4.2 Установившиеся процессы в простейших цепях с последовательным и соединением элементов 27
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
“петербургский государственный
университет путей сообщения ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I”
Кафедра «Теоретические основы электротехники»
Е.Б. Зазыбина
Б1.Б.22 «Электротехника и электроника»
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
для специальности
23.05.03«Подвижной состав железных дорог»
специализация
«Технология производства и ремонта подвижного состава»
Форма обучения – очная
Санкт-Петербург
2016
СОДЕРЖАНИЕ
С.
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ............... 5
1.1. Основные понятия электрических цепей............................................................................ 5
2. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ........................................................ 8
2.1 Основные задачи теории электрических цепей.................................................................. 8
3 ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ...................................... 11
3.1 Основные топологические понятия................................................................................... 11
3.2 Топологические матрицы графов........................................................................................ 12
4. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА................................... 14
4.1 Расчет электрических цепей методом эквивалентных преобразований........................ 14
4.2 Метод наложения................................................................................................................. 15
4.3 Принцип взаимности............................................................................................................ 16
4.4 Расчет электрических цепей, основанный на применении уравнений Кирхгофа........ 17
5. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА............... 18
5.1 Метод контурных токов....................................................................................................... 18
3.6 Метод узловых потенциалов (напряжений)....................................................................... 19
3.7 Метод эквивалентного источника...................................................................................... 20
3.8 Потенциальная диаграмма................................................................................................... 21
3.9 Баланс мощностей................................................................................................................. 21
3.9 Линии передачи постоянного тока..................................................................................... 22
4. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА В УСТАНОВИВШЕМСЯ РЕЖИМЕ...................................................................................................................................... 24
4.1 Электрические цепи синусоидального тока...................................................................... 24
4.2 Установившиеся процессы в простейших цепях с последовательным и соединением элементов 27
4.3 Установившийся режим в цепи с параллельным соединением активного сопротивления, индуктивности и емкости...................................................................................................................................... 29
4.4 Комплексный метод расчета электрических цепей переменного тока........................... 30
4.5 Энергетические соотношения в цепях синусоидального тока........................................ 33
4.6 Резонансы в электрических цепях синусоидального тока............................................... 35
5. АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ В ЦЕПЯХ С ИНДУКТИВНОЙ СВЯЗЬЮ................................ 39
5.1 Явление взаимной индукции.............................................................................................. 39
5.2 Последовательное и параллельное соединения индуктивно связанных катушек......... 39
5.3 Трансформатор без стального сердечника.......................................................................... 40
6. ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ........................................................................................................... 43
6.1 Вращающееся магнитное поле трехфазной системы........................................................ 43
6.2 Трехфазные системы токов и напряжений......................................................................... 43
6.3 Расчет трехфазной цепи в общем случае несимметрии нагрузки................................... 45
6.4 Энергия и мощность в трехфазных цепях.......................................................................... 47
7. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ.............................................................. 48
7.1 Уравнения четырехполюсников.......................................................................................... 48
7.2 Холостой ход и короткое замыкание четырехполюсника................................................ 49
7.3 Определение параметров четырехполюсника................................................................... 50
8. ПЕРИОДИЧЕСКИЕ НЕСИНУСОИДАЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКИ В ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЯХ 52
8.1 Разложение периодических функций в ряд Фурье........................................................... 52
8.2 Действующие значения напряжения и тока при несинусоидальных формах................ 53
8.3 Мощность периодических несинусоидальных напряжений и токов.............................. 54
9. АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ КЛАССИЧЕСКИМ МЕТОДОМ............................................................................................... 55
9.1 Общие сведения.................................................................................................................... 55
9.2 Переходные процессы в цепи с одним реактивным элементом...................................... 56