Теоретические основы электротехники. Физические основы теории электрических цепей и методы их расчета (300,00 руб.)

Стр.2

Стр.129

Стр.130

Стр.131

УДК 621.3.011.7(075.8) П 303 Рецензенты: канд. техн. наук, доцент В. А. Аксютин д-р техн. наук, профессор З. С. Темлякова Работа подготовлена кафедре теоретических основ электротехники для студентов дневного и заочного отделения электротехнических специальностей П 303 Петренко Ю. В. Теоретические основы электротехники. Физические основы ISBN 978-5-7782-4677-5 Пособие посвящено изучению теоретических аспектов теории электромагнитного поля, теории электрических цепей постоянного и переменного тока, рассмотрены алгоритмы решения задач теории поля и электрических цепей. Приведены практические примеры. Структура и содержание пособия соответствуют программе второй теории электрических цепей и методы их расчета : учебное пособие / Ю. В. Петренко. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2022. – 132 с. части курса «Теоретически основы электротехники» для студентов электротехнических специальностей. Предназначено для самостоятельной работы студентов энергетических специальностей всех форм обучения. УДК 621.3.011.7(075.8) ISBN 978-5-7782-4677-5  Петренко Ю. В., 2022  Новосибирский государственный технический университет, 2022

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение ................................................................................................................... 3 I. Физические основы электротехники .............................................................. 4 1. Электростатическое поле .............................................................................. 4 1.1. Напряженность электростатического поля ............................................ 5 1.2. Напряженность поля точечного заряда .................................................. 6 1.3. Напряженность поля N точечных зарядов ............................................. 7 1.4. Напряженность поля объемно-распределенных зарядов ..................... 8 1.5. Расчет напряженности поля линейно распределенных зарядов .......... 9 1.6. Напряженность поля поверхностно распределенных зарядов ........... 10 1.7. Теорема Гаусса ....................................................................................... 11 1.8. Энергетические характеристики электростатического поля ............. 13 1.9. Принцип потенциальности в электростатике и его интегральная форма ....................................................................................................... 14 1.10. Потенциал в электростатическом поле .............................................. 16 1.11. Напряжение между двумя точками .................................................... 16 1.12. Потенциал в поле точечного заряда ................................................... 17 1.13. Потенциал в поле N точечных зарядов .............................................. 19 1.14. Потенциал в поле объемно распределенных зарядов ....................... 19 1.15. Потенциал в поле поверхностно распределенных зарядов .............. 20 1.16. Потенциал в поле линейно распределенных зарядов ....................... 21 1.17. Граничные условия в электростатике ................................................ 24 1.18. Граничные условия на границе раздела «диэлектрик– проводник» ........................................................................................... 25 1.19. Граничные условия на границе «диэлектрик – диэлектрик» ........... 28 2. Поле токов в проводящей среде .................................................................. 30 2.1. Электродвижущая сила (ЭДС) .............................................................. 31 2.2. Электродвижущая сила замкнутого контура ....................................... 32 2.3. Вектор плотности тока .......................................................................... 33 129

Стр.129

2.4. Расчет тока, пронизывающего поверхность S, по заданному распределению плотности тока ............................................................ 34 2.5. Первый закон Кирхгофа в интегральной форме ................................. 35 2.6. Закон Ома в дифференциальной форме ............................................... 36 2.7. Интегральная форма обобщенного закона Ома .................................. 38 2.8. Второй закон Кирхгофа в интегральной форме .................................. 40 3. Стационарное магнитное поле .................................................................... 43 3.1. Основные законы и характеристики стационарного магнитного поля. Магнитная индукция .................................................................... 43 3.2. Вектор намагниченности вещества. Вектор напряженности магнитного поля. Закон полного тока .................................................. 44 3.3. Скалярный магнитный потенциал ........................................................ 47 3.4. Уравнение Лапласа для скалярного магнитного потенциала ............ 48 3.5. Векторный магнитный потенциал ........................................................ 49 3.6. Уравнения Лапласса–Пуассона для векторного потенциала ............. 50 3.7. Общее решение для векторного потенциала в однородной и изотропной среде ................................................................................ 52 3.8. Закон Био-Савара-Лапласа .................................................................... 54 3.9. Граничные условия в магнитном поле ................................................. 55 4. Расчет параметров электрических цепей ................................................... 59 4.1. Емкость плоского конденсатора ........................................................... 59 4.2. Внутренняя индуктивность бесконечно длинного проводника с током ..................................................................................................... 62 4.3. Взаимная индуктивность прямоугольной рамки и тонкого проводника с током ................................................................................ 64 II. Электрические цепи ....................................................................................... 67 5. Электрические цепи постоянного тока ...................................................... 67 5.1. Узлы и ветви электрической цепи ........................................................ 68 5.2. Условно-положительные направления токов и напряжений ............. 68 5.3. Применение законов Кирхгофа для расчета электрических цепей ........................................................................................................ 69 5.4. Обобщенный закон Ома ........................................................................ 71 5.5. Анализ цепей по законам Кирхгофа ..................................................... 72 5.6. Метод контурных токов ........................................................................ 75 5.7. Метод узловых потенциалов ................................................................. 81 5.8. Метод эквивалентного генератора ....................................................... 87 5.9. Метод наложения ................................................................................... 94 130

Стр.130

6. Переменный ток ........................................................................................... 97 6.1. Синусоидальный ток в элементах электрической цепи ..................... 99 6.2. Векторные диаграммы ......................................................................... 101 6.3. Анализ работы цепей на переменном токе ........................................ 106 7. Методы преобразования электрических цепей ....................................... 113 7.1. Теорема о компенсации ....................................................................... 113 7.2. Преобразование источника тока в источник ЭДС и обратно .......... 115 7.3. Преобразование треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду и обратно ................................................................................... 117 7.4. Преобразование параллельных активных ветвей в одну эквивалентную ..................................................................................... 120 7.5. Вынос ЭДС за узел............................................................................... 122 8. Баланс мощностей в электрических цепях постоянного и переменного тока .................................................................................... 123 Библиографический список ................................................................................ 127 131

Стр.131