Teoria obwodów elektrycznych / Stanisław Bolkowski. wyd dodruk (PWN). Warszawa, Spis treści

Transkrypt

1 Teoria obwodów elektrycznych / Stanisław Bolkowski. wyd dodruk (PWN). Warszawa, 2017 Spis treści Przedmowa Wiadomości wstępne Wielkości i jednostki używane w elektrotechnice Pojęcia podstawowe elektrotechniki Elementy obwodów elektrycznych Klasyfikacja elementów Elementy pasywne Rezystor Cewka Kondensator Elementy pasywne rzeczywiste Elementy aktywne Źródła niesterowane Źródła sterowane Elementy aktywne nieźródłowe Podstawowe prawa i właściwości obwodu elektrycznego Pojęcia podstawowe Właściwości obwodu elektrycznego Liniowość obwodu Stacjonarność obwodu Pasywność obwodu Obwód o parametrach skupionych i rozłożonych Prawa Kirchhoffa Sygnały elektryczne i ich klasyfikacja Klasyfikacja sygnałów Wielkości charakteryzujące sygnały okresowe Sygnał wykładniczy Sygnał sinusoidalny Sygnał jednostkowy i impulsowy Obwody liniowe prądu stałego Zastosowanie prawa Ohma i praw Kirchhoffa Przekształcanie schematów zastępczych źródeł energii Moc prądu stałego i bilans mocy 63

2 5.4. Dopasowanie odbiornika do źródła i sprawność źródeł Metoda charakterystyk Obwody jednofazowe nierozgałęzione prądu sinusoidalnego Zastosowanie metody liczb zespolonych Wykresy wektorowe Analiza dwójników zawierających elementy RLC Dwójnik szeregowy RLC Dwójnik równoległy RLC Dwójniki szeregowe i równoległe RL oraz RC; dwójniki idealne R, L, C Moc w obwodzie prądu sinusoidalnego Moc chwilowa Moc czynna, bierna i pozorna Trójkąt mocy Postać zespolona mocy pozornej Moc w rezystorze idealnym o rezystancji R Moc w cewce idealnej o indukcyjności L Moc w kondensatorze idealnym o pojemności C Moc w dwójniku szeregowym RLC Schematy zastępcze kondensatora rzeczywistego Schematy zastępcze cewki rzeczywistej Metody obliczania obwodów rozgałęzionych Pojęcia podstawowe z dziedziny topologii obwodów Macierze strukturalne Prawo Ohma i prawa Kirchhoffa w postaci macierzowej Metoda oczkowa Metoda węzłowa Twierdzenie o włączaniu dodatkowych idealnych źródeł napięcia Twierdzenie o włączaniu dodatkowych idealnych źródeł prądu Twierdzenie o wzajemności Przekształcanie i upraszczanie obwodów rozgałęzionych Twierdzenie o zastępczym źródle energii Zastępowanie n źródeł rzeczywistych połączonych równolegle jednym źródłem Przekształcanie trójkąta impedancji w gwiazdę impedancji i odwrotnie Rezonans w obwodach elektrycznych Rezonans napięć Rezonans prądów Rezonans w układach równoległo-szeregowych Charakterystyki częstotliwościowe idealnych układów rezonansowych Znaczenie praktyczne zjawiska rezonansu 168

3 9. Obwody z indukcyjnością wzajemną Zjawiska fizyczne przy sprzężeniu magnetycznym elementów obwodów Zaciski jednoimienne i ich oznaczanie Połączenie szeregowe elementów sprzężonych magnetycznie Połączenie równoległe elementów sprzężonych magnetycznie Zastępowanie układu ze sprzężeniem układem bez sprzężenia Rozwiązywanie obwodów rozgałęzionych prądu sinusoidalnego zawierających elementy sprzężone magnetycznie Transformatory Zasada działania transformatora Transformator powietrzny Transformator z rdzeniem ferromagnetycznym Budowa transformatorów Odkształcenie krzywej prądu Straty w rdzeniu transformatora Równania i wykres wektorowy transformatora Transformator idealny Schematy zastępcze transformatora Układy trójfazowe Klasyfikacja układów trójfazowych i pojęcia podstawowe Obliczanie układów trójfazowych symetrycznych Połączenie odbiornika w gwiazdę Połączenie odbiornika w trójkąt Obliczanie układów trójfazowych niesymetrycznych Połączenie odbiornika w gwiazdę Połączenie odbiornika w trójkąt Pomiar mocy w układach trójfazowych Pomiar mocy w układach symetrycznych Pomiar mocy w układach niesymetrycznych Pole magnetyczne wirujące Metoda składowych symetrycznych Składowe α, β, Obliczanie obwodów elektrycznych przy przebiegach niesinusoidalnych Rozwinięcie funkcji okresowej w szereg Fouriera Postacie szeregu Fouriera i obliczanie współczynników szeregu Rodzaje symetrii sygnałów okresowych odkształconych Symetria względem osi odciętych Symetria względem osi rzędnych Symetria względem początku układu współrzędnych 254

4 12.4. Twierdzenie Parsevala Wartość skuteczna napięcia i prądu niesinusoidalnego Moc przy przebiegach niesinusoidalnych Rozwiązywanie obwodów jednofazowych przy wymuszeniach okresowych niesinusoidalnych Zależność krzywej prądu od charakteru obwodu Wyższe harmoniczne w układach trójfazowych Analiza częstotliwościowa Przekształcenie Fouriera i całka Fouriera Widmo amplitudowe i widmo fazowe Widmo amplitudowe i widmo fazowe funkcji okresowej Widmo amplitudowe i widmo fazowe funkcji nieokresowej Stany nieustalone w obwodach liniowych Pojęcia podstawowe Warunki początkowe, prawa komutacji Metody analizy obwodów liniowych w stanie nieustalonym Metoda klasyczna analizy stanów nieustalonych Stan nieustalony w gałęzi szeregowej R, L przy wymuszeniu stałym Stan nieustalony w gałęzi szeregowej R, L przy zwarciu Stan nieustalony w gałęzi szeregowej R, L przy wymuszeniu sinusoidalnym Metoda operatorowa analizy stanów nieustalonych Przekształcenie Laplace'a i jego własności Wyznaczanie oryginału funkcji operatorowej Impedancja, admitancja i transmitancja operatorowa, prawa Kirchhoffa dla transformat Stan nieustalony w gałęzi szeregowej R, C przy wymuszeniu stałym Stan nieustalony w gałęzi szeregowej R, C przy zwarciu Stan nieustalony w gałęzi szeregowej R, C przy wymuszeniu sinusoidalnym Stan nieustalony w gałęzi szeregowej R, L, C przy wymuszeniu stałym Stan nieustalony w gałęzi szeregowej R, L, C przy zwarciu Rozwiązywanie obwodów w stanie nieustalonym metodą klasyczną i operatorową łącznie Rozwiązywanie obwodów w stanie nieustalonym z zastosowaniem twierdzenia Thevenina i twierdzenia Nortona Rozwiązywanie obwodów w stanie nieustalonym przy zastosowaniu całki splotowej i całki Duhamela Metoda zmiennych stanu Istota metody 334

5 Formułowanie równań stanu Rozwiązywanie równania stanu Wartości własne i wektory własne macierzy kwadratowej Obliczanie macierzy e At Zastosowanie metody zmiennych stanu do obliczania stanu nieustalonego w gałęzi R, L, C przy zwarciu Schematy blokowe i grafy przepływu sygnałów Elementy schematu blokowego Tworzenie schematu blokowego obwodu elektrycznego Reguły upraszczania schematów blokowych Połączenie kaskadowe bloków Połączenie równoległe bloków Schemat blokowy układu ze sprzężeniem zwrotnym Przenoszenie węzła zaczepowego Przenoszenie węzła sumacyjnego Wyznaczanie transmitancji zastępczej układu równoważnego Grafy przepływu sygnałów Masona. Pojęcia podstawowe Tworzenie grafu przepływowego obwodu elektrycznego Reguły redukcji grafów Połączenie kaskadowe gałęzi Połączenie równoległe gałęzi Eliminacja węzła pośredniego i pętli własnej Inwersja gałęzi grafu Reguła ogólna Masona Grafy wzmacniacza operacyjnego Czwórniki Określenia i właściwości n-wrotnika Pojęcia podstawowe dotyczące czwórników Równania czwórnika Warunki symetrii i odwracalności czwórnika Stany pracy czwórnika Impedancja wejściowa czwórnika Sens fizyczny parametrów łańcuchowych А, В, C, D Czwórniki pasywne Schematy zastępcze czwórników pasywnych Wyznaczanie parametrów łańcuchowych А, В, C, D w funkcji impedancji w stanie jałowym i w stanie zwarcia Impedancja charakterystyczna czwórnika symetrycznego Współczynnik tłumienia, współczynnik fazowy, współczynnik przenoszenia czwórnika symetrycznego Równania czwórnika symetrycznego w zależności od funkcji hiperbolicznych Czwórniki aktywne 408

6 Klasyfikacja czwórników aktywnych Schematy zastępcze czwórników aktywnych Źródła sterowane Konwertery impedancji Inwertery impedancji Realizacja źródeł sterowanych, konwerterów i inwerterów Podstawowe układy wykorzystujące wzmacniacz operacyjny Połączenia czwórników Połączenie łańcuchowe czwórników Połączenie równoległe czwórników Połączenie szeregowe czwórników Połączenie szeregowo-równoległe czwórników Połączenie równoległo-szeregowe czwórników Filtry częstotliwościowe Określenia podstawowe i klasyfikacja filtrów Zależności ogólne dotyczące filtrów typu k Filtr dolnoprzepustowy Filtr górnoprzepustowy Filtr pasmowy i filtr zaporowy Filtry aktywne Synteza dwójników pasywnych Przedmiot syntezy obwodów Własności funkcji opisującej dwójnik Własności immitancji operatorowej dwójnika pasywnego Funkcje energetyczne Sprawdzanie warunków realizowalności immitancji Metoda Fostera realizacji dwójnika Metoda Cauera realizacji dwójnika Teoria linii długich Pojęcie linii długiej Parametry linii długiej Rezystancja jednostkowa R Indukcyjność jednostkowa L Pojemność jednostkowa C Upływność jednostkowa G Równania linii długiej jednorodnej Stan ustalony w linii długiej jednorodnej przy wymuszeniu sinusoidalnym Wartości chwilowe napięcia i prądu w linii długiej Prędkość fazowa i długość fali Parametry falowe linii długiej i ich zależność od częstotliwości Impedancja wejściowa linii długiej 486

7 19.9. Praca linii długiej przy dopasowaniu falowym Linia bez strat Linia niezniekształcająca Zastępowanie linii długiej czwórnikiem Stany nieustalone w liniach długich Stan nieustalony w linii długiej bez strat w stanie jałowym Stan nieustalony w linii długiej bez strat w stanie zwarcia Stan nieustalony w linii długiej przy obciążeniu impedancją falową Graf przepływowy linii długiej Obwody nieliniowe prądu stałego Elementy nieliniowe i ich charakterystyki Obliczanie obwodów nieliniowych prądu stałego metodami graficznymi Połączenie szeregowe elementów nieliniowych Połączenie równoległe elementów nieliniowych Obliczanie obwodów nieliniowych na podstawie twierdzenia Thevenina Obwody magnetyczne Definicje podstawowe Podstawowe pojęcia magnetyzmu i prawa obwodów magnetycznych Rozwiązywanie obwodu magnetycznego nierozgałęzionego ze szczeliną powietrzną Rozwiązywanie obwodu magnetycznego rozgałęzionego Obwód magnetyczny magnesu trwałego Obwody nieliniowe prądu zmiennego Opis elementów w obwodach nieliniowych prądu zmiennego Aproksymacja charakterystyk nieliniowych Obwody nieliniowe z elementami ferromagnetycznymi Cewka z rdzeniem ferromagnetycznym Zjawisko ferrorezonansu Stabilizator ferrorezonansowy Potrajacze częstotliwości Układy ferromagnetyczne sterowane Obwody nieliniowe z elementami elektronicznymi Charakterystyki elementów prostownikowych Charakterystyki diod o specjalnym przeznaczeniu Obwody z prostownikami Drgania w układach nieliniowych Metoda bilansu harmonicznych Metoda funkcji opisującej Metoda płaszczyzny fazowej 566

8 Pojęcia podstawowe Rodzaje punktów osobliwych Metoda izoklin 573 Literatura 575 Skorowidz 576 oprac. BPK