L. 000. «Электротехника»
Содержание курса лекций
Модуль 1
Введение
1. История развития курса «Электротехника»
2. Основные обозначения.
1. Электрическая цепь.
1. Электрические цепи, режимы работы цепи.
2. Элементы электрической цепи. Схемы замещения.
3. Законы Кирхгофа.
Модуль 2
2. Линейные электрические цепи постоянного тока
2.1. Методы расчета линейных электрических цепей
1. Применение законов Кирхгофа к расчёту цепи постоянного тока.
2. Закон Ома, расчет цепи при последовательном, параллельном и смешанном соединении участков цепи. Закон Ома для ветви с источниками ЭДС.
3. Баланс мощностей.
4. Метод контурных токов.
5. Принцип и метод наложения.
6. Метод узловых потенциалов и двух узлов.
7. Методы преобразования электрической цепи:
параллельное соединение ветвей с резисторами источниками ЭДС и тока.
преобразование треугольника в звезду и обратно;
вынесение ЭДС за узел, взаимные преобразования источников тока и ЭДС.
8. Метод эквивалентного генератора (активного двухполюсника).
2.2. Свойства и теоремы линейных электрических цепей.
1. Передача энергии от активного к пассивному двухполюснику.
2. Входные и взаимные проводимости, коэффициенты передачи.
3. Принцип компенсации. Зависимые источники.
2.3. Топологические методы расчета сложных электрических цепей
1. Основные определения теории графов.
2. Получение топологических матриц: [А], [Q] и [B].
3. Формирование уравнений Кирхгофа в матричной форме.
4. Формирование уравнений узловых потенциалов в матричной форме.
5. Формирование уравнений контурных токов в матричной форме.
Модуль 3
3. Линейные электрические цепи синусоидального тока.
3.1. Характеристики синусоидального (гармонического) тока, напряжения и ЭДС
3.2. Изображение синусоидальных функций времени комплексными числами и векторами.
3.3. Элементы линейной цепи гармонического тока: источники, резисторы, катушки индуктивности и взаимной индуктивности, конденсаторы.
3.4. Применение комплексных чисел к расчёту цепей с гармоническими источниками.
1. Законы Кирхгофа и Ома в комплексной форме, векторные и топографические диаграммы.
2. Символический метод расчета цепей синусоидального тока.
3. Расчёт цепей с взаимной индуктивностью, воздушный трансформатор.
4. Вычисления с комплексными числами на микрокалькуляторе.
3.5. Частотные характеристики простейших цепей.
3.6. Мощность.
3.7. Явление резонанса.
1. Резонанс в цепи.
2. Резонанс в последовательном контуре.
3. Резонанс в параллельном контуре.
4. Резонанс в сложной цепи. Практическое значение резонанса.
3.8. Трёхфазная линейная цепь.
3.9. Четырехполюсники.
1. Классификация четырёхполюсников, основные уравнения четырехполюсника.
2. Эквивалентные схемы замещения пассивного четырехполюсника
3. Экспериментальное определение коэффициентов четырёхполюсника А11, А12, А21, А22.
4. Входные сопротивления четырёхполюсника.
Модуль 4
4. Линейные цепи несинусоидального тока.
1. Несинусоидальные напряжения и токи.
2. Разложение периодической функции в ряд Фурье.
3. Расчет линейной цепи с несинусоидальными периодическими источниками.
4. Максимальное, действующее и среднее значения периодической несинусоидальной функции.
5. Коэффициенты амплитуды, формы, гармоник, искажения.
6. Мощность периодических несинусоидальных токов.
7. Показания приборов разных систем в цепи несинусоидального тока.
8. Резонанс в цепи несинусоидального тока.
9. Частотные фильтры.
Модуль 5
5. Переходные процессы в линейных электрических цепях.
5.1. Основные определения, расчет переходных процессов классическим методом.
1. Возникновение переходных процессов.
2. Законы коммутации, зависимые и не зависимые начальные значения.
3. Получение дифференциальных уравнений цепи.
4. Классический метод расчёта переходных процессов.
5. Порядок расчета переходных процессов классическим методом.
6. Примеры расчёта переходных процессов в цепях первого порядка, постоянная времени.
7. Примеры расчёта переходных процессов в цепях второго порядка, апериодический, периодический и критический режимы.
5.2. Обобщённые законы коммутации
5.3. Операторный метод расчета.
1. Основные положения операторного метода
Ÿ Преобразования Лапласа, его основные свойства.
Ÿ Изображение простейших функций, их сумм, интегралов и производных.
Ÿ Законы Ома, Кирхгофа в операторной форме.
Ÿ Эквивалентные операторные схемы.
Ÿ Переход от изображений к оригиналам.
Ÿ Теорема разложения.
2. Порядок расчета переходных процессов операторным методом.
3. Примеры расчета переходных процессов в цепях первого порядка.
4. Примеры расчета переходных процессов в цепях второго порядка.
5.4. Переходные процессы при воздействии ЭДС произвольной формы (Интеграл Дюамеля)
1. Включение линейной цепи на источник ЭДС, имеющий кусочно-гладкую форму.
Ÿ Единичная функция и переходная характеристика цепи.
Ÿ Интеграл Дюамеля
Ÿ Порядок расчёта переходных процессов с помощью интеграла Дюамеля.
2. Примеры расчёта переходных процессов с помощью интеграла Дюамеля.
3. Определение переходного процесса при воздействии периодических импульсов напряжения или тока.
Модуль 6
6. Анализ и расчет нелинейных цепей.
6.1. Характеристики нелинейных элементов, статические и дифференциальные параметры.
6.2. Нелинейные цепи постоянного тока.
1. Графический метод расчета цепи с последовательным, параллельным и смешанным соединением ветвей.
2. Метод эквивалентного генератора для расчета сложных цепей с одним нелинейным элементом.
3. Расчет сложной цепи с двумя и тремя нелинейными элементами.
4. Расчет сложной нелинейной цепи итерационным методом.
6.3. Магнитные цепи постоянного тока.
· Законы и параметры магнитных цепей.
· Расчет магнитной цепи с последовательным соединением участков.
· Расчет разветвленных магнитных цепей.
