Теоретични основи на електротехниката Демирчян. Леонид Робертович Нейман

Предговор. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Въведение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . единадесет

ЧАСТ I. ОСНОВНИ КОНЦЕПЦИИ И ЗАКОНИ НА ТЕОРИЯТА НА ЕЛЕКТРОМАГНИТНОТО ПОЛЕ

И ТЕОРИИ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИТЕ И МАГНИТНИТЕ ВЕРИГИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Глава 1. Обобщение на понятията и законите на електромагнитното поле. . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.1. Общ физическа основапроблеми на теорията на електромагнитното поле и теорията на електрическите и магнитните вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

1.2. Заредено елементарни частиции електромагнитното поле като специални видове материя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . осемнадесет

1.3. Връзка между електрически и магнитни явления. Електрическото и магнитното поле като две страни на едно електромагнитно поле. . . . . . . . . . . . 21

1.4. Връзка на заряда на частици и тела с тяхното електрическо поле. Теорема на Гаус. . . . . . . . 26 1.5. Поляризация на веществата. електрическо изместване. Постулатът на Максуел. . . . . . . . 29 1.6. Електрически токове на проводимост, пренос и изместване. . . . . . . . . . . . . . . . . 35 1.7. Принципът на непрекъснатост на електрическия ток. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 1.8. електрическо напрежение. Разлика на електрическите потенциали.

Електродвижеща сила. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 1.9. магнитен поток. Принципът на непрекъснатостта на магнитния поток. . . . . . . . . . . . . . 52 1.10. Законът за електромагнитната индукция. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 1.11. Поточна връзка. ЕМП на самоиндукция и взаимна индукция. Принцип

електромагнитна инерция. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 1.12. Потенциални и вихрови електрически полета. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 1.13. Връзка между магнитно поле и електрически ток. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 1.14. Намагнитване на материята и напрегнатост на магнитното поле. . . . . . . . . . . . . 69 1.15. Пълен актуален закон. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 1.16. Основни уравнения на електромагнитното поле. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

Глава 2. Енергийни и механични прояви на електрически и магнитни полета. . . . . 76

2.1. Енергия на система от заредени тела. Разпределение на енергия в електрическо поле. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

2.2. Енергия на системата от вериги с електрически ток.

Разпределение на енергията в магнитно поле. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 2.3. Сили, действащи върху заредени тела. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 2.4. електромагнитна сила. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

Въпроси, упражнения, задачи към 1 и 2 глава. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

1.1. Връзка на заряда на частици и тела с тяхното електрическо поле. Теорема на Гаус. . . . . . . . 95 1.2. електрическо изместване. Постулатът на Максуел. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 1.3. Видове електрически ток и принцип на непрекъснатост на електрическия ток. . . . 100 1.4. Електрическо напрежение и потенциал. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 1.5. Магнитна индукция. Принципът на непрекъснатостта на магнитния поток. . . . . . . . . . 106

4 Съдържание

1.6. Законът за електромагнитната индукция. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 1.7. Индуктивност и взаимна индуктивност. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 1.8. Потенциални и вихрови електрически полета. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 1.9. Връзка между магнитно поле и електрически ток. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 1.10. Намагнитване на материята и закон за пълния ток. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 2.1. Енергия на система от заредени тела. Енергийни вериги с токове. . . . . . . . . . . . . 120 2.2. Сили, действащи върху заредени тела. електромагнитна сила. . . . . . . . . . 123

Глава 3. Основни понятия и закони на теорията на електрическите вериги. . . . . . . . . . . . . . . . 129 3.1. Електрически и магнитни вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 3.2. Елементи на електрически вериги. Активни и пасивни части

електрически вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 3.3. Физични явления в електрически вериги. Вериги с разпределени

параметри. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 3.4. Научни абстракции, приети в теорията на електрическите вериги,

тяхното практическо значение и граници на приложимост.

Вериги със групирани параметри. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 3.5. Параметри на електрически вериги. Линейни и нелинейни

електрически и магнитни вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 3.6. Връзки между напрежение и ток в основните елементи

електрическа верига. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 3.7. Условни положителни посоки на тока и ЕМП

в елементите на веригата и напрежението на техните клеми. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 3.8. Източници на ЕМП и източници на ток. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 3.9. Схеми на електрически вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 3.10. Топологични концепции на електрическата схема. Схематична графика. . . . . . . . . . 153 3.11. Матрица за възлова връзка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 3.12. Закони на електрическите вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 3.13. Възлови уравнения за токове във веригата. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 3.14. Уравнения на веригата. Контурна матрица. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 3.15. Уравнения за токове в участъци от веригата. Разделителна матрица. . . . . . . . . . . . . . . . 165 3.16. Връзки между матрици на връзки, контури и сечения. . . . . . . . . . . . . . . . 168 3.17. Пълна система от уравнения на електрически вериги. Диференциални уравнения

процеси във вериги със групирани параметри. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 3.18. Анализът и синтезът са двете основни задачи на теорията на електрическите вериги. . . . . . 174

ЧАСТ II. ТЕОРИЯ НА ЛИНЕЙНИТЕ ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ВЕРИГИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

Глава 4. Основни свойства и еквивалентни параметри на електрически вериги със синусоидални токове. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

4.1. Синусоидална ЕМП, напрежения и токове. Източници на синусоидални ЕМП и токове. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

4.2. Ефективни и средни стойности на периодични ЕМП, напрежения и токове. . . 180 4.3. Показване на синусоидална ЕМП, напрежения и токове

използвайки въртящи се вектори. Векторни диаграми. . . . . . . . . . . . . . . . 182

4.4. Равномерен синусоидален ток във веригата

с последователно свързване на секции r , L è C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 4.5. Равномерен синусоидален ток във веригата

с паралелна връзкасегменти g , L è C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 4.6. Активна, реактивна и привидна мощност. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 4.7. Моментни колебания на мощността и енергията във верига със синусоидален ток. . . . . 192 4.8. Еквивалентни параметри на сложна AC верига,

разглежда като цяло като двуполюсник. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 4.9. Еквивалентни схеми на двуизводна мрежа при дадена честота. . . . . . . . . . . . . . . . . 198 4.10. Влиянието на различни фактори върху параметрите на еквивалентната схема. . . . . . . . . . 200

Въпроси, упражнения, задачи към 3 и 4 глава. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

3.1. Елементи на електрически вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 3.2. Източници в електрически вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 3.3. Топологични концепции на електрическата схема. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 3.4. Законите на Кирхоф. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 3.5. Топологични матрици. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 3.6. Уравнения на електрическата верига. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 4.1. Характеристики на синусоидалната ЕМП, напрежения и токове. . . . . . . . . . . . . . . 210 4.2. Векторни диаграми. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 4.3. Ток в последователна и паралелна верига

елементи r , L , C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 4.4. Мощност във верига със синусоидален ток. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 4.5. Еквивалентни параметри на верига, разглеждана като мрежа с два извода. . . . . . . 221

Глава 5. Методи за изчисляване на електрически вериги с постоянни синусоидални и постоянни токове. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224

5.1. Комплексен метод. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 5.2. Комплексно съпротивление и проводимост. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 5.3. Изразяване на законите на Ом и Кирхоф в комплексна форма. . . . . . . . . . . . . . . 229 5.4. Изчисляване на мощност по комплексно напрежение и ток. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 5.5. Изчисление за последователно свързване на секции на веригата. . . . . . . . . . . . . . . . . 231 5.6. Изчисление за паралелно свързване на секции на веригата. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 5.7. Изчисление за смесено свързване на верижни секции. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 5.8. За изчисляване на сложни електрически вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 5.9. Изчисление на верига на базата на трансформация на делта връзка

в еквивалентна звездна връзка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 5.10. Преобразуване на ЕМП и източници на ток. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 5.11. Метод на контурен ток. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 5.12. Метод на възловите напрежения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 5.13. Метод на раздела. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 5.14. Метод на смесените количества. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 5.15. Принципът на суперпозицията и методът за изчисляване на веригата въз основа на него. . . . . . . . . . . . 263 5.16. Принципът на реципрочност и методът за изчисляване на веригата въз основа на него. . . . . . . . . . . . 265 5.17. Методът на еквивалентния генератор. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267

6 Съдържание

5.18. Изчисляване на вериги при наличие на взаимна индукция. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 5.19. Трансформатори с линейни характеристики.

Идеален трансформатор. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 5.20. Вериги, свързани чрез електрическо поле. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 5.21. Баланс на мощността в сложна верига. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 5.22. Изчисляване на сложни вериги с DC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 5.23. Проблеми на изчисляването на стабилни режими

сложни електрически вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 5.24. Топологични методи за изчисляване на вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283

Въпроси, упражнения, задачи към 5 глава. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288

5.1. Комплексен метод. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 5.2. Методи за изчисляване на сложни електрически вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 5.3. Изчисляване на електрически вериги при наличие на взаимна индукция. . . . . . . . . . . . . 298

Глава 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302

6.1. Концепцията за резонансни и честотни характеристики в електрически вериги. . . 302 6.2. Резонанс в случай на последователно свързване на секции r, L, C. . . . . . . . . . 302 6.3. Честотна характеристика на последователна верига

графики r, L, C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 6.4. Резонанс с паралелно свързване на секции g, L, C. . . . . . . . . . . . . . . . . 307 6.5. Честотна характеристика на паралелна верига

графики g, L, C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 6.6. Честотни характеристики на вериги, съдържащи само

реактивни елементи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 6.7. Честотни характеристики на вериги в общия случай. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 6.8. Резонанс в индуктивно свързани вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 6.9. Практическото значение на явлението резонанс в електрическите вериги. . . . . . . . . . 318

Глава 7. Изчисляване на трифазни вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

7.1. Многофазни вериги и системи и тяхната класификация. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 7.2. Изчисляване на трифазна верига в общия случай на дисбаланс ЕМП

и верижни асиметрии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 7.3. Получаване на въртящо се магнитно поле. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 7.4. Декомпозиция на небалансирани трифазни системи

на симетрични компоненти. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 7.5. Относно приложението на метода на симетричните компоненти

за изчисляване на трифазни вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

Глава 8. Изчисляване на електрически вериги с несинусоидална периодична ЕМП, напрежения и токове. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335

8.1. Метод за изчисляване на моментни постоянни напрежения и токове в линейни електрически вериги под действието на периодични несинусоидални ЕМП. . . . 335

8.2. Зависимостта на формата на кривата на тока от характера на веригата

с несинусоидално напрежение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 8.3. Работни периодични несинусоидални токове, напрежения и ЕМП. . . . 340

8.4. Активна мощност при периодични несинусоидални токове и напрежения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341

8.5. Характеристики на поведението на висшите хармоници в трифазни вериги. . . . . . . . . . . . . 343 8.6. За състава на висшите хармоници при наличие на симетрия

вълнови форми на ток или напрежение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 8.7. Представяне на реда на Фурие в сложна форма. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 8.8. Вибрационни удари. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 8.9. модулирани вибрации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350

Въпроси, задачи и упражнения към 6, 7 и 8 глава. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352

6.1. Резонанс при последователно свързване на елементи r, L, C. . . . . . . . . . . . . 352 6.2. Резонанс с паралелно свързване на елементи g, L, C. . . . . . . . . . . . . . . . 353 6.3. Резонанс във вериги, съдържащи реактивни елементи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 6.4. Честотни характеристики на електрически вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 6.5. Резонанс в електрически вериги от произволен тип. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358 7.1. Класификация на многофазни вериги и системи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 7.2. Изчисляване на трифазни електрически вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362 7.3. Въртящо се магнитно поле. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 7.4. Метод на симетричните компоненти. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 8.1. Изчисляване на електрически вериги с периодични

несинусоидални напрежения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 8.2. Формата на кривите на тока в електрическа верига

с несинусоидално напрежение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 8.3. Ефективни стойности на периодични

несинусоидални стойности. активна мощност. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 8.4. Висши хармоници в трифазни вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370

Отговаряне на въпроси, решаване на задачи и задачи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371

1.1. Връзка на заряда на частици и тела с тяхното електрическо поле. Теорема на Гаус. . . . . . . 371 1.2. електрическо изместване. Постулатът на Максуел. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 1.3. Видове електрически ток и принцип на непрекъснатост на електрическия ток. . . . 375 1.4. Електрическо напрежение и потенциал. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 1.5. Магнитна индукция. Принципът на непрекъснатостта на магнитния поток. . . . . . . . . . 380 1.6. Законът за електромагнитната индукция. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 1.7. Индуктивност и взаимна индуктивност. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 1.8. Потенциални и вихрови електрически полета. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 1.9. Връзка между магнитно поле и електрически ток. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 1.10. Намагнитване на материята и закон за пълния ток. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387 2.1. Енергия на система от заредени тела. Енергийни вериги с токове. . . . . . . . . . . . . 389 2.1. Сили, действащи върху заредени тела. електромагнитни сили. . . . . . . . . . 391 3.1. Елементи на електрически вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396 3.2. Източници в електрически вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 3.3. Топологични концепции на електрическата схема. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399 3.4. Законите на Кирхоф. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399 3.5. Топологични матрици. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399

8 Съдържание

3.6. Уравнения на електрическата верига. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399 4.1. Характеристики на синусоидалната ЕМП, напрежения и токове. . . . . . . . . . . . . . . 400 4.2. Векторни диаграми. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 4.3. Ток в последователна и паралелна верига

елементи r , L , C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 4.4. Мощност във верига със синусоидален ток. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404 4.5. Еквивалентни параметри на верига, разглеждана като мрежа с два извода. . . . . . . 405 5.1. Комплексен метод. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407 5.2. Методи за изчисляване на сложни електрически вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 5.3. Изчисляване на електрически вериги при наличие на взаимна индукция. . . . . . . . . . . . . 422 6.1. Резонанс при последователно свързване на елементи r, L, C. . . . . . . . . . . . . . 424 6.2. Резонанс с паралелно свързване на елементи g, L, C. . . . . . . . . . . . . . . . 426 6.3. Резонанс във вериги, съдържащи реактивни елементи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427 6.4. Честотни характеристики на електрически вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429 6.5. Резонанс в електрически вериги от произволен тип. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430 7.1. Класификация на многофазни вериги и системи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432 7.2. Изчисляване на трифазни електрически вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434 7.3. Въртящо се магнитно поле. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434 7.4. Метод на симетричните компоненти. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435 8.1. Изчисляване на електрически вериги с периодични

несинусоидални напрежения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437 8.2. Формата на кривите на тока в електрическа верига

с несинусоидално напрежение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439 8.3. Ефективни стойности на периодични

несинусоидални стойности. активна мощност. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440 8.4. Висши хармоници в трифазни вериги. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440

Азбучен указател. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441

Предговор

Курсът "Теоретични основи на електротехниката" у нас стана през целия 20 век. в условията на интензивно развитие на промишлеността, както и мащабно производство, преобразуване, предаване и разширяване на областите на приложение на енергията на електромагнитното поле. В Ленинград той е създаден и разработен от действителни членове на Академията на науките на СССР В. Ф. Миткевич, Л. Р. Нейман и проф. П. Л. Калантаров. След Великата отечествена война те създават и през 1948 г. издават уникален учебник специално за курса TOE, който става водещ в СССР. Този учебник беше преведен и издаден в много страни и изигра решаваща роля за създаването на собствени училища по ТОЕ в тях. През 1966 г. развитието на курса TOE е отразено в нов учебник, създаден от L. R. Neiman и неговия ученик K. S. Demirchyan. Този учебник по курса TOE излиза 20 години след последното, трето издание.

Първоначалната работна програма за подготовката на четвъртото издание трябваше да бъде променена след събитията от 1991 г. и последвалата качествена промяна в икономическите и организационните основи на мотивацията за обучение на научни и инженерни кадри в Русия. През последните 20 години техническите средства за изчисление и тяхната наличност също се промениха значително. Значително повишена роля информационни технологиив учебния процес и професионална дейност. AT нов учебникСъщо така трябваше да внеса корекции, свързани с намаляване на часовете за пряка комуникация между ученици и учители и увеличаване на дела на курса, който се усвоява самостоятелно. В тази връзка учебникът е допълнен с раздели, които дават възможност за самостоятелното му разработване. Н. В. Коровкин и В. Л. Чечурин разработиха и включиха в учебника нови раздели, въпроси, насоки, проблемна книга и примери за решаване на най-типичните проблеми.

Един век опит в преподаването на курса по TOE в СССР и Русия показва, че първоначалната ориентация на курса към предимството на разбирането на характеристиките на електромагнитните процеси в конкретното разглеждано устройство пред формалните изчислителни методи става все по-важно. Развитието на възможностите на компютрите и техния софтуер в момента и в бъдеще е такова, че изучаването на изчислителните методи за тяхното разработване и развитие престава да бъде приоритет. На преден план излиза необходимостта от разбиране на същността на изследваните явления и методологичните основи на стандартните софтуерни средства за оценка на надеждността на получените числени и графични данни и тяхното съответствие с реалните характеристики на изчисленото устройство или явление. Една от най-важните задачи на предлагания учебник е да създаде у читателя способност и навик да навлиза в същността на физическите явления, протичащи в изследваната система или устройство.

10 Предговор

СССР, но и в много страни, където този предмет се появи, благодарение на неговите трудове и учебници. Аз и моите ученици В. Л. Чечурин и Н. В. Коровкин получихме почетната и трудна задача да бъдем достойни да продължим традициите, заложени в хода на ТОЕ от неговите основатели - ръководителите на катедрата ТОЕ на Ленинградския политехнически институт, академици на Академията на науките на СССР Владимир Федорович Миткевич, Леонид Робертович Нейман и професор Павел Лазаревич Калантаров.

Авторите считат за свое задължение, на първо място, да благодарят на професор И. Ф. Кузнецов за огромната му работа по редактирането на този учебник, ръководителя на катедрата по ТОЕ на Държавния политехнически университет в Санкт Петербург, Института на професор В. Н., член-кореспондент на руския Академия на науките П. А. Бутирин и проф. В. Г. Миронов, които съдействаха за издаването на учебника.

Авторите са благодарни на доц. Е. Е. Селина и ст. преподавател Т. И. Королева за помощта при разработването на въпроси, упражнения и задачи. Помощта на завършилите студенти А. С. Адалев, Ю. Авторите са благодарни на кандидата на техническите науки A.N. Modulina и инженер V.A. Kuzmina за тяхната неоценима помощ при подготовката на ръкописа за публикуване, както и на доцента R.P. обсъждане на нови раздели на учебника въз основа на тези, използвани в това издание методически разработкиотдели.

Решаващ принос имаше за завършването и оформянето на изданието на този учебник финансова помощ RFBR.

Действителен член на Академиите на науките на СССР и Русия К. С. Демирчян

Въведение

Теоретичната електротехника в Русия и СССР се развива въз основа на признаването на материалността на електромагнитното поле и значението на разбирането на картината на протичането на разглежданите физически процеси за тяхното практическо използване и описание под формата на математически модели. Развитието на тази школа през 20-ти век се отличава с усвояването на постижения в областите, главно физиката на електромагнитните явления и приложната математика. Практическата неделимост на изследванията на физическите явления, разработването на модели на тези явления и решаването на приложни проблеми, свързани с изчисляването на изучаваните физични величини, трябва да се считат за характерни за този период за учените в Русия и СССР.

Първите трудове в областта на електричеството в Русия принадлежат на гениалния руски учен академик М. В. Ломоносов. М. В. Ломоносов, създал много забележителни трудове в различни области на науката, посвети голям брой трудове на изучаването на електричеството. В своите теоретични изследвания той изложи положения, които бяха далеч пред неговата епоха, и постави проблеми с изключителна дълбочина. И така, по негово предложение през 1755 г. Академията на науките предложи като конкурентна тема за наградата задачата да „намира истинската причина за електрическата сила и да състави нейната точна теория“.

Съвременник на М. В. Ломоносов е руският академик Ф. Епинус. Той притежава приоритета на откриването на термоелектричните явления и явлението електростатична индукция. Особено внимание заслужава докладът, направен от него през 1758 г. в Академията на науките на тема „Реч за връзката на електрическата сила и магнетизма“.

Понастоящем ние добре знаем, че има неразривна връзка между електрическите и магнитните явления и това условие е в основата съвременно преподаванеза електромагнитните явления. Но научната мисъл стигна до такова убеждение само в резултат на дълго натрупване на експериментални факти и дълго време електрическите явления и магнитните явления се считаха за независими, нямащи връзка помежду си. Първата подробна научна работа на Гилбърт върху магнитните и електрическите явления е публикувана през 1600 г. В тази работа обаче Гилбърт стига до грешното заключение, че електрическите и магнитните явления нямат връзка помежду си.

Сходството между механичното взаимодействие на електрически заредени тела и механичното взаимодействие на полюсите на магнитите естествено доведе до опит за еднакво обяснение на тези явления. Възникна идеята за положителни и отрицателни магнитни маси, разпределени в краищата на магнита и причиняващи магнитно взаимодействие. Но подобно предположение, както сега знаем, не отговаря на физическата природа на магнитните явления. Възниква исторически по аналогия с идеята за положително и отрицателно електричество, което съответства на физическата същност на електрическите явления. Според съвременните концепции, електрически

12 Въведение

sky заряд на всяко тяло се формира от набор от заряди, които са в непрекъснато движение на положително или отрицателно заредени елементарни частици - протони, електрони и др.

Количествените зависимости, характеризиращи механичните взаимодействия на електрически заредени тела и механичните взаимодействия на магнитните маси на полюсите на магнита, са публикувани за първи път през 1785 г. от Кулон. Но още Кулон обърна внимание на съществената разлика между магнитните маси и електрическите заряди.

Разликата следва от следните прости експерименти. Лесно можем да разделим положителните и отрицателните електрически заряди един от друг, но никога и при никакви обстоятелства не можем да направим експеримент, в резултат на който положителните и отрицателните магнитни маси да бъдат отделени една от друга. В тази връзка Кулон предполага, че отделните малки обемни елементи на магнита, когато са намагнетизирани, се превръщат в малки магнити и че само вътре в такива обемни елементи положителните магнитни маси се изместват в една посока, а отрицателните - в обратната посока.

Въпреки това, ако положителните и отрицателните магнитни маси имаха независимо съществуване вътре в елементарните магнити, тогава все още можеше да се надяваме в някакъв експеримент, в който ще бъде извършено директно въздействие върху тези елементарни магнити, за да се отдели отрицателната маса от положителната, просто като, действайки на молекула с общ електрически заряд, равен на нула, ние успяваме да я разделим на отрицателно и положително заредени частици - т. нар. йони. Но дори и в елементарни процеси никога не се откриват отделно съществуващи положителни и отрицателни магнитни маси.

Разкриването на истинската природа на магнитните явления датира от началото на предишния век. Този период е белязан от редица забележителни открития, които установяват най-тясната връзка между електрическите и магнитните явления.

 1820 Ерстед прави експерименти, в които открива механичния ефект на електрическия ток върху магнитна стрелка.

 През 1820 г. Ампер показа, че соленоид с ток е подобен в действието си на магнит и предположи, че за постоянен магнит истинската причина за възникването на магнитни действия също са електрически токове, които се затварят по някои елементарни вериги вътре в тялото на магнита. Тези идеи са намерили конкретен израз в съвременните идеи, според които магнитното поле на постоянен магнит се дължи на елементарни електрически токове, които съществуват в веществото на магнита и са еквивалентни на магнитните моменти на елементарните частици, които образуват веществото . По-специално, тези елементарни токове са резултат от въртенето на електроните около техните оси, както и въртенето на електроните в орбитите в атомите.

Така стигаме до извода, че магнитните маси всъщност не съществуват.

Всички изследвания, споменати по-горе, установиха най-важното положение, че движението на електрически заредени частици и тела винаги е придружено от

4.1. Синусоидална ЕМП, напрежения и токове. Източници на синусоидални ЕМП и токове
4.2. Ефективни и средни стойности на периодични ЕМП, напрежения и токове
4.3. Изобразяване на синусоидална ЕМП, напрежения и токове с помощта на въртящи се вектори. Векторни диаграми
4.4. Постоянен синусоидален ток във верига с последователно свързване на секции r, Ли ° С
4.5. Постоянен синусоидален ток във верига с паралелно свързване на секции ж, Ли ° С
4.6. Активна, реактивна и привидна мощност
4.7. Моментни колебания на мощността и енергията във верига със синусоидален ток
4.8. Еквивалентни параметри на сложна променливотокова верига, разглеждана като цяло като двуизводна мрежа
4.9. Еквивалентни схеми на двуизводна мрежа при дадена честота
4.10. Влиянието на различни фактори върху параметрите на еквивалентната схема

3.1. Елементи на електрически вериги


3.4. Законите на Кирхоф
3.5. Топологични матрици


4.2. Векторни диаграми
r, Л, ° С

5.1. Комплексен метод
5.2. Комплексно съпротивление и проводимост
5.3. Изразяване на законите на Ом и Кирхоф в комплексна форма
5.4. Изчисляване на мощност по комплексно напрежение и ток
5.5. Изчисление за последователно свързване на секции на веригата
5.6. Изчисление за паралелно свързване на секции на веригата
5.7. Изчисление за смесено свързване на секции на веригата
5.8. За изчисляване на сложни електрически вериги
5.9. Изчисление на верига, базирано на преобразуване на връзка триъгълник в еквивалентна връзка звезда
5.10. Преобразуване на ЕМП и източници на ток
5.11. Метод на контурен ток
5.12. Метод на възловото напрежение
5.13. Метод на раздела
5.14. Метод на смесена стойност
5.15. Принципът на суперпозицията и методът за изчисляване на веригата, базиран на него
5.16. Принципът на реципрочност и базираният на него метод за верижно изчисление
5.17. Метод на еквивалентен генератор
5.18. Изчисляване на вериги при наличие на взаимна индукция
5.19. Трансформатори с линейни характеристики. Идеален трансформатор
5.20. Вериги, свързани чрез електрическо поле
5.21. Баланс на мощността в сложна верига
5.22. Изчисляване на сложни вериги с постоянен ток
5.23. Проблеми на изчисляването на стабилни режими на сложни електрически вериги
5.24. Топологични методи за изчисляване на вериги

5.1. Комплексен метод

6.1. Концепцията за резонансни и честотни характеристики в електрически вериги
6.2. Резонанс при последователно свързване на секции r, Л, ° С
6.3. Честотни характеристики на верига с последователно свързване на секции r, Л, ° С
6.4. Резонанс с паралелно свързване на секции ж, Л, ° С
6.5. Честотни характеристики на верига с паралелно свързване на секции ж, Л, ° С
6.6. Честотни характеристики на вериги, съдържащи само реактивни елементи
6.7. Честотни характеристики на вериги в общия случай
6.8. Резонанс в индуктивно свързани вериги
6.9. Практическото значение на явлението резонанс в електрическите вериги

7.1. Многофазни вериги и системи и тяхната класификация
7.2. Изчисляване на трифазна верига в общия случай на дисбаланс на ЕМП и дисбаланс на веригата
7.3. Получаване на въртящо се магнитно поле
7.4. Разлагане на небалансирани трифазни системи на симетрични компоненти
7.5. Относно приложението на метода на симетричните компоненти за изчисляване на трифазни вериги

8.1. Метод за изчисляване на моментни стабилни напрежения и токове в линейни електрически вериги под действието на периодична несинусоидална ЕМП
8.2. Зависимостта на формата на кривата на тока от характера на веригата при несинусоидално напрежение
8.3. Работни периодични несинусоидални токове, напрежения и ЕМП
8.4. Активна мощност при периодични несинусоидални токове и напрежения
8.5. Характеристики на поведението на висшите хармоници в трифазни вериги
8.6. За състава на висшите хармоници при наличие на симетрия на формите на кривите на тока или напрежението
8.7. Представяне на реда на Фурие в сложна форма
8.8. Вибрационни удари
8.9. Модулирани трептения

6.1. Резонанс, когато елементите са свързани последователно r, Л, ° С
ж, Л, ° С

1.1. Връзка на заряда на частици и тела с тяхното електрическо поле. Теорема на Гаус
1.2. електрическо изместване. Постулатът на Максуел
1.3. Видове електрически ток и принцип на непрекъснатост на електрическия ток
1.4. Електрическо напрежение и потенциал
1.5. Магнитна индукция. Принцип на непрекъснатост на магнитния поток
1.6. Закон за електромагнитната индукция
1.7. Индуктивност и взаимна индуктивност
1.8. Потенциални и вихрови електрически полета
1.9. Връзка на магнитно поле с електрически ток
1.10. Намагнитване на материята и закон за пълния ток
2.1. Енергия на система от заредени тела. Енергия на вериги с токове
2.2. Сили, действащи върху заредени тела. Електромагнитни сили
3.1. Елементи на електрически вериги
3.2. Източници в електрически вериги
3.3. Топологични концепции на електрическа схема
3.4. Законите на Кирхоф
3.5. Топологични матрици
3.6. Уравнения на електрическата верига
4.1. Характеристики на синусоидалната ЕМП, напрежения и токове
4.2. Векторни диаграми
4.3. Ток във верига с последователно и паралелно свързване на елементи r, Л, ° С
4.4. Мощност във верига със синусоидален ток
4.5. Еквивалентни параметри на верига, разглеждана като мрежа с два извода
5.1. Комплексен метод
5.2. Методи за изчисляване на сложни електрически вериги
5.3. Изчисляване на електрически вериги при наличие на взаимна индукция
6.1. Резонанс, когато елементите са свързани последователно r, Л, ° С
6.2. Резонанс, когато елементите са свързани паралелно ж, Л, ° С
6.3. Резонанс във вериги, съдържащи реактивни елементи
6.4. Честотни характеристики на електрически вериги
6.5. Резонанс в електрически вериги от произволен тип
7.1. Класификация на многофазни вериги и системи
7.2. Изчисляване на трифазни електрически вериги
7.3. Въртящо се магнитно поле
7.4. Метод на симетричните компоненти
8.1. Изчисляване на електрически вериги при периодични несинусоидални напрежения
8.2. Формата на кривите на тока в електрическата верига при несинусоидално напрежение
8.3. Ефективни стойности на периодични несинусоидални величини. Активна мощност
8.4. Висши хармоници в трифазни вериги

Курсът "Теоретични основи на електротехниката" се превърна в нашата страна през целия XX век. в условията на интензивно развитие на промишлеността, както и мащабно производство, преобразуване, предаване и разширяване на областите на приложение на енергията на електромагнитното поле.

Общофизични основи на проблемите в теорията на електромагнитното поле и теорията на електрическите и магнитните вериги.
Електромагнитното поле е основният физичен агент, който се използва широко в техническите и физически устройства за предаване и преобразуване на енергия или сигнали. Процесите, свързани с електромагнитното поле, се характеризират с това, че изискват описание на електромагнитното поле във времето и пространството. Това предопределя необходимостта от разработване на методи на теорията на електромагнитното поле. Сложният характер на описанието на електромагнитните явления в конкретни устройства налага да се намерят начини за изчисляване на тези процеси, главно в зависимост от времето, което е свързано с развитието на теорията на електрическите вериги.

След като отделихме определени устройства, в които определени характеристики на електромагнитното поле се проявяват като елементи на електрически вериги, получаваме възможност да използваме теорията на електрическите вериги за създаване на нови сложни устройства и устройства, които изпълняват определени функции. Теорията на електрическите вериги получи изключително голямо развитие именно поради факта, че позволява да се опростят изчисленията на електромагнитните процеси. В същото време тези опростявания основно съдържат редица предположения и предположения, които трябва да бъдат разбрани и оценени, за които е необходимо да имате ясни познания за основните физични закони на електромагнитните явления и техните широки обобщения.

Съдържание.
ЧАСТ I. ОСНОВНИ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНИ НА ТЕОРИЯТА НА ЕЛЕКТРОМАГНИТНОТО ПОЛЕ И ТЕОРИЯТА НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИТЕ И МАГНИТНИТЕ ВЕРИГИ.
Глава 1. Обобщение на понятията и законите на електромагнитното поле.
Глава 2. Енергийни и механични прояви на електрически и магнитни полета.
Глава 3. Основни понятия и закони на теорията на електрическите вериги.
ЧАСТ II. ТЕОРИЯ НА ЛИНЕЙНИТЕ ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ВЕРИГИ.
Глава 4. Основни свойства и еквивалентни параметри на електрически вериги.
Глава 5. Методи за изчисляване на електрически вериги с постоянни синусоидални и постоянни токове.
Глава 6
Глава 7. Изчисляване на трифазни вериги.
Глава 8. Изчисляване на електрически вериги с несинусоидална периодична ЕМП, напрежения и токове.

Безплатно сваляне електронна книгав удобен формат, гледайте и четете:
Изтеглете книгата Теоретични основи на електротехниката, том 1, Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л., 2004 г. - fileskachat.com, бързо и безплатно изтегляне.

Изтегли pdf
По-долу можете да закупите тази книга на най-добрата намалена цена с доставка в цяла Русия.

Теоретични основи на електротехниката: В 3 т. Учебник за ВУЗ. Том 1. - 4-то изд. / К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин. - Санкт Петербург: Питър, 2003. - 463 с.: ил.

Първият том обобщава основната информация за електромагнитните явления и формулира основните понятия и закони от теорията на електрическите и магнитните вериги. Имотите са описани линейни електрически вериги; дадени са методи за изчисляване на стационарни процеси в електрически вериги; разглежда резонансни явления във вериги и въпроси на анализа трифазни вериги.

Учебникът включва раздели, които помагат самостоятелно проучванесложен теоретичен материал. Всички раздели са придружени с въпроси, упражнения и задачи. Повечето от тях имат отговори и решения.

Учебникът е предназначен за студенти от висши технически образователни институции, предимно в електрическата и енергийната промишленост.

За структурата на учебника

Добре " Теоретични основи на електротехниката» включва четири части. Първият, сравнително кратък, наречен „Основни понятия и закони и теории”, съдържа обобщения на понятия и закони от областта на електромагнитните явления и развитие на формулировки и определения на основните понятия и закони на теорията електрически и магнитни вериги. Тази част, свързваща курсове по физика и теоретични основи на електротехниката, същевременно формира правилните физически представи на читателя за процесите, протичащи в електрически и магнитни веригии в електромагнитни полета. Също така помага за по-доброто разбиране на математическите формулировки и методите за решаване на проблеми, представени в следващите части на курса.

Втората и най-голяма част от курса, наречена "", съдържа последователно представяне на тази теория, придружено от значителен брой примери. Ето основните свойства линейни електрически веригии различни подходи за изчисляване на стационарни и преходни процеси в такива вериги. Основното внимание се обръща на методите за анализ, които позволяват да се изчислят характеристиките на електромагнитните процеси в електрически вериги, чиято структура и параметри са известни. В същото време се разглеждат и основните подходи към проблемите на синтеза и диагностиката на схеми, чиято актуалност нараства в момента. Прилагането на методите от тези раздели на учебника ви позволява да създавате електрически вериги с предварително зададени свойства, както и да определяте параметрите или да диагностицирате състоянието на реални устройства.

Третата част от курса се нарича " Теория на нелинейните електрически и магнитни вериги". Той определя свойствата нелинейни електрически и магнитни веригии методи за изчисляване на протичащите в тях процеси. Параметрите на нелинейните вериги зависят от тока, напрежението или магнитния поток, което води до значително усложняване на математическите модели на нелинейните елементи и методите за анализ на процесите в нелинейни вериги. Въпреки това, тези въпроси са от голямо значение поради широкото използване на схемни елементи с нелинейни характеристики в съвременните устройства.

Последната, четвърта, част е "". Много електрически проблеми не могат да бъдат напълно решени с теория на веригатаи трябва да се решава с помощта на методи теория на електромагнитното поле. На първо място, тези методи са необходими за изчисляване на най-важните електромагнитни параметриелектрически устройства, като индуктивност, капацитет, съпротивление, което обаче далеч не изчерпва обхвата на тяхното приложение. Без употреба съвременни методи теория на електромагнитното поленевъзможно е да се разгледат въпросите за излъчването и разпространението на електромагнитни вълни в космоса, загубите в мощни енергийни устройства, създаването и използването на устройства със силни електрически или магнитни полета и др.

Наличието в учебника на първа част „Основни понятия и закони теория на електромагнитнотополета и теории електрически и магнитни вериги”, дава възможност да започне разглеждането на теорията електромагнитно полеот общи уравнения, което ни позволява да разгледаме подробно подходите за решаване на проблемите на теорията електромагнитно полеи примери за решаването им в ограничения обем на учебника.

Учебникът е с непрекъсната номерация на главите. Първият том на учебника включва част 1 „Основни понятия и закони теория на електромагнитното полеи теория електрически и магнитни вериги” (глави 1-3) и началото на част 2 “ Теория на линейните електрически вериги"(глави 3-8), във втори том - краят на част 2" Теория на линейните електрически вериги" (глави 9-18), както и част 3 " Теория на нелинейните електрически вериги"(глави 19-22), в трети том - част 4" Теория на електромагнитното поле» (глави 23-30). Четвъртият том съдържа въпроси, упражнения и задачи за всички части на курса, както и набор от изчислителни задачи за целия курс с насокиза изпълнението им. Съдържа и отговори на въпроси, решения на упражнения и задачи. Изтеглете Теоретични основи на електротехниката: В 3 тома Учебник за ВУЗ. Том 1. - 4-то изд. / К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин. - Санкт Петербург: Питър, 2003

Предговор

Въведение

ЧАСТ I Основни понятия и закони на теорията на електромагнитното поле и теорията на електрическите и магнитните вериги

Глава 1 Обобщение на понятията и законите на електромагнитното поле

1.1. Общофизични основи на проблемите в теорията на електромагнитното поле и теорията на електрическите и магнитните вериги

1.2. Заредените елементарни частици и електромагнитното поле като специални видове материя

1.3. Връзка между електрически и магнитни явления. Електрическото и магнитното поле като две страни на едно електромагнитно поле

1.4. Връзка на заряда на частици и тела с тяхното електрическо поле. Теорема на Гаус

1.5. Поляризация на веществата. електрическо изместване. Постулатът на Максуел

1.6. Електрически токове на проводимост, пренос и изместване

1.7. Принципът на непрекъснатост на електрическия ток

1.8. електрическо напрежение. Разлика на електрическите потенциали. Електродвижеща сила

1.9. магнитен поток. Принцип на непрекъснатост на магнитния поток

1.10. Закон за електромагнитната индукция

1.11. Поточна връзка. ЕМП на самоиндукция и взаимна индукция. Принцип на електромагнитната инерция

1.12. Потенциални и вихрови електрически полета

1.13. Връзка на магнитно поле с електрически ток

1.14. Намагнитване на материята и напрегнатост на магнитното поле

1.15. Пълен актуален закон

1.16. Основни уравнения на електромагнитното поле

Глава 2 Енергийни и механични прояви на електрически и магнитни полета

2.1. Енергия на система от заредени тела. Разпределение на енергията в електрическо поле

2.2. Енергия на системата от вериги с електрически ток. Разпределение на енергията в магнитно поле

2.3. Сили, действащи върху заредени тела

2.4. електромагнитна сила

Въпроси, упражнения, задачи към 1 и 2 глава

2.2. Сили, действащи върху заредени тела. електромагнитна сила

Глава 3 Основни понятия и закони на теорията на електрическите вериги

3.1. Електрически и магнитни вериги

3.2. Елементи на електрически вериги. Активни и пасивни части на електрически вериги

3.3. Физични явления в електрически вериги. Схеми с разпределени параметри

3.4. Научни абстракции, приети в теорията на електрическите вериги, тяхното практическо значение и граници на приложимост. Групирани вериги

3.5. Параметри на електрически вериги. Линейни и нелинейни електрически и магнитни вериги

3.6. Връзки между напрежение и ток в основните елементи на електрическата верига

3.7. Условни положителни посоки на тока и ЕМП в елементите на веригата и напрежението на техните клеми

3.8. Източници на ЕМП и източници на ток

3.9. Електрически схеми

3.10. Топологични концепции на електрическата схема. Схематична графика

3.11. Матрица за възлова връзка

3.12. Закони на електрическите вериги

3.13. Възлови уравнения за токове във веригата

3.14. Уравнения на веригата. Контурна матрица

3.15. Уравнения за токове в участъци от веригата. Разделителна матрица

3.16. Връзки между матрици на връзки, контури и сечения

3.17. Пълна система от уравнения на електрически вериги. Диференциални уравнения на процеси във вериги с групирани параметри

3.18. Анализът и синтезът са две основни задачи на теорията на електрическите вериги

ЧАСТ II Теория на линейните електрически вериги

Глава 4 Основни свойства и еквивалентни параметри на електрически вериги със синусоидални токове

4.1. Синусоидална ЕМП, напрежения и токове. Източници на синусоидални ЕМП и токове

4.2. Ефективни и средни стойности на периодични ЕМП, напрежения и токове

4.3. Изобразяване на синусоидална ЕМП, напрежения и токове с помощта на въртящи се вектори. Векторни диаграми

4.4. Постоянен синусоидален ток във верига с последователно свързване на секции r, L и C

4.5. Равномерен синусоидален ток във верига с паралелно свързване на секции g, L и C

4.6. Активна, реактивна и привидна мощност

4.7. Моментни колебания на мощността и енергията във верига със синусоидален ток

4.8. Еквивалентни параметри на сложна променливотокова верига, разглеждана като цяло като двуизводна мрежа

4.9. Еквивалентни схеми на двуизводна мрежа при дадена честота

4.10. Влиянието на различни фактори върху параметрите на еквивалентната схема

Въпроси, упражнения, задачи към 3 и 4 глава

3.4. Законите на Кирхоф

3.5. Топологични матрици

4.2. Векторни диаграми

Глава 5 Методи за изчисляване на електрически вериги при устойчиви синусоидални и постоянни токове

5.1. Комплексен метод

5.2. Комплексно съпротивление и проводимост

5.3. Изразяване на законите на Ом и Кирхоф в комплексна форма

5.4. Изчисляване на мощност по комплексно напрежение и ток

5.5. Изчисление за последователно свързване на секции на веригата

5.6. Изчисление за паралелно свързване на секции на веригата

5.7. Изчисление за смесено свързване на секции на веригата

5.8. За изчисляване на сложни електрически вериги

5.9. Изчисление на верига, базирано на преобразуване на връзка триъгълник в еквивалентна връзка звезда

5.10. Преобразуване на ЕМП и източници на ток

5.11. Метод на контурен ток

5.12. Метод на възловото напрежение

5.13. Метод на раздела

5.14. Метод на смесена стойност

5.15. Принципът на суперпозицията и методът за изчисляване на веригата, базиран на него

5.16. Принципът на реципрочност и базираният на него метод за верижно изчисление

5.17. Метод на еквивалентен генератор

5.18. Изчисляване на вериги при наличие на взаимна индукция

5.19. Трансформатори с линейни характеристики. Идеален трансформатор

5.20. Вериги, свързани чрез електрическо поле

5.21. Баланс на мощността в сложна верига

5.22. Изчисляване на сложни вериги с постоянен ток

5.23. Проблеми на изчисляването на стабилни режими на сложни електрически вериги

5.24. Топологични методи за изчисляване на вериги

Въпроси, упражнения, задачи към 5 глава

5.1. Комплексен метод

Глава 6 Резонансни явления и честотни характеристики

6.1. Концепцията за резонансни и честотни характеристики в електрически вериги

6.2. Резонанс при последователно свързване на секции r, L, C

6.3. Честотни характеристики на верига с последователно свързване на секции r, L, C

6.4. Резонанс с паралелно свързване на секции g, L, C

6.5. Честотни характеристики на верига с паралелно свързване на секции g, L, C

6.6. Честотни характеристики на вериги, съдържащи само реактивни елементи

6.7. Честотни характеристики на вериги в общия случай

6.8. Резонанс в индуктивно свързани вериги

6.9. Практическото значение на явлението резонанс в електрическите вериги

Глава 7 Изчисляване на трифазни вериги

7.1. Многофазни вериги и системи и тяхната класификация

7.2. Изчисляване на трифазна веригав общия случай на асиметрия на ЕМП и асиметрия на веригата

7.3. Получаване на въртящо се магнитно поле

7.4. Разлагане на небалансирани трифазни системи на симетрични компоненти

7.5. Относно приложението на метода на симетричните компоненти за изчисляване на трифазни вериги

Глава 8 Изчисляване на електрически вериги с несинусоидална периодична ЕМП, напрежения и токове

8.1. Метод за изчисляване на моментни стабилни напрежения и токове в линейни електрически вериги под действието на периодична несинусоидална ЕМП

8.2. Зависимостта на формата на кривата на тока от характера на веригата при несинусоидално напрежение

8.3. Работни периодични несинусоидални токове, напрежения и ЕМП

8.4. Активна мощност при периодични несинусоидални токове и напрежения

8.5. Характеристики на поведението на висшите хармоници в трифазни вериги

8.6. За състава на висшите хармоници при наличие на симетрия на формите на кривите на тока или напрежението

8.7. Представяне на реда на Фурие в сложна форма

8.8. Вибрационни удари

8.9. Модулирани трептения

Въпроси, задачи и упражнения към 6, 7 и 8 глава

8.2. Формата на кривите на тока в електрическата верига при несинусоидално напрежение

Отговаряне на въпроси, решаване на задачи и задачи

1.1. Връзка на заряда на частици и тела с тяхното електрическо поле. Теорема на Гаус

1.2. електрическо изместване. Постулатът на Максуел

1.3. Видове електрически ток и принцип на непрекъснатост на електрическия ток

1.4. Електрическо напрежение и потенциал

1.5. Магнитна индукция. Принцип на непрекъснатост на магнитния поток

1.6. Закон за електромагнитната индукция

1.7. Индуктивност и взаимна индуктивност

1.8. Потенциални и вихрови електрически полета

1.9. Връзка на магнитно поле с електрически ток

1.10. Намагнитване на материята и закон за пълния ток

2.1. Енергия на система от заредени тела. Енергия на вериги с токове

2.1. Сили, действащи върху заредени тела. Електромагнитни сили

3.1. Елементи на електрически вериги

3.2. Източници в електрически вериги

3.3. Топологични концепции на електрическа схема

3.4. Законите на Кирхоф

3.5. Топологични матрици

3.6. Уравнения на електрическата верига

4.1. Характеристики на синусоидалната ЕМП, напрежения и токове

4.2. Векторни диаграми

4.3. Ток във верига с последователно и паралелно свързване на елементи r, L, C

4.4. Мощност във верига със синусоидален ток

4.5. Еквивалентни параметри на верига, разглеждана като мрежа с два извода

5.1. Комплексен метод

5.2. Методи за изчисляване на сложни електрически вериги

5.3. Изчисляване на електрически вериги при наличие на взаимна индукция

6.1. Резонанс при последователно свързване на елементи r, L, C

6.2. Резонанс, когато елементите g, L, C са свързани паралелно

6.3. Резонанс във вериги, съдържащи реактивни елементи

6.4. Честотни характеристики на електрически вериги

6.5. Резонанс в електрически вериги от произволен тип

7.1. Класификация на многофазни вериги и системи

7.2. Изчисляване на трифазни електрически вериги

7.3. Въртящо се магнитно поле

7.4. Метод на симетричните компоненти

8.1. Изчисляване на електрически вериги при периодични несинусоидални напрежения

8.2. Формата на кривите на тока в електрическа верига

при несинусоидално напрежение

8.3. Ефективни стойности на периодични несинусоидални величини. Активна мощност

8.4. Висши хармоници в трифазни вериги

Азбучен указател

Азбучен указател

активно напрежение, 197

активен ток, 197

амплитуда на напрежение, ток, EMF, 177

анализ на електрически вериги, 174

баланс на мощността, 280

вибрационни удари, 348

векторна диаграма, 183

въртящи се вектори, 182

електрическа верига клон, 152

y-клон, 258

z-клон, 258

обобщено, 159

взаимна индуктивност, 60, 145

вихрови течения, 201

включване

брояч, 271

съгласна, 271

въртящо се магнитно поле, 327

циркуляр, 329

пулсиращ, 329

висши хармоници, 335

в трифазни вериги, 343

насочен, 153

пратеник, 153

дърво двойно, 286

електрическа схема, 153

двуполюсен активен, 152

пасивен, 153

ефективна стойност

синусоидални напрежения, токове, ЕМП, 181

несинусоидални напрежения, токове, EMF, 340

периодични напрежения, токове, EMF, 180

графично дърво, 154

топографска диаграма, 326

диелектрична чувствителност, 30

абсолютна пропускливост, 34

роднина, 34

качествен фактор на веригата, 303

Джаул-Ленц, 45

Кирхоф II, 158

второ в сложна форма, 229

първо, 157

първо в сложна форма, 229

Кулон, 27

в сложна форма, 229

в матрична форма, 243

пълен ток, 73

електромагнитна индукция във формулировката на Максуел, 56

във формулировката на Фарадей, 58

електрически, 18

обвързан, 32

начално, 19

затихване на контура, 303

собствена индуктивност, 60

еквивалент, 271

перфектен източник, 147

зависим, 148

зависим, 148

енергия, 51, 130

енергийни колебания, 192

комплексна амплитуда, 225

мощност, 230

проводимост, 229

съпротивление, 228

комплексно напрежение, ток, емф, 227

комплексен метод, 224

електрическа верига верига, 152

гребен фактор, 182

модулация, 350

мощност, 190

при периодични несинусоидални напрежения и токове, 342

магнитна индукция, 53

сила на магнитното поле, 71

равен потенциал, 48

линия на електрическо изместване, 35

магнитна индукция, 23

магнитна константа, 66 елементарен ток магнитен момент, 71

магнитен колан, 67

магнитодвижеща сила,

73 Максуел

постулат, 35

матрица на идентичността, 169

контури, 164

секции, 166

съединения, 156

обратна страна, 171

съпротивление, 234

стълб, 161

транспониран, 157

моментно напрежение, ток, емф, 177

контурни токове, 242

симетрични компоненти, 329

изчисление на топологична верига, 283

възлови напрежения, 249

еквивалентен генератор, 267

многофазна система, 321

асиметричен, 322

небалансиран, 322

симетричен, 321

симетрична нулева последователност, 322

симетрична отрицателна редица, 322

симетрична положителна последователност, 322

балансиран, 322

модулация на трептене, 348

амплитуда, 350

фаза, 351

честота, 351

активна мощност, 189

при несинусоидални напрежения и токове, 341

момент, 189, 192

пълен, 190

струя, 190

трифазна система, 325

намагнитване на материята, 70, 72

мрежово напрежение, 324

фаза, 324

електрически, 44

сила на магнитното поле, 70

електрическо поле, 22

неутрална точка, 323

неутрален проводник, 323

обемна енергийна плътност магнитно поле, 82

електрическо поле, 77

основният (първи) хармоник от реда на Фурие, 335

спад на напрежението, 45

еквивалентни параметри, 195

периодични напрежения, токове, EMF, 180, 335

плътност на тока, 36

повърхностен ефект, 201

Повърхност с равен потенциал,

магнитен, 21, 23

електрически, 21-22

водовъртеж, 64

потенциал, 47, 64

стационарен, 47

трета страна, 49

електромагнитни, 19

електростатичен, 45

пълен ток, 35, 73

честотна лента, 306

поляризация на веществото, 30

постоянен компонент на реда на Фурие, 335

електрически потенциал, 45, 47

загуби от вихрови токове, 201

векторен поток на напрежение

електрическо поле, 28

взаимна индукция, 60

магнитен, 52

самоиндукция, 60

връзка на потока, 59

преобразуване на източника, 240

преобразуване на триъгълна връзка в еквивалентна звездна връзка, 238

принцип на реципрочност, 265

наслагвания, 263

непрекъснатост на магнитния поток, 54

електрическа непрекъснатост, 42

електромагнитна инерция, 61

активно провеждане, 189

взаимно, 255

вълна, 308

вход, 255

капацитивен, 189

индуктивен, 189

пълен, 189

струя, 189

собствен, 251

електрически специфичен, 37

празнота, 19

потенциална разлика електрически, 46

електрически, 64

контурна настройка, 307

реактивно напрежение, 197

реактивен ток, 197

резонанс, 302

в индуктивно свързани вериги, 317

напрежение, 303

с паралелно свързване на секции g, L, C, 307

в серийна връзка, 302

графични комуникации, 154

в електрическо поле, 85

в електромагнитно поле, 87

симетрични компоненти

трифазна система, 329

синтез на електрически вериги, 174

съединение

паралел, 152, 231

сериен, 152, 231

(обвързваща) звезда, 323

(обвързващ) многоъгълник, 323

(подвързване) с триъгълник, 324

смесен, 152

активно съпротивление, 185

активен еквивалент, 196

взаимно, 249

въведени

активен, 277

струя, 277

вход, 249

капацитивен, 185

индуктивен, 185

контур, 243

общ, 246, 249

завършен, 185

пълен еквивалент, 196

реактивен еквивалент, 196

струя, 185

собствен, 246, 249

електрически специфичен, 37

дискретен спектър, 348

средна стойност на синусоидални напрежения, токове, EMF, 181

замяна на електрическа верига, 150

електрическа верига, 149

Гаус, 26

Ланжевен, 280

Нортън, 268

Тевенена, 267

линеен, 324

трансфер, 38

проводимост, 36

фаза, 324

електрически, 36

поляризация, 39

електрическо изместване, 39

идеален трансформатор, 279

линеен, 275

перфектно, 278

триъгълник

напрежение, 197

проводимост, 197

съпротивление, 197

магнитна индукция, 52

напрегнатост на електрическото поле, 23

електрическо изместване, 35

фазов ъгъл на напрежение, ток, EMF, 178

монтаж на електрическа верига, 152

операционен усилвател, 149

стабилни стойности, 177

стабилно състояние, 184, 187

фазово напрежение, ток, EMF, 177

основно, 177

Характеристика

амплитуда-честота, 348

външен, 147

волт-ампер, 138

фаза-честота, 348

комплекс, 233

активен, 131

линеен, 139

магнитен, 130

нелинеен, 139

пасивен, 131

с разпределени параметри, 134

с фокусирани

параметри, 137

електрически, 130

модулация, 350

напрежение, ток, EMF, 177

превозвач, 350

резонансен, 303

ъгъл, 177

честотни характеристики, 302

вериги в общия случай, 314

вериги от реактивни елементи, 311

вериги с паралелно свързване на секции g, L, C, 309

вериги с последователно свързване на секции r, L, C, 304

електрически капацитет, 48

постоянен, 27

електрически филтри, 340

електрически дипол, 29

диполен електрически момент, 29

електрическо изместване, 33

електродвижеща сила, 49

взаимна индукция, 60

самоиндукция, 60

магнитно поле, 81

вериги с токове, 81

Електрично поле, 77 Изтегляне Теоретични основи на електротехниката: В 3 тома Учебник за ВУЗ. Том 1. - 4-то изд. / К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин. - Санкт Петербург: Питър, 2003