Основы теории цепей постоянного и переменного токов: Учебное пособие для самостоятельной работы студентов

В. Н. ЗАЖИРКО,  А. Ю. ТЭТТЭР

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ

ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКОВ

ОМСК 2006
Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

_________________________

В. Н. Зажирко, А. Ю. Тэттэр

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ

ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКОВ

Учебное пособие

по дисциплине «Теоретические основы электротехники»

Под редакцией В.Н.Зажирко

Утверждено редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия для самостоятельной работы студентов

Омск 2006

УДК 621.3(075)

Зажирко В.Н. Основы теории цепей постоянного и переменного токов: Учебное пособие для самостоятельной работы студентов /В.Н.Зажирко, А.Ю.Тэттэр; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2006. 116 с.

Пособие содержит элементы теории, демонстрационные примеры и задачи для самостоятельного решения по разделам «Цепи постоянного и синусоидального токов» дисциплины «Теоретические основы электротехники».

Пособие предназначено для студентов электротехнических и электромеханических специальностей.

Библиогр.: 6 назв. Табл. 4. Рис. 89.

Рецензенты: доктор техн. наук, профессор В. Н. Горюнов;

                      доктор техн. наук, профессор А. П. Попов.

                                                        _________________________________

©     Омский гос. университет

        путей сообщения, 2006

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………..………….5

1.  Электрические цепи и их параметры ………………………………….……….6

      1.1.  Схемы замещения и виды электрических цепей ……………………...…6

      1.2. Элементы электрических цепей ………………………...………………...8

1.2.1. Пассивные элементы электрических цепей …………………………….8

1.2.2.  Активные элементы электрических цепей ……………………………11

1.3.  Режимы электрических цепей ……………………………………………12

2.  Расчет электрических цепей постоянного тока………………………………14

2.1. Законы Кирхгофа…………………………………………………………..14

2.1.1. Последовательность определения токов ветвей по законам
Кирхгофа …………………………………………………………….…………......15

2.2. Метод контурных токов …………………………………….…………….16

2.2.1. Последовательность определения токов ветвей методом контурных токов ……………………………………………………………………………......17

2.3. Метод узловых потенциалов ………………………………..……………18

2.3.1. Последовательность определения токов ветвей методом узловых потенциалов …………………………………………………………………………...19

2.4. Метод активного двухполюсника (эквивалентного источника) ……….20

2.5. Баланс мощностей ………………………………………………………...22

2.6. Преобразования электрических цепей …………………………………..23

2.6.1. Эквивалентные преобразования соединений звездой и треугольником……………………………………………………………………...23

2.6.2. Преобразования параллельных ветвей с источниками ЭДС …………25

2.7. Примеры расчета электрических цепей постоянного тока …………….26

2.7.1. Применение законов Кирхгофа ………………………………………...26

2.7.2. Метод контурных токов ………………………………………………...27

2.7.3. Метод узловых потенциалов …………………………………………...29

2.7.4. Метод активного двухполюсника (эквивалентного источника) …….30

2.7.5. Преобразование электрических цепей ………………………………...32

2.7.6. Построение потенциальной диаграммы ………………………………35

2.8. Задачи для самостоятельного решения ………………………………….37

2.8.1. Определение напряжений, токов и сопротивлений в простейших цепях..……………………………………………………………………………….37

2.8.2. Определение входного сопротивления………………………………...40

2.8.3. Определение напряжения участка цепи……………………………….44

2.8.4. Методы расчета …………………………………………………………47

3. Линейные электрические цепи с источниками синусоидальных напряжений и ЭДС («цепи синусоидального тока»)...…………………………………………...49

3.1. Синусоидальные напряжения, токи и ЭДС……………………………...50

3.2. Синусоидальные режимы простейших электрических цепей …………52

3.3. Основы комплексного (символьного) метода расчета электрических цепей синусоидального тока ……………………………………………….……..58

3.4. Действующее значение синусоидального напряжения и тока …………63

3.5. Комплексные соотношения для трехэлементных электрических цепей………………………………………………………………………………...64

3.6. Особенности применения комплексного метода для исследования разветвленных электрических цепей …………………………………………......68

3.7. Мощности ………………………………………………………………….71

3.7.1. Мгновенная мощность ………………………………………………….71

3.7.2. Активная мощность ……………………………………………………..73

3.7.3. Реактивная мощность …………………………………………………...74

3.7.4. Мощность в комплексной форме или комплексная мощность ………75

3.7.5. Баланс мощностей ………………………………………………………76

3.8. Пример расчета разветвленной цепи синусоидального тока …………..76

3.9. Задачи для самостоятельного решения ………………………………….82

3.10. Электрические цепи синусоидального тока с магнитно (индуктивно)-связанными элементами …………………………………………………………..84