УДК 53(035)
ББК 22.3я2
Б48
Бёрд Дж.
Б48
Физика. От теории к практике. В 2 кн. Кн. 2: Электричес
тво, магнетизм. Теория, методы расчета, практические уст
ройства: Карманный справочник/Пер. с англ. — М.: ДМК
Пресс». — 560 с.: ил. (Серия «Карманный справочник»)
ISBN 9785970606841
В популярном справочнике «Физика. От теории к практи
ке» (перевод британского справочника «Newnes Engineering
Science», выдержавшего три издания) представлены методы,
формулы, диаграммы и справочные данные основных разде
лов физики.
Для удобства читателей в русском варианте справочник
издаётся в двух книгах. Первая содержит сведения по механи
ке (с элементами сопротивления материалов, деталей машин
и механизмов), оптике, термо и гидродинамике. Вторая пос
вящена электричеству и магнетизму (с элементами электро
техники, электроники и радиотехники). Справочник уника
лен, его характерной особенностью является нечасто встреча
ющееся в популярной отечественной литературе сочетание
теоретических положений с их практическим применением.
Вторая книга справочника насыщена описаниями элект
ротехнических устройств – от элементарных конденсаторов,
электромеханических реле и электрических звонков до мощ
ных электродвигателей и электрогенераторов. Уделено вни
мание устройству полупроводниковых приборов и расчетам
схем, содержащих такие приборы. Подробно изложены мето
ды расчетов электрических схем постоянного и переменного
тока, в том числе с привлечением комплексных чисел. Не за
быты принципы работы и применение операционных усили
телей, цифроаналоговых и аналогоцифровых преобразова
телей. Кратко рассмотрены способы передачи и особенности
прохождения электрических сигналов по каналам связи.
Справочник адресован широкому кругу читателей — сту
дентам, учащимся технических колледжей, инженерам и
всем, интересующимся техникой. Он особенно полезен прак
тикам, желающим повысить уровень теоретических знаний, а
также позволяет в необходимых случаях освежить свой науч
ный багаж и вспомнить полузабытые формулы.
УДК 53(035)
ББК 22.3я2
Все права защищены. Никакая часть этого издания не может быть воспро
изведена в любой форме или любыми средствами, электронными или механи
ческими, включая фотографирование, ксерокопирование или иные средства
копирования или сохранения информации, без письменного разрешения из
дательства.
This edition of Newnes Engineering Science Pocket Book by John Bird is
published by arrangement with. Elsevier Ltd, The Boulevard, Langford Lane,
Kidlington, OX5 1GB, England.
© John Bird
ISBN 0750649917 (англ.)
ISBN 9785970606841 (рус.)
© Перевод, макет, ДодэкаXXI
© Издание, ДМК Пресс, 2019
Стр.5
5
ОГЛАВЛЕНИЕ
Часть третья. ОТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ И МАГНИТОВ
К ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРАМ, ТРАНЗИСТОРАМ И КАНАЛАМ
СВЯЗИ.............................................................................................. 19
40. Введение в электрические цепи.................................................... 20
Символьные обозначения электрических компонентов.......... 20
Блоксхемы электрических/электронных систем .................... 20
Электрический ток и количество электричества ...................... 22
Электрический потенциал и ЭДС ............................................. 23
Сопротивление и проводимость................................................ 24
Основные электроизмерительные приборы ............................. 25
Линейные и нелинейные компоненты электрических схем .... 25
Закон Ома ................................................................................... 26
Множители и делители .............................................................. 27
Проводники и изоляторы .......................................................... 27
Электрическая мощность .......................................................... 28
Электроэнергия.......................................................................... 28
Основные эффекты электрического тока ................................. 29
Предохранители ......................................................................... 29
41. Электрическое сопротивление материалов.................................. 31
Сопротивление и удельное сопротивление............................... 31
Температурный коэффициент сопротивления ......................... 32
Цветовое кодирование резисторов и их омические
значения ..................................................................................... 34
Цветовой код для постоянных резисторов.......................... 34
Буквенный и цифровой код для резисторов ....................... 35
42. Химические эффекты электричества ........................................... 36
Электролиз ................................................................................. 36
Электролитическое осаждение.................................................. 36
Гальванический элемент ............................................................ 37
Поляризация......................................................................... 38
Саморазряд ........................................................................... 38
Свойства электродных пар................................................... 38
Коррозия..................................................................................... 39
ЭДС и внутреннее сопротивление гальванического элемента. 39
Первичные элементы ................................................................. 41
Элемент Лекланше ............................................................... 42
Ртутный элемент................................................................... 42
Стр.6
6
Вторичные элементы.................................................................. 42
Кислотный аккумулятор ...................................................... 43
Щелочной аккумулятор .......................................................44
Ёмкость гальванического элемента........................................... 45
43. Последовательные и параллельные цепи ..................................... 47
Последовательные цепи............................................................. 47
Делитель напряжения ................................................................ 48
Параллельные цепи....................................................................49
Распределение тока ....................................................................50
Лампы накаливания в последовательном и параллельном
включении .................................................................................. 52
Последовательное соединение............................................. 52
Параллельное соединение....................................................53
44. Ёмкость и конденсаторы .............................................................. 54
Электростатическое поле........................................................... 54
Напряжённость электрического поля .......................................55
Ёмкость .......................................................................................56
Конденсаторы............................................................................. 57
Плотность электрического потока ............................................ 57
Диэлектрическая проницаемость .............................................. 58
Плоский конденсатор ................................................................ 59
Последовательно и параллельно соединённые
конденсаторы ............................................................................. 60
Конденсаторы, соединённые параллельно ......................... 60
Конденсаторы, соединённые последовательно .................. 62
Электрическая прочность .......................................................... 64
Энергия заряженного конденсатора.......................................... 65
Конструкции конденсаторов ..................................................... 65
Разрядка конденсаторов............................................................. 68
45. Магнитные цепи ..........................................................................69
Магнитные поля......................................................................... 69
Магнитный поток и плотность потока...................................... 70
Магнитодвижущая сила и напряжённость магнитного поля ... 71
Магнитная проницаемость и кривые намагничивания............ 72
Магнитное сопротивление......................................................... 74
Комбинированные последовательные магнитные цепи .......... 74
Аналогия между электрическими и магнитными
величинами.................................................................................75
Гистерезис и потери на гистерезис ............................................ 75
Гистерезисная петля ............................................................. 75
Потери на гистерезис ........................................................... 76
Потери на вихревые токи ........................................................... 79
Графический метод определения потерь на гистерезис
и вихревые токи.......................................................................... 81
Стр.7
7
46. Магнитные материалы................................................................. 83
Магнитные свойства материалов .............................................. 83
Диамагнетизм и парамагнетизм........................................... 83
Ферромагнетизм и ферромагнитные материалы ................ 84
Непостоянные магнитные материалы....................................... 86
Сплав кремний—железо....................................................... 86
Железоникелевый сплав ...................................................... 88
Порошковый сердечник....................................................... 88
Ферриты................................................................................ 89
Постоянные магнитные материалы .......................................... 89
47. Электромагнетизм ....................................................................... 91
Магнитное поле электрического тока ....................................... 91
Электромагниты......................................................................... 93
Электрический звонок ......................................................... 94
Реле ....................................................................................... 94
Подъёмные магниты ............................................................ 95
Телефонный аппарат ............................................................ 96
Проводник с током в магнитном поле ...................................... 96
Сила, действующая на проводник....................................... 96
Громкоговоритель................................................................. 97
Правило левой руки ............................................................. 98
Принцип работы простейшего электродвигателя
постоянного тока........................................................................ 99
Принцип работы магнитоэлектрических
измерительных приборов......................................................... 100
Сила, действующая на заряд.................................................... 101
48. Электромагнитная индукция и индуктивность........................... 103
Электромагнитная индукция................................................... 103
Законы электромагнитной индукции ..................................... 104
Индуктивность ......................................................................... 106
Катушки индуктивности.......................................................... 107
Энергия, запасённая катушкой индуктивности ..................... 108
Индуктивность катушки .......................................................... 109
49. Магнитосвязанные контуры ...................................................... 110
Взаимная индуктивность ......................................................... 110
Коэффициент связи ................................................................. 111
Катушки индуктивности, соединённые последовательно ..... 112
Связанные контуры.................................................................. 113
Вторичная обмотка без нагрузки ....................................... 114
Вторичная обмотка с нагрузкой......................................... 115
Резонанс с подстроечным конденсатором ........................ 117
Правило точки для связанных контуров ................................. 118
Стр.8
8
50. Электрические измерительные приборы и измерения ................ 121
Аналоговые измерительные приборы ..................................... 121
Электромагнитные измерительные приборы.................... 122
Выпрямительные детекторные приборы........................... 123
Магнитоэлектрические измерительные приборы............. 123
Сравнение измерительных приборов ................................ 124
Шунтирующие и балластные резисторы................................. 125
Электронные измерительные приборы................................... 126
Омметр...................................................................................... 127
Универсальные измерительные приборы................................ 128
Ваттметры ................................................................................. 128
Эффект «нагрузки»................................................................... 129
Электроннолучевой осциллограф.......................................... 129
Децибелы (отношения логарифмов) ....................................... 132
Нулевой метод измерений ....................................................... 134
Мост сопротивлений Уитстона................................................ 135
Потенциометр постоянного тока ............................................ 135
Куметр (измеритель добротности)........................................... 136
Ошибки измерений .................................................................. 137
Ошибки в пределах применимости прибора..................... 137
Ошибки оператора.............................................................. 137
Ошибки изза вносящего помехи измерительного
прибора ............................................................................... 138
51. Полупроводниковые диоды........................................................ 139
Проводники, полупроводники, изоляторы............................. 139
Кремний и германий................................................................ 140
Материалы n и pтипа ............................................................. 140
pnпереход ............................................................................... 141
Прямое и обратное смещение.................................................. 143
Полупроводниковые диоды..................................................... 145
Выпрямитель переменного тока .............................................. 146
52. Транзисторы............................................................................... 148
Биполярный транзистор .......................................................... 148
Принцип работы транзистора.................................................. 150
Обозначения транзисторов в схемах ....................................... 152
Схемы включения транзисторов.............................................. 152
Рабочие характеристики транзисторов ................................... 153
Схема с общей базой........................................................... 153
Схема с общим эмиттером ................................................. 154
Методика получения характеристик транзистора .................. 155
Транзистор как усилитель ........................................................ 156
Усилитель с общей базой.................................................... 156
Стр.9
9
Усилитель с общим эмиттером........................................... 157
Линия нагрузки ........................................................................ 160
Коэффициенты усиления по току и напряжению .................. 163
Тепловой пробой и способы его предотвращения ................. 164
Способ первый ................................................................... 165
Способ второй .................................................................... 166
53. Теория цепей постоянного тока.................................................. 167
Введение ................................................................................... 167
Законы Кирхгофа ..................................................................... 167
Принцип суперпозиции........................................................... 170
Предварительный анализ цепей постоянного тока ................ 172
Теорема Тевенина—Гельмгольца.............................................. 176
Генератор неизменяющегося постоянного тока ..................... 178
Теорема Нортона ...................................................................... 179
Эквивалентные схемы Тевенина и Нортона ........................... 180
Теорема о максимуме отдаваемой мощности.......................... 182
54. Переменный ток и напряжение переменного тока...................... 184
Введение ................................................................................... 184
Генератор переменного тока .................................................... 184
Форма сигналов переменного тока ......................................... 185
Величины переменного тока ................................................... 186
Уравнение гармонической волны............................................ 189
Сложение и вычитание синусоидальных величин.................. 191
Выпрямление переменного тока ............................................. 193
55. Однофазные последовательные цепи переменного тока ............ 194
Цепь переменного тока с чисто активным
сопротивлением ....................................................................... 194
Цепь переменного тока с чисто индуктивным
сопротивлением ....................................................................... 194
Цепь переменного тока с чисто ёмкостным
сопротивлением ....................................................................... 195
Последовательные RL цепи переменного тока ..................... 196
Последовательные RC цепи переменного тока ..................... 198
Последовательные RLC цепи переменного тока.................. 200
Последовательно соединённые импедансы ...................... 201
Резонанс последовательного контура................................ 202
Добротность........................................................................ 204
Полоса частот ..................................................................... 205
Избирательность резонансного контура ........................... 206
Мощность цепей переменного тока ........................................ 206
Треугольник мощностей и коэффициент мощности.............. 208
56. Однофазные параллельные цепи переменного тока ................... 210
Введение ................................................................................... 210
Стр.10
10
RL параллельная цепь переменного тока .............................. 210
RC параллельная цепь переменного тока............................... 212
LC параллельная цепь ............................................................. 213
LRC параллельная цепь переменного тока........................... 214
Параллельный резонанс и добротность .................................. 218
Параллельный резонанс..................................................... 218
Резонансная частота........................................................... 218
Резонансное сопротивление .............................................. 219
Заграждающий фильтр ....................................................... 219
Добротность........................................................................ 219
57. Переходные процессы в цепях постоянного тока....................... 221
Введение ................................................................................... 221
Зарядка конденсатора .............................................................. 221
Постоянная времени для RC цепи.......................................... 223
Кривые переходного процесса RC цепи................................. 223
Разрядка конденсатора............................................................. 226
Рост силы тока в LR цепи ....................................................... 228
Постоянная времени LR цепи................................................ 230
Кривые переходного процесса LR цепи................................. 230
Спад тока в LR цепи................................................................ 231
Переключаемые индуктивные цепи ........................................ 233
Влияние постоянной времени на сигнал прямоугольной
формы ....................................................................................... 234
Интегрирующая цепь ......................................................... 234
Дифференцирующая цепь.................................................. 235
58. Операционные усилители........................................................... 236
Введение ................................................................................... 236
Передаточная характеристика ........................................... 237
Отрицательная обратная связь........................................... 238
Ширина полосы частот ...................................................... 238
Некоторые параметры ОУ........................................................ 239
Входной ток ........................................................................ 239
Разность входных токов ..................................................... 239
Входное напряжение смещения......................................... 239
Коэффициент ослабления синфазного сигнала ............... 239
Скорость нарастания выходного напряжения .................. 240
ОУ в качестве инвертирующего усилителя.............................. 240
Коэффициент усиления ..................................................... 241
Входной импеданс .............................................................. 242
ОУ в качестве неинвертирующего усилителя.......................... 243
Коэффициент усиления ..................................................... 243
Входной импеданс .............................................................. 244
ОУ в качестве повторителя напряжения ................................. 244
Стр.11
11
ОУ в качестве сумматора.......................................................... 245
ОУ в качестве компаратора напряжений................................. 247
Светочувствительная схема сигнализации.............................. 248
ОУ в качестве интегратора ....................................................... 249
ОУ в качестве дифференциального усилителя........................ 251
Цифроаналоговое преобразование ........................................ 252
Аналоговоцифровое преобразование .................................... 255
59. Трёхфазные системы.................................................................. 257
Введение ................................................................................... 257
Трёхфазные источники тока .................................................... 257
Соединение звездой ................................................................. 259
Соединение треугольником..................................................... 261
Соединение звездой ........................................................... 264
Соединение треугольником ............................................... 264
Мощность в трёхфазных системах........................................... 263
Измерение мощности в трёхфазных системах ........................ 265
Метод с одним ваттметром для симметричной
нагрузки .............................................................................. 265
Метод с двумя ваттметрами для симметричных
и несимметричных нагрузок .............................................. 265
Метод с тремя ваттметрами для трёхфазной
четырёхпроводной системы для симметричной
и несимметричной нагрузки .............................................. 266
Сравнение соединений нагрузок звездой и треугольником... 267
Преимущества трёхфазных систем.......................................... 267
60. Трансформаторы........................................................................ 268
Введение ................................................................................... 268
Принцип работы трансформатора........................................... 268
Векторная диаграмма ненагруженного трансформатора ....... 270
Уравнение ЭДС трансформатора............................................. 271
Векторная диаграмма трансформатора под нагрузкой........... 272
Конструкции трансформаторов .............................................. 273
Эквивалентная схема трансформатора ................................... 274
Изменение выходного напряжения трансформатора............. 276
Потери и коэффициент полезного действия
трансформаторов...................................................................... 277
Потери мощности в трансформаторах .............................. 277
Коэффициент полезного действия трансформатора........ 278
Максимальный коэффициент полезного действия.......... 279
Согласование сопротивлений источника питания
и нагрузки ................................................................................. 279
Автотрансформаторы............................................................... 280
Экономия меди при изготовлении
автотрансформаторов......................................................... 282
Преимущества автотрансформаторов ............................... 282
Стр.12
12
Недостатки автотрансформаторов..................................... 282
Применение автотрансформаторов................................... 283
Изолирующие трансформаторы .............................................. 283
Трёхфазные трансформаторы .................................................. 283
Токовые трансформаторы ........................................................ 284
Трансформаторы напряжения ................................................. 286
61. Машины постоянного тока ........................................................ 287
Введение ................................................................................... 287
Механическое действие электрического тока......................... 287
Устройство машины постоянного тока ................................... 289
Параллельные, последовательные и смешанные обмотки..... 290
ЭДС, генерируемая обмотками якоря ..................................... 291
Генераторы постоянного тока.................................................. 292
Типы генераторов постоянного тока и их характеристики..... 292
Генератор с независимым возбуждением .......................... 292
Генератор параллельного возбуждения.............................. 293
Генератор последовательного возбуждения....................... 295
Генератор смешанного возбуждения ................................. 296
Потери мощности в машинах постоянного тока .................... 298
Коэффициент полезного действия генератора
постоянного тока...................................................................... 298
Электродвигатель постоянного тока ....................................... 300
ПротивоЭДС и полная электрическая мощность ........... 300
Вращающий момент электродвигателя ............................. 301
Типы электродвигателей и их характеристики........................ 302
Электродвигатель параллельного возбуждения ................ 302
Электродвигатель последовательного возбуждения ......... 304
Электродвигатель смешанного возбуждения .................... 306
Коэффициент полезного действия
электродвигателей постоянного тока ...................................... 308
Стартёр электродвигателя постоянного тока.......................... 309
Управление скоростью электродвигателя
постоянного тока...................................................................... 310
Электродвигатель с параллельным возбуждением............ 310
Электродвигатель с последовательным возбуждением..... 311
Охлаждение электродвигателя................................................. 312
62. Электродвигатели переменного тока.......................................... 313
Введение ................................................................................... 313
Создание вращающегося магнитного поля............................. 313
Скорость синхронизации......................................................... 316
Устройство трёхфазного асинхронного двигателя .................. 318
Принцип работы трёхфазного асимметричного двигателя .... 319
Стр.13
13
Скольжение .............................................................................. 320
ЭДС и частота вращения ротора.............................................. 321
ЭДС ротора ......................................................................... 321
Частота ротора .................................................................... 321
Импеданс и ток ротора............................................................. 322
Активное сопротивление ротора ....................................... 322
Реактивное сопротивление ротора .................................... 322
Импеданс ротора ................................................................ 322
Ток ротора ........................................................................... 323
Потери на медь ......................................................................... 323
Потери асинхронного двигателя и коэффициент полезного
действия.................................................................................... 324
Уравнение вращающего момента для асинхронного
двигателя................................................................................... 326
Характеристики «вращающий момент/скорость».................. 327
Методы запуска асинхронных двигателей .............................. 329
Короткозамкнутый ротор .................................................. 329
Фазный ротор ..................................................................... 331
Достоинства асинхронных двигателей
с короткозамкнутым ротором.................................................. 331
Достоинства асинхронных двигателей с фазным ротором..... 332
Двухклеточный асинхронный двигатель................................. 332
Применение трехфазных асинхронных двигателей................ 333
Однофазный асинхронный двигатель ..................................... 333
Трёхфазный синхронный двигатель ........................................ 333
Однофазные синхронные двигатели ....................................... 334
63. Комплексные числа и операции над ними .................................. 335
Понятие комплексных чисел................................................... 335
Операции с использованием декартовых комплексных
чисел ......................................................................................... 337
Сложение и вычитание ...................................................... 337
Умножение.......................................................................... 337
Сопряжённые комплексные числа .................................... 338
Деление ............................................................................... 338
Комплексные уравнения ......................................................... 339
Комплексное число в тригонометрической форме ................ 339
Умножение и деление комплексных чисел
в тригонометрической форме .................................................. 341
Умножение.......................................................................... 341
Деление ............................................................................... 341
Возведение в степень комплексных чисел и извлечение
корней из них (теорема Муавра).............................................. 342
Стр.14
14
64. Анализ последовательных цепей переменного тока
с применением комплексных чисел.................................................. 344
Введение ................................................................................... 344
Цепь переменного тока с чисто активным
сопротивлением........................................................................ 344
Чисто индуктивная цепь переменного тока............................ 345
Чисто ёмкостная цепь переменного тока................................ 345
RL последовательная цепь...................................................... 346
RC последовательная цепь...................................................... 348
RLC последовательная цепь .................................................. 350
65. Анализ параллельных цепей переменного тока с применением
комплексных чисел.......................................................................... 353
Введение ................................................................................... 353
Проводимость активная, реактивная и полная....................... 353
Параллельные цепи переменного тока.................................... 354
Распределение тока в цепях переменного тока....................... 356
66. Мощность и коэффициент мощности в цепях переменного
тока.................................................................................................. 360
Мощность в цепях переменного тока...................................... 360
Треугольник мощностей и коэффициент мощности.............. 362
Определение мощности с применением комплексных
чисел.......................................................................................... 364
Увеличение коэффициента мощности .................................... 365
67. Мосты переменного тока ........................................................... 369
Введение ................................................................................... 369
Состояние равновесия в измерительных мостах
переменного тока ..................................................................... 369
Процедура определения уравнений равновесия
для любого моста переменного тока.................................. 371
Типы индикаторов.................................................................... 371
Разновидности мостовых схем переменного тока .................. 372
Простой мост Максвелла ................................................... 372
Мост Хэя ............................................................................. 374
Мост Оуэна ......................................................................... 375
Мост Максвелла—Вина...................................................... 375
Мост Саути.......................................................................... 376
Мост Шеринга .................................................................... 376
Мост Вина........................................................................... 377
68. Последовательный резонанс и добротность............................... 379
Введение ................................................................................... 379
Последовательный резонанс.................................................... 379
Добротность.............................................................................. 382
Повышение напряжения.......................................................... 386
Добротность компонентов последовательной цепи и полная
добротность .............................................................................. 388
Стр.15
15
Ширина полосы частот ............................................................ 388
Избирательность ...................................................................... 390
Небольшие отклонения от резонансной частоты................... 392
69. Параллельный резонанс и добротность ..................................... 395
Общие понятия о параллельном резонансе ............................ 395
Параллельная LRC цепь ........................................................ 397
Динамическое сопротивление................................................. 399
Добротность параллельной RLC цепи .................................. 399
Частота свободных колебаний
и резонансная частота вынужденных колебаний ................... 401
Параллельная LRCR цепь ....................................................... 402
Добротность компонентов параллельной цепи
и полная добротность............................................................... 404
Небольшие отклонения от резонансной частоты................... 404
70. Анализ цепей с помощью определителей.................................... 406
Введение ................................................................................... 406
Решение систем уравнений с помощью определителей......... 407
Система уравнений с двумя неизвестными....................... 407
Система уравнений с тремя неизвестными....................... 408
Применение законов Кирхгофа к теории цепей..................... 410
71. Анализ цепей методами контурных токов и узловых
потенциалов..................................................................................... 415
Метод контурных токов ........................................................... 415
Метод узловых потенциалов.................................................... 417
72. Принцип суперпозиции .............................................................. 422
Введение ................................................................................... 422
Применение принципа суперпозиции для цепи
постоянного тока...................................................................... 422
Применение принципа суперпозиции для цепи
переменного тока ..................................................................... 425
73. Теорема Тевенина и теорема Нортона........................................ 429
Введение ................................................................................... 429
Теорема Тевенина ..................................................................... 429
Теорема Нортона ...................................................................... 434
Эквивалентность цепей Тевенина и Нортона ......................... 438
74. Преобразования «треугольник—звезда»
и«звезда—треугольник».................................................................. 442
Введение ................................................................................... 442
Соединения «треугольник» и «звезда»..................................... 442
Преобразование «треугольник—звезда».................................. 443
Преобразование «звезда—треугольник».................................. 446
75. Теоремы о максимуме отдаваемой мощности и согласование
импедансов ...................................................................................... 449
Теоремы о максимуме отдаваемой мощности......................... 449
Стр.16
16
Согласование импедансов ....................................................... 452
76. Периодические сигналы сложной формы .................................. 456
Введение ................................................................................... 456
Основное уравнение периодических сигналов сложной
формы ....................................................................................... 457
Гармонический синтез.............................................................. 458
Действующее и среднее значения величин и коэффициент
формы сложного сигнала ......................................................... 460
Действующее значение величин ........................................ 460
Среднее значение ............................................................... 460
Коэффициент формы......................................................... 461
Мощность периодического сложного сигнала ....................... 461
Коэффициент мощности ................................................... 462
Гармоники в однофазной цепи ................................................ 463
«Чистое» сопротивление .................................................... 464
«Чистая» индуктивность..................................................... 464
«Чистая» ёмкость ................................................................ 465
Селективный резонанс............................................................. 468
Источники гармоник ............................................................... 470
77. Численные методы гармонического анализа.............................. 477
Введение ................................................................................... 477
Гармонический анализ на основе данных, представленных
в виде таблицы или графика .................................................... 477
Оценка сложных сигналов ....................................................... 483
78. Диэлектрики и диэлектрические потери .................................... 484
Электрические поля, ёмкость и диэлектрическая
проницаемость ......................................................................... 484
Поляризация............................................................................. 485
Электрическая прочность диэлектрика................................... 486
Тепловые эффекты ................................................................... 489
Механические свойства ........................................................... 489
Типы конденсаторов, применяемых на практике................... 489
Жидкие диэлектрики и газовая изоляция ............................... 490
Диэлектрические потери и угол потерь................................... 490
Последовательное соединение........................................... 490
Параллельное соединение.................................................. 492
Потери мощности............................................................... 493
79. Эффекты электрического поля в электротехнических
устройствах ..................................................................................... 495
Введение ................................................................................... 495
Ёмкость между концентрическими цилиндрами.................... 496
Напряжённость электрического поля в диэлектрике ............. 498
Размеры самого экономичного кабеля.................................... 499
Стр.17
17
Ёмкость изолированной двухпроводной линии ..................... 500
Энергия, накопленная в электрическом поле......................... 500
Скинэффект............................................................................ 501
Индуктивность концентрического цилиндра
(или коаксиального кабеля)..................................................... 502
Индуктивность изолированной двухпроводной линии ......... 502
Энергия, накопленная в магнитном поле ............................... 503
80. Аттенюаторы.............................................................................. 504
Введение ................................................................................... 504
Четырёхполюсники.................................................................. 504
Характеристический импеданс................................................ 505
Логарифм отношения двух мощностей................................... 505
Симметричный Tобразный аттенюатор ................................ 507
Расчёт симметричного Tобразного аттенюатора............. 507
Симметричный образный аттенюатор................................. 508
Расчёт симметричного образного аттенюатора ............. 509
Вносимые потери ..................................................................... 510
Асимметричные T и образные аттенюаторы...................... 512
Гобразный аттенюатор............................................................ 516
Каскадное соединение четырёхполюсников .......................... 516
81. Фильтры .................................................................................... 519
Введение ................................................................................... 519
Фильтры нижних частот........................................................... 519
Фильтры верхних частот .......................................................... 521
Полосовые фильтры................................................................. 523
Заграждающие фильтры........................................................... 524
82. Модуляция................................................................................. 526
Введение ................................................................................... 526
Амплитудная модуляция.......................................................... 526
Частотная модуляция ............................................................... 527
Девиация частоты, диапазон изменения частоты
и модулирующий индекс ......................................................... 528
Фазовая модуляция .................................................................. 529
Импульсная модуляция ........................................................... 529
Импульснокодовая модуляция .............................................. 530
83. Двупроводные линии связи (длинные линии)............................. 532
Введение ................................................................................... 532
Первичные параметры линий связи........................................ 532
Задержка по фазе, длина волны и скорость
распространения ...................................................................... 534
Задержка по фазе ................................................................ 535
Длина волны ....................................................................... 535
Скорость распространения ................................................ 536
Стр.18
18
Вторичные параметры линий связи ........................................ 537
Связь характеристического импеданса и коэффициента
распространения волны с первичными параметрами
линии ........................................................................................ 538
Искажения в линиях связи ...................................................... 540
Отражение волны и коэффициент отражения........................ 541
Энергия, связанная с распространяющейся волной......... 541
Коэффициент отражения................................................... 542
Стоячие волны и коэффициент стоячей волны...................... 543
Коэффициент стоячей волны ............................................ 548
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ...................................................... 550
Стр.19