Рекомендуем

Электротехника и электроника. Компьютерный лабораторный практикум в программной среде TINA-8Алехин В.А. Электротехника и электроника. Компьютерный лабораторный практикум в программной среде TINA-8
Теория электрических цепей: конспект лекцийСмирнов Н.И., Фриск В.В. Теория электрических цепей: конспект лекций
Электротехника, электроника и схемотехника. Лабораторный практикум в облачной среде схемотехнического проектирования TINACloudАлехин В.А. Электротехника, электроника и схемотехника. Лабораторный практикум в облачной среде схемотехнического проектирования TINACloud

Книга

Электротехника: теория и практика. Моделирование в среде TINA-8

Учебное пособие для вузов
2017 г.
308 стр.
Тираж 500 экз.
Формат 60х90/16 (145x215 мм)
Исполнение: в мягкой обложке
ISBN 978-5-9912-0658-7
ББК 31.21
УДК 621.3.03(075.8)
Гриф УМО
Рекомендовано Редакционно-издательским советом Московского технологического университета (МИРЭА) в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 27.03.04 – «Управление в технических системах»
Аннотация

Пособие состоит из 18 лекций, содержащих теоретический материал, задачи для решения, схемы для моделирования, контрольные вопросы, и соответствует программе дисциплины «Электротехника». Отличительной особенностью книги является то, что любую изучаемую схему можно загрузить в бесплатную студенческую версию программы TINA-TI и исследовать самостоятельно её работу. Пособие содержит дополнительные главы – резонансные контуры, электрические фильтры, двухполюсники, цепи с распределёнными параметрами, которые представляют интерес для углублённого понимания курса.

Книга сопровождается электронным приложением доступным для скачивания на сайте издательства.

Для студентов, обучающихся по направлению подготовки 27.03.04 – «Управление в технических системах».

Оглавление

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
1.1. Задачи дисциплины «Электротехника»
1.2. Основные понятия электротехники
1.3. Алфавит электрических цепей
1.4. Зависимые (управляемые) активные элементы
1.5. Модели реальных электронных компонентов
1.6. Нелинейные элементы электрических цепей
1.7. Классификация электрических цепей
1.8. Основные топологические понятия и соотношения
1.9. Основные законы электрических цепей
1.10. Виды сигналов
1.11. Принцип суперпозиции в линейной цепи
Контрольные вопросы

2. ОСНОВНЫЕ АЛГЕБРАИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЦЕПЕЙ
2.1. Составление уравнений на основании законов Кирхгофа
2.2. Метод контурных токов (МКТ)
2.3. Метод узловых напряжений (МУН)
2.4. Метод двух узлов
Контрольные вопросы

3. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕМЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ
3.1. Принцип наложения
3.2. Теорема взаимности (теорема обратимости)
3.3. Входные и взаимные проводимости и сопротивления ветвей
3.4. Связь между входными и взаимными проводимостями
3.5. Теорема о компенсации
3.6. Теорема об эквивалентном генераторе
3.7. Передача энергии от активного двухполюсника к нагрузке, согласование нагрузки с генератором
Контрольные вопросы

4. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
4.1. Преобразование пассивных цепей
4.2. Преобразование активных цепей
4.3. Правило переноса источника напряжения через узел
4.4. Правило размножения источников тока
Контрольные вопросы

5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПРИ ГАРМОНИЧЕСКИХ ТОКАХ И НАПРЯЖЕНИЯХ
5.1. Гармонические сигналы и их характеристики
5.2. Оператор поворота
5.3. Символическое представление гармонической функции
5.4. Формы записи комплексной амплитуды (КА)
5.5. Сложение гармонических функций одной частоты
5.6. Гармонический ток и напряжение в резисторе
5.7. Гармонический ток и напряжение в индуктивности
5.8. Гармонический ток и напряжение в емкости
5.9. Комплексное сопротивление цепи
5.10. Символический метод расчёта
5.11. Векторная диаграмма тока и напряжения в неразветвлённой цепи
5.12. Резонанс напряжений
5.13. Расчёт напряжения и токов при параллельном соединении R, L, C
5.14. Переход от сопротивления к проводимости
5.15. Резонанс токов
5.16. Основные законы цепей в символической форме
5.17. Порядок расчета цепи символическим методом
5.18. Топографические диаграммы
5.19. Энергетические соотношения в цепях переменного тока. Мгновенная и средняя мощность
5.20. Действующие значения токов и напряжения
5.21. Активная, реактивная и полная мощность
5.22. Расчёт мощности в комплексной форме
5.23. Баланс мощностей
5.24. Согласование источников энергии с нагрузкой в цепи гармонического тока
5.25. Повышение коэффициента мощности
5.26. Примеры расчета цепей гармонического тока
Контрольные вопросы

6. ЦЕПИ С ВЗАИМНОЙ ИНДУКЦИЕЙ
6.1. Определение взаимной индукции и взаимной индуктивности
6.2. Согласное и встречное включение катушек
6.3. Комплексное сопротивление взаимной индуктивности
6.4. Экспериментальное определение одноимённых зажимов
6.5. Коэффициент взаимной связи
6.6. Последовательное соединение магнитно-связанных катушек
6.7. Линейный трансформатор
6.8. Коэффициенты трансформации
6.9. Совершенный трансформатор
6.10. Идеальный трансформатор
6.11. Согласующие свойства трансформатора
6.12. Схема замещения воздушного трансформатора
6.13. Развязка магнитно-связанных цепей
6.14. Расчёт сложных цепей, содержащих взаимные индуктивности
6.15. Примеры расчета цепей с взаимными индуктивностями
Контрольные вопросы

7. КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ
7.1. Определение и применение колебательных цепей
7.2. Комплексные передаточные функции колебательной цепи
7.3. Последовательный колебательный контур
7.3.1. Резонанс напряжений
7.3.2. Обобщенные частотные характеристики тока в последовательном контуре
7.3.3. Абсолютная и относительная расстройка
7.3.4. Полоса пропускания последовательного контура
7.3.5. Влияние добротности контура на избирательность
7.3.6. Передаточные функции по напряжению
7.3.7. Влияние нагрузки на избирательные свойства контура
7.4. Параллельный колебательный контур
7.4.1. Обобщенная схема параллельного контура
7.4.2. Расчетные соотношения в параллельном контуре
7.4.3. Амплитудно-частотные характеристики параллельного контура
7.4.4. Согласование параллельного конутра с генератором
7.5. Связанные колебательные контуры
7.5.1. Расчет АЧХ связанных контуров в Mathcad
7.5.2. Моделирование связанных контуров
Контрольные вопросы

8. ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКИ
8.1. Определение четырехполюсника
8.2. Классификация четырехполюсников
8.3. Основные уравнения и параметры четырехполюсников
8.4. Система Y -параметров
8.5. Система Z-параметров
8.6. Система A-параметров
8.7. Система B-параметров
8.8. Система H-параметров
8.9. Входное сопротивление четырехполюсника
8.10. Параметры холостого хода и короткого замыкания
8.11. Вычисление A-параметров черезпараметры холостого хода и короткого замыкания
8.12. Схемы замещения четырехполюсника
8.13. Соединения четырехполюсников
8.14. Расчет A-параметров простых четырехполюсников
8.15. Характеристические сопротивления
8.16. Характеристическая постоянная передачи
8.17. Уравнения четырехполюсника в гиперболической форме
8.18. Каскадное соединение согласованных четырехполюсников
8.19. Комплексные передаточные функции четырехполюсника
8.20. Примеры расчета четырехполюсников
Контрольные вопросы

9. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ
9.1. Определения и классификация фильтров
9.2. Условие полосы пропускания реактивного фильтра
9.3. Уравнения частотных характеристик Т- и П-фильтров
9.4. Уравнения частотных характеристик Г-образных фильтров
9.5. Реактивные фильтры типа «k»
9.6. Расчет в Mathcad АЧХ фильтра
9.7. Моделирование фильтров типа «k»
Контрольные вопросы

10. ЛИНИИ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
10.1. Определение линии с распределенными параметрами
10.2. Вывод телеграфных уравнений линии с потерями
10.3. Уравнения линии для гармонического сигнала. Характеристические параметры линии
10.4. Падающие и отраженные волны
10.5. Входное сопротивление линии
10.6. Уравнения линии без потерь
10.7. Режимы работы линии без потерь
10.8. Расчет распределения напряжения и тока по длине линии в Mathcad
10.9. Согласование линии с нагрузкой
Контрольные вопросы

11. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ B ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ
11.1. Определение установившегося и переходного процесса
11.2. Первый закон коммутации
11.3. Второй закон коммутации
11.4. Начальные условия (НУ)
11.5. Классический метод расчета переходного процесса
11.6. Способы составления характеристического уравнения
11.7. Определение постоянных интегрирования
11.8. Переходные процессы в цепях первого порядка
11.9. Постоянная времени цепи
11.10. Включение в RL-цепь гармонической ЭДС
11.11. Включение в RC-цепь постоянной ЭДС
11.12. Дифференцирующие и интегрирующие цепи
11.13. Переходные процессы в цепях второго порядка
11.14. Декремент колебаний
11.15. Примеры расчета переходных процессов классическим методом
Контрольные вопросы

12. ОПЕРАТОРНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОB
12.1. Прямое преобразование Лапласа
12.2. Изображения простейших функций
12.3. Основные свойства преобразования Лапласа
12.4. Расчет переходного процесса при нулевых начальных условиях
12.5. Операторная схема замещения участка цепи при ненулевых начальных условиях
12.6. Законы Кирхгофа в операторной форме
12.7. Способы перехода от изображения к оригиналу
12.8. Особенности расчета операторным методом при гармонической ЭДС
12.9. Примеры расчета переходных процессов операторным методом
Контрольные вопросы

13. ПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕГРАЛОВ ДЮАМЕЛЯ К РАСЧЕТУ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОB
13.1. Принцип наложения элементарных воздействий
13.2. Единичная функция, переходная характеристика цепи
13.3. Интеграл Дюамеля первого вида
13.4. Импульсная функция, импульсная характеристика цепи
13.5. Расчет импульсной характеристики
13.6. Интеграл Дюамеля второго вида
13.7. Передаточная функция цепи
13.8. Примеры расчетов переходных процессов с использованием интегралов Дюамеля
Контрольные вопросы

14. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКИХ НЕГАРМОНИЧЕСКИХ ТОКАХ И НАПРЯЖЕНИЯХ
14.1. Разложение периодических функций в ряд Фурье
14.2. Дискретные спектры
14.3. Пример разложения функции в ряд Фурье
14.4. Смещение функции по времени
14.5. Анализл инейных цепей при периодических негармонических воздействиях
14.6. Действующее значение негармонических сигналов
14.7. Мощность периодических негармонических сигналов
14.8. Коэффициенты характеризующие несинусоидальные периодические процессы
14.9. Примеры расчета цепей при периодических негармонических сигналах
Контрольные вопросы

15. ТРЕХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
15.1. Принцип получения трехфазной системы ЭДС
15.2. Способы соединения трехфазного генератора с нагрузкой
15.3. Симметричная нагрузка в соединении звезда–звезда
15.4. Несимметричная нагрузка в соединении звезда–звезда
15.5. Соединение треугольник–треугольник
15.6. Выбор способа соединения потребителей
15.7. Мощность в трехфазной цепи
15.8. Примеры расчета трехфазных цепей
Контрольные вопросы

16. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
16.1. Определение нелинейных цепей
16.2. Виды нелинейных элементов в цепях постоянного тока
16.3. Статическое и дифференциальное сопротивление нелинейного резистора
16.4. Расчет схем с нелинейными резисторами на постоянном токе
16.5. Последовательное соединение двух нелинейных элементов
16.6. Параллельное соединение НЭ
16.7. Расчет разветвленной нелинейной цепи методом двух узлов
16.8. Нелинейные цепи переменного тока
16.9. Свойства нелинейных цепей на переменном токе
16.10. Выпрямление переменного напряжения с помощью диодов
16.11. Сглаживание пульсаций выпрямленного тока
16.12. Расчет нелинейной цепи по первой гармонике напряжения и тока
Контрольные вопросы

17. МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ
17.1. Определение
17.2. Основные величины магнитного поля
17.3. Закон полного тока
17.4. Магнитный поток Ф через поверхность S
17.5. Основные характеристики ферромагнитных материалов
17.6. Основные законы магнитных цепей
17.7. Расчет неразветвленной магнитной цепи
17.8. Расчет разветвленной магнитной цепи
Контрольные вопросы

18. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
18.1. Классификация электрических машин
18.2. Создание вращающегося магнитного поля
18.3. Вращающееся магнитное поле двухфазного тока
18.4. Устройство асинхронного двигателя трехфазного тока
18.5. Магнитный поток полюса
18.6. Конструкция ротора асинхронных машин
18.7. Принцип действия асинхронного двигателя
18.8. Схема замещения обмоток ротора
18.9. Вращающий момент асинхронного двигателя
18.10. Оптимальное скольжение
18.11. Коэффициент полезного действия и коэффициент мощности асинхронного двигателя
18.12. Синхронные машины переменного тока
18.13. Устройство трехфазной синхронной машины
18.14. Принцип действия синхронного генератора
18.15. Уравнение электрического состояния и схема замещения фазы синхронного генератора
18.16. Внешние характеристики синхронных генераторов
18.17. Принцип действия и особенности работы синхронного двигателя
18.18. Синхронные микродвигатели
18.19. Электрические машины постоянного тока
18.19.1. Принцип действия машин постоянного тока в генераторном и двигательном режимах
18.19.2. Принцип действия двигателя постоянного тока (ДПТ)
18.19.3. Способы возбуждения машин постоянного тока
18.19.4. Генераторы постоянного тока независимого возбуждения
18.19.5. Генераторы постоянного тока с самовозбуждением
18.19.6. Генераторы постоянного тока смешанного возбуждения
18.20. Двигатели постоянного тока независимого и параллельного возбуждения
18.21. Механические характеристики ДПТ
18.22. Регулировка частоты вращения ДПТ независимого и параллельного возбуждения

Литература