Учебник предназначен для студентов и специалистов электротехнических и радиотехнических специальностей. В первом томе учебника обобщены основные сведения об электромагнитных явлениях и сформулированы основные понятия и законы теории электрических и магнитных цепей. Далее изложены свойства линейных электрических цепей; приведены методы расчета установившихся процессов в электрических цепях. Подробно рассмотрены резонансные явления, анализ трехфазных цепей, расчеты электрических цепей при периодических несинусоидальных напряжениях и токах. Рассмотрены методы анализа переходных процессов в электрических цепях. При рассмотрении переходных процессов большое внимание уделено численным расчетам, поэтому изложен метод синтетических схем и системный метод Ю. В. Ракитского. Первый том учебника завершается анализом общих свойств четырехполюсников методами синтеза и диагностики электрических цепей. Содержание разделов учебника полностью соответствует программе Министерства образования и науки РФ курсов \"Теоретические основы электротехники\" и \"Основы теории цепей\".

  Литрес - 389 руб.

Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации.

Предисловие 9
Введение 11
ЧАСТЬ I.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО
ПОЛЯ
И ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ЦЕПЕЙ
Глава 1. Обобщение понятий и законов электромагнитного поля 17
1.1. Общая физическая основа задач теории электромагнитного
поля
и теории электрических и магнитных цепей
17
1.2. Заряженные элементарные частицы
и электромагнитное поле как особые виды материи
18
1.3. Связь между электрическими и магнитными явлениями.
Электрическое и магнитное поля как две стороны единого
электромагнитного поля
21
1.4. Связь заряда частиц и тел с их электрическим полем.
Теорема Гаусса
26
1.5. Поляризация веществ. Электрическое смещение.
Постулат Максвелла
29
1.6. Электрические токи проводимости, переноса и смещения
35
1.7. Принцип непрерывности электрического тока
42
1.8. Электрическое напряжение. Разность электрических
потенциалов.
Электродвижущая сила
44
1.9. Магнитный поток. Принцип непрерывности магнитного
потока
52
1.10. Закон электромагнитной индукции
55
1.11. Потокосцепление. ЭДС самоиндукции и взаимной индукции.
Принцип электромагнитной инерции
59
1.12. Потенциальное и вихревое электрические поля
62
1.13. Связь магнитного поля с электрическим током
65
1.14. Намагниченность вещества и напряженность магнитного
поля
69
1.15. Закон полного тока
73
1.16. Основные уравнения электромагнитного поля
74
Глава 2. Энергия и механические проявления
электрического и магнитного полей
76
2.1. Энергия системы заряженных тел. Распределение энергии
в электрическом поле
76
2.2. Энергия системы контуров с электрическими токами.
Распределение энергии в магнитном поле
79
2.3. Силы, действующие на заряженные тела
83
2.4. Электромагнитная сила
87
Глава 3. Основные понятия
и законы теории электрических цепей
95
3.1. Электрические и магнитные цепи
95
3.2. Элементы электрических цепей. Активные и
пассивные части электрических цепей
96
3.3. Физические явления в электрических цепях.
Цепи с распределенными параметрами
98
3.4. Научные абстракции, принимаемые в теории
электрических цепей, их практическое значение
и границы применимости. Цепи с сосредоточенными параметрами
101
3.5. Параметры электрических цепей. Линейные и нелинейные
электрические и магнитные цепи
104
3.6. Связи между напряжением и током в основных элементах
электрической цепи
108
3.7. Условные положительные направления тока и ЭДС в
элементах цепи
и напряжения на их зажимах
110
3.8. Источники ЭДС и источники тока
112
3.9. Схемы электрических цепей
115
3.10. Топологические понятия схемы электрической цепи. Граф
схемы
119
3.11. Матрица узловых соединений
121
3.12. Законы электрических цепей
123
3.13. Узловые уравнения для токов в цепи
126
3.14. Контурные уравнения цепи. Матрица контуров
129
3.15. Уравнения для токов в сечениях цепи. Матрица сечений
131
3.16. Связи между матрицами соединений, контуров и сечений
134
3.17. Полная система уравнений электрических цепей.
Дифференциальные
уравнения процессов в цепях с сосредоточенными параметрами
137
3.18. Анализ и синтез - две основные задачи теории
электрических цепей
140
ЧАСТЬ II.
ТЕОРИЯ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
Глава 4. Основные свойства и эквивалентные параметры
электрических цепей
при синусоидальных токах 143
4.1. Синусоидальные ЭДС, напряжения и токи. Источники
синусоидальных
ЭДС и токов
143
4.2. Действующие и средние значения периодических ЭДС,
напряжений и токов
146
4.3. Изображение синусоидальных ЭДС, напряжений и токов
с помощью вращающихся векторов. Векторные диаграммы
148
4.4. Установившийся синусоидальный ток в цепи с
последовательным
соединением участков r, L и C
149
4.5. Установившийся синусоидальный ток в цепи с параллельным
соединением участков g, L и C
153
4.6. Активная, реактивная и полная мощности
155
4.7. Мгновенная мощность и колебания энергии в цепи
синусоидального тока
158
4.8. Эквивалентные параметры сложной цепи переменного тока,
рассматриваемой
в целом как двухполюсник
161
4.9. Схемы замещения двухполюсника при заданной частоте
164
4.10. Влияние различных факторов на эквивалентные параметры
цепи
166
Глава 5. Методы расчета электрических цепей при установившихся
синусоидальном и постоянном токах 168
5.1. Комплексный метод
168
5.2. Комплексные сопротивление и проводимость
172
5.3. Выражения законов Ома и Кирхгофа в комплексной форме
173
5.4. Расчет мощности по комплексным напряжению и току
174
5.5. Расчет при последовательном соединении участков цепи
175
5.6. Расчет при параллельном соединении участков цепи
175
5.7. Расчет при смешанном соединении участков цепи
176
5.8. О расчете сложных электрических цепей
177
5.9. Расчет цепи, основанный на преобразовании соединения
треугольником
в эквивалентное соединение звездой
182
5.10. Преобразование источников ЭДС и тока
184
5.11. Метод контурных токов
186
5.12. Метод узловых напряжений
193
5.13. Метод сечений
199
5.14. Метод смешанных величин
202
5.15. Принцип наложения и основанный на нем метод расчета цепи
207
5.16. Принцип взаимности и основанный на нем метод расчета
цепи
209
5.17. Метод эквивалентного генератора
210
5.18. Расчет цепей при наличии взаимной индукции
214
5.19. Трансформаторы с линейными характеристиками. Идеальный
трансформатор
219
5.20. Цепи, связанные через электрическое поле
223
5.21. Баланс мощностей в сложной цепи
224
5.22. Расчет сложных цепей при постоянном токе
225
5.23. Проблемы расчета установившихся режимов сложных
электрических цепей
226
5.24. Топологические методы расчета цепей
227
Глава 6. Резонансные явления и частотные характеристики 232
6.1. Понятие о резонансе и о частотных характеристиках в
электрических цепях
232
6.2. Резонанс в случае последовательного соединения участков
r, L, C
232
6.3. Частотные характеристики цепи с последовательным
соединением участков r, L, C
234
6.4. Резонанс при параллельном соединении участков g, L, C
237
6.5. Частотные характеристики цепи с параллельным
соединением участков g, L, C
239
6.6. Частотные характеристики цепей, содержащих только
реактивные элементы
241
6.7. Частотные характеристики цепей в общем случае
244
6.8. Резонанс в индуктивно-связанных контурах
247
6.9. Практическое значение явления резонанса в электрических
цепях
248
Глава 7. Расчет трехфазных цепей 251
7.1. Многофазные цепи и системы и их классификация
251
7.2. Расчет трехфазной цепи в общем случае несимметрии ЭДС
и несимметрии цепи
255
7.3. Получение вращающегося магнитного поля
257
7.4. Разложение несимметричных трехфазных систем на
симметричные
составляющие
259
7.5. О применении метода симметричных составляющих к расчету
трехфазных цепей
261
Глава 8. Расчет электрических цепей при несинусоидальных
периодических
ЭДС, напряжениях и токах 265
8.1. Метод расчета мгновенных установившихся напряжений и
токов
в линейных электрических цепях при действии периодических
несинусоидальных ЭДС
265
8.2. Зависимость формы кривой тока от характера цепи
при несинусоидальном напряжении
268
8.3. Действующие периодические несинусоидальные токи,
напряжения и ЭДС
270
8.4. Активная мощность при периодических несинусоидальных
токах и напряжениях
271
8.5. Особенности поведения высших гармоник в трехфазных
цепях
273
8.6. О составе высших гармоник при наличии симметрии форм
кривых тока
или напряжения
274
8.7. Представление ряда Фурье в комплексной форме
276
8.8. Биения колебаний
278
8.9. Модулированные колебания
280
Глава 9. Расчет переходных процессов в электрических цепях
с сосредоточенными параметрами классическим методом 282
9.1. О переходных процессах в линейных электрических цепях
282
9.2. Общий путь расчета переходных процессов в линейных
электрических цепях
283
9.3. Метод переменных состояния
284
9.4. Определение постоянных интегрирования из начальных
условий
286
9.5. Переходные процессы в цепи с последовательно
соединенными
участками r и L
288
9.6. Переходные процессы в цепи с последовательно
соединенными
участками r и C
293
9.7. Переходные процессы в цепи с последовательно
соединенными
участками r, L и С
298
9.8. Разряд конденсатора на цепь r, L
301
9.9. Включение цепи r, L, С под постоянное напряжение
307
9.10. Включение цепи r, L, С под синусоидальное напряжение
308
9.11. Переходные процессы при мгновенном изменении параметров
участков цепи
311
9.12. Расчет переходных процессов в сложной цепи
316
9.13. Расчет переходных процессов методом переменных
состояния
320
9.14. Численное интегрирование уравнений состояния
332
9.15. Устойчивость методов численного интегрирования
336
9.16. Жесткость систем дифференциальных уравнений
электрических цепей
341
9.17. Системные методы численного решения уравнений
состояния электрических цепей
346
9.18. Расчет переходных процессов в электрических цепях
методом синтетических схем
351
Глава 10. Расчет переходных процессов в цепях с сосредоточенными
параметрами операторным методом 358
10.1. Операторное изображение функций, их производных и
интегралов
358
10.2. Примеры изображений функций
361
10.3. Законы Кирхгофа и Ома в операторной форме
363
10.4. Расчет переходных процессов в электрических цепях
операторным методом
366
10.5. Переход от изображений к оригиналу. Теорема разложения
369
10.6. Свойства корней характеристического уравнения
373
Глава 11. Спектральное представление непериодических функций -
интегральное преобразование Фурье. Расчет переходных
процессов методом частотных характеристик 375
11.1. Представление непериодических функций времени
с помощью интеграла Фурье
375
11.2. Частотные характеристики
377
11.3. Получение частотных характеристик заданной функции
времени
378
11.4. Расчет переходных процессов при помощи частотных
характеристик
381
11.5. Связь преобразования Фурье с преобразованием Лапласа.
Понятие о комплексной частоте
384
Глава 12. Расчет электрических цепей при воздействии
импульсных ЭДС и ЭДС произвольной формы 386
12.1. Понятие об импульсных ЭДС, токах и импульсных системах
386
12.2. Переходные и импульсные характеристики электрической
цепи
и расчет цепи при воздействии импульсных ЭДС и токов
387
12.3. Расчет цепи при воздействии ЭДС произвольной формы -
интеграл Дюамеля
391
12.4. Расчет установившихся режимов при помощи интеграла
Дюамеля
и правого преобразования Лапласа
393
12.5. Расчет переходных процессов в сложных цепях при помощи
правого преобразования Лапласа
397
12.6. Расчет электрических цепей при воздействии импульсных
ЭДС
методом правого преобразования Лапласа
399
12.7. Расчет цепи при действии последовательности импульсов
путем решения разностных уравнений цепи
404
12.8. Метод z-преобразования
410
12.9. Расчет переходных процессов в электрических цепях
методом
z-преобразования
413
12.10. О случайных процессах в электрических цепях
416
Глава 13. Анализ общих свойств четырехполюсников 418
13.1. Различные виды уравнений четырехполюсника
418
13.2. Эквивалентные схемы четырехполюсника
422
13.3. Экспериментальное определение параметров
четырехполюсника
423
13.4. Соединения четырехполюсников и матричная запись
уравнений четырехполюсника
424
13.5. Передаточные функции четырехполюсников
426
13.6. Дифференцирующие и интегрирующие цепи
431
13.7. Обратные связи
433
13.8. Активный четырехполюсник
435
13.9. Чувствительность характеристик электрических цепей
к изменению параметров элементов
437
Глава 14. Цепные схемы. Электрические фильтры.
Структурные схемы
440
14.1. Характеристические параметры четырехполюсника
440
14.2. Передаточные функции согласованных цепных схем
443
14.3. Электрические фильтры
444
14.4. Электрические фильтры нижних частот типа k
447
14.5. Электрические фильтры нижних частот типа m
449
14.6. Метод преобразования частоты. Электрические фильтры
верхних частот.
Полосовые электрические фильтры
451
14.7. Структурные схемы
453
14.8. К вопросу об устойчивости в электрических цепях
456
Глава 15. Синтез электрических цепей 460
15.1. Задача синтеза электрических цепей
460
15.2. Свойства входных функций пассивных электрических цепей
461
15.3. Представление входных функций в виде простых дробей
463
15.4. Реализация входных функций двухполюсника, имеющих
вещественные
и мнимые корни знаменателя, при помощи разложения этих
функций на простые дроби
464
15.5. Реализация входных функций двухполюсника, имеющих
только мнимые
корни знаменателя, при помощи представления этих функций
в виде цепных дробей
468
15.6. Синтез входной функции двухполюсника в общем случае.
Проверка отсутствия нулей и полюсов в правой полуплоскости
474
15.7. Синтез входной функции двухполюсника в общем случае.
Проверка условия положительности функции Re [F(p)] ? 0 при Re (p)
? ? 0
476
15.8. Синтез входной функции двухполюсника в общем случае.
Реализация заданных функций, имеющих вещественные, мнимые
и комплексные корни
479
15.9. О синтезе передаточных функций четырехполюсника
483
Глава 16. Диагностика электрических цепей 486
16.1. Задачи и методы диагностики электрических цепей
486
16.2. Диагностика пассивных цепей методом узловых
сопротивлений
488
16.3. Диагностика пассивных цепей обобщенным методом узловых
сопротивлений
494
16.4. Использование метода узловых сопротивлений для
диагностики
активных электрических цепей
496
16.5. Диагностика электрических цепей в условиях неполноты
и противоречивости исходных данных
497
16.6. Диагностики электрических цепей, обладающих жесткими
математическими моделями
499
Алфавитный указатель 507