазором.
21-5. Расчет неразветвленной неоднородной магнитной цепи с постоянным магнитом.
Глава 22.
Общая характеристика нелинейных цепей переменного тока и методов их расчета
22-1. Нелинейные двухполюсники и четырехполюсники при переменных токах.
22-2. Определение рабочих точек на характеристиках нелинейных двухполюсников и четырехполюсников.
22-3. Явления в нелинейных цепях переменного тока.
22-4. Методы расчета нелинейных цепей переменного тока.
Глава 23.
Нелинейные цепи с источниками э. д. с. и тока одинаковой частоты.
23-1. Общая характеристика цепей с источниками э. д. с. одинаковой частоты.
23-2. Форма кривой тока в цепи с вентилями.
23-3. Простейшие выпрямители.
23-4. Формы кривых тока и напряжения в цепях с нелинейными реактивными сопротивлениями.
23-5. Утроители частоты.
23-6. Формы кривых тока и напряжения в цепях с терморезисторами.
23-7. Замена реальных нелинейных элементов условно-нелинейными.
23-8. Учет реальных свойств стальных магнитопроводов.
23-9. Расчет тока в катушке со стальным магнитопроводом.
23-10. Понятие о расчете условно-нелинейных магнитных цепей.
23-11. Явление феррорезонанса.
23-12. Стабилизаторы напряжения.
Глава 24.
Нелинейные цепи с источниками э. д. с, и тока различных частот.
24-1. Общая характеристика нелинейных цепей с источниками э. д. с. различных частот.
24-2. Вентили в цепях с постоянными и переменными э. д. с.
24-3. Управляемые вентили в простейших выпрямителях и преобразователях постоянного тока в переменный.
24-4. Катушки со стальными магнитопроводами в цепях с постоянными и переменными э. д. с.
24-5. Удвоитель частоты.
24-6. Метод гармонического баланса.
24-7. Влияние постоянной э. д. с. на переменною составляющую тока в цепях с нелинейными безынерционными сопротивлениями.
24-8. Принцип получения модулированных колебаний.
24-9. Влияние постоянной составляющей на переменную в цепях с нелинейными индуктивностями.
24-10. Магнитные усилители мощности.
Глава 25.
Переходные процессы в нелинейных цепях.
25-1. Общая характеристика переходных процессов в нелинейных цепях.
25-2. Включение катушкн со стальным магнитопроводом на постоянное напряжение.
25-3. Включение катушки со стальным магнитопроводом на синусоидальное напряжение.
25-4. Импульсное воздействие в цепях с неоднозначными нелинейно-стями.
25-5. Понятие о простейших запоминающих устройствах.
25-6. Изображение переходных процессов на фазовой плоскости.
25-7. Колебательный разряд емкости через нелинейную индуктивность
Глава 26.
Автоколебания
26-1. Нелинейные резисторы со спадающим участком характеристики.
26-2. Понятие об устойчивости режима в цепи с нелинейными резисторами.
26-3. Релаксационные колебания в цепи с отрицательным сопротивлением
26-4. Близкие к синусоидальным колебания в цепи с отрицательным сопротивлением.
26-5. Фазовые траектории процессов в цепи с отрицательным сопротивлением.
26-6. Фазовые траектории процессов в генераторе синусоидальных колебаний.
26-7. Определение амплитуды автоколебаний методом гармонического баланса.
Приложения.
Список литературы.
Предметный указатель.

Электрической цепью называется совокупность устройств, предназначенных для передачи, распределения и взаимного преобразования электрической (электромагнитной) и других видов энергии и информации, если процессы, протекающие в устройствах, могут быть описаны при помощи понятий об электродвижущей силе (э д с), токе и напряжении
Основными элементами электрической цепи являются источники и приемники электрической энергии (и информации), которые соединяются между собой проводами.

В источниках электрической энергии (гальванические элементы, аккумуляторы, электромашинные генераторы и т.п.) химическая, механическая, тепловая энергия или энергия других видов превращается в электрическую, приемниках электрической энергии (электротермические устройства, электрические лампы, резисторы, электрические двигатели и т.п.), наоборот, электрическая энергия преобразуется в тепловую, световую, механическую и др.
Электрические цепи, в которых получение электрической энергии в источниках, ее передача и преобразование в приемниках происходят при неизменных во времени токах и напряжениях, обычно называют цепями постоянного тока .

Эта статья для тех, кто только начинает изучать теорию электрических цепей. Как всегда не будем лезть в дебри формул, но попытаемся объяснить основные понятия и суть вещей, важные для понимания. Итак, добро пожаловать в мир электрических цепей!

Хотите больше полезной информации и свежих новостей каждый день? Присоединяйтесь к нам в телеграм .

Электрические цепи

– это совокупность устройств, по которым течет электрический ток.

Рассмотрим самую простую электрическую цепь. Из чего она состоит? В ней есть генератор – источник тока, приемник (например, лампочка или электродвигатель), а также система передачи (провода). Чтобы цепь стала именно цепью, а не набором проводов и батареек, ее элементы должны быть соединены между собой проводниками. Ток может течь только по замкнутой цепи. Дадим еще одно определение:

– это соединенные между собой источник тока, линии передачи и приемник.

Конечно, источник, приемник и провода – самый простой вариант для элементарной электрической цепи. В реальности в разные цепи входит еще множество элементов и вспомогательного оборудования: резисторы, конденсаторы, рубильники, амперметры, вольтметры, выключатели, контактные соединения, трансформаторы и прочее.

Классификация электрических цепей

По назначению электрические цепи бывают:

Силовые электрические цепи;
Электрические цепи управления;
Электрические цепи измерения;

Силовые цепи предназначены для передачи и распределения электрической энергии. Именно силовые цепи ведут ток к потребителю.

Также цепи разделяют по силе тока в них. Например, если ток в цепи превышает 5 ампер, то цепь силовая. Когда вы щелкаете чайник, включенный в розетку, Вы замыкаете силовую электрическую цепь.

Электрические цепи управления не являются силовыми и предназначены для приведения в действие или изменения параметров работы электрических устройств и оборудования. Пример цепи управления – аппаратура контроля, управления и сигнализации.

Электрические цепи измерения предназначены для фиксации изменений параметров работы электрического оборудования.

Расчет электрических цепей

Рассчитать цепь – значит найти все токи в ней. Существуют разные методы расчета электрических цепей: законы Кирхгофа, метод контурных токов, метод узловых потенциалов и другие. Рассмотрим применение метода контурных токов на примере конкретной цепи.

Сначала выделим контуры и обозначим ток в них. Направление тока можно выбирать произвольно. В нашем случае – по часовой стрелке. Затем для каждого контура составим уравнения по 2 закону Кирхгофа. Уравнения составляются так: Ток контура умножается на сопротивление контура, к полученному выражению добавляются произведения тока других контуров и общих сопротивлений этих контуров. Для нашей схемы:

Полученная система решается с подставкой исходных данных задачи. Токи в ветвях исходной цепи находим как алгебраическую сумму контурных токов