Teoria obwodów / Stanisław Osowski, Krzysztof Siwek, Michał Śmiałek. wyd. 2. Warszawa, Spis treści

Transkrypt

1 Teoria obwodów / Stanisław Osowski, Krzysztof Siwek, Michał Śmiałek. wyd. 2. Warszawa, 2013 Spis treści Słowo wstępne 8 Wymagania egzaminacyjne 9 Wykaz symboli graficznych 10 Lekcja 1. Podstawowe prawa obwodów elektrycznych Podstawowe pojęcia obwodów Elementy obwodu elektrycznego Rezystor Cewka Kondensator NiezaleŜne źródło napięcia i prądu Źródła sterowane prądu i napięcia Prawa Kirchhoffa Prawo prądowe Prawo napięciowe Przekształcenia obwodów Układ połączenia szeregowego elementów Układ połączenia równoległego elementów Transfiguracja gwiazda-trójkąt i trójkąt-gwiazda 24 Zadania sprawdzające 26 Lekcja 2. Metoda symboliczna liczb zespolonych analizy obwodów w stanie ustalonym przy wymuszeniu sinusoidalnym Parametry sygnału sinusoidalnego Metoda symboliczna liczb zespolonych analizy obwodów RLC Prawa Kirchhoffa dla wartości symbolicznych Wykresy wektorowe obwodu 37 Zadania sprawdzające 39 Lekcja 3. Zagadnienia mocy w obwodach RLC przy wymuszeniu sinusoidalnym Moc chwilowa Moc czynna Moc bierna Moc pozorna zespolona Bilans mocy 47

2 3.6. Energia magazynowana w cewce i kondensatorze Energia magazynowana w idealnym kondensatorze Energia magazynowana w idealnej cewce Rzeczywiste modele cewki i kondensatora Cewka rzeczywista Kondensator rzeczywisty Dopasowanie odbiornika do źródła 54 Zadania sprawdzające 56 Lekcja 4. Metody analizy złoŝonych obwodów RLC w stanie ustalonym przy wymuszeniu sinusoidalnym Metoda równań Kirchhoffa Metoda oparta na twierdzeniu Thevenina Metoda oparta na twierdzeniu Nortona RównowaŜność twierdzenia Thevenina i Nortona Metoda potencjałów węzłowych Metoda prądów oczkowych Zasada superpozycji 74 Zadania sprawdzające 77 Lekcja 5. Analiza obwodów sprzęŝonych magnetycznie Zjawiska fizyczne przy sprzęŝeniu magnetycznym cewek Analiza obwodów magnetycznie sprzęŝonych przy wymuszeniu sinusoidalnym Równania symboliczne elementów sprzęŝonych magnetycznie Eliminacja sprzęŝeń magnetycznych Transformator Podstawy fizyczne działania transformatora Transformator idealny Transformator powietrzny Transformator z rdzeniem ferromagnetycznym Podstawowe prawa obwodów magnetycznych Analiza transformatora z rdzeniem ferromagnetycznym 97 Zadania sprawdzające 98 Lekcja 6. Rezonans w obwodach elektrycznych Rezonans szeregowy Parametry rezonansu szeregowego Charakterystyki częstotliwościowe obwodu rezonansowego Rezonans równoległy Podstawowe zaleŝności rezonansu prądów Charakterystyki częstotliwościowe obwodu rezonansowego 113 Zadania sprawdzające 115 Lekcja 7. Analiza obwodów RLC przy wymuszeniu

3 niesinusoidalnym Szereg Fouriera Wprowadzenie Postać trygonometryczna szeregu Fouriera Postać wykładnicza szeregu Fouriera Twierdzenie Parsevala Wartość skuteczna napięcia i prądu niesinusoidalnego Moc przy przebiegach niesinusoidalnych Metodyka rozwiązania obwodów przy wymuszeniu niesinusoidalnym 129 Zadania sprawdzające 134 Lekcja 8. Układy trójfazowe Pojęcia wstępne Definicja układu trójfazowego Układ napięć fazowych Układ napięć międzyfazowych Analiza układów trójfazowych Połączenia trójfazowe generatora i odbiornika Układ gwiazdowy faz generatora i odbiornika Układ trójkątny faz odbiornika i generatora Pomiar mocy w układach trójfazowych Pomiar mocy czynnej w układzie czteroprzewodowym Pomiar mocy czynnej w układzie trójprzewodowym Pomiar mocy biernej w układzie trójfazowym symetrycznym Porównanie mocy w układzie trójfazowym trójkątnym i gwiazdowym Wirtualne laboratorium obwodów trójfazowych Pole magnetyczne wirujące w układach trójfazowych 164 Zadania sprawdzające 167 Lekcja 9. Składowe symetryczne w układach trójfazowych Rozkład na składowe symetryczne Własności składowych symetrycznych Prawo Kirchhoffa dla składowych symetrycznych Filtry składowych symetrycznych Filtr składowej zerowej prądów liniowych Filtr składowej zerowej napięć fazowych Filtr składowej zgodnej i przeciwnej prądów liniowych 179 Zadania sprawdzające 182 Lekcja 10. Metoda równań róŝniczkowych w analizie stanów nieustalonych w obwodach Podstawowe pojęcia stanów nieustalonych Prawa komutacji Prawo komutacji dotyczące kondensatorów Prawo komutacji dotyczące cewek 187

4 10.3. Opis stanowy obwodu RLC Rozwiązanie stanów nieustalonych w obwodach metodą zmiennych stanu Rozwiązanie ogólne Wartości własne i wektory własne macierzy kwadratowej Wyznaczanie macierzy e At Obliczanie stanu nieustalonego w obwodzie metodą zmiennych stanu Metoda klasyczna rozwiązania równań róŝniczkowych 202 Zadania sprawdzające 203 Lekcja 11. Stany nieustalone w obwodach RL i RC Stan nieustalony w szeregowym obwodzie RL przy załączeniu napięcia stałego Stan nieustalony w gałęzi szeregowej RC przy załączeniu napięcia stałego 211 Zadania sprawdzające 215 Lekcja 12. Metoda operatorowa Laplace'a Podstawowe wiadomości dotyczące rachunku operatorowego Laplace'a Podstawowe własności przekształcenia Laplace'a Liniowość przekształcenia Transformata pochodnej funkcji czasu Transformata całki funkcji czasu Przesunięcie w dziedzinie częstotliwości Przesunięcie w dziedzinie czasu Transformata splotu Przykłady transformat Laplace'a Wyznaczanie odwrotnej transformaty Laplace'a Metoda residuów Metoda wykorzystująca tablice transformat 229 Zadania sprawdzające 232 Lekcja 13. Metoda operatorowa analizy stanów nieustalonych w obwodach elektrycznych Modele operatorowe elementów obwodu Rezystor Cewka Kondensator Prawa Kirchhoffa dla transformat Obliczenia prądów i napięć w obwodzie metodą operatorową 237 Zadania sprawdzające 242 Lekcja 14. Stan nieustalony w obwodzie RLC przy załączeniu

5 napięcia stałego Równanie operatorowe obwodu Przypadek aperiodyczny Przypadek aperiodyczny krytyczny Przypadek oscylacyjny Obwód bezstratny LC w stanie nieustalonym 255 Zadania sprawdzające 256 Lekcja 15. Transmitancja operatorowa obwodów Definicja transmitancji operatorowej Transmitancja napięciowa Transmitancja prądowa Transmitancja napięciowo-prądowa Transmitancja prądowo-napięciowa Transmitancja operatorowa obwodów RLC Związek transmitancji operatorowej z opisem stanowym układu Odpowiedź impulsowa i skokowa układu Odpowiedź impulsowa Odpowiedź skokowa Stabilność układów liniowych 267 Zadania sprawdzające 269 Lekcja 16. Charakterystyki częstotliwościowe układów Definicje charakterystyk częstotliwościowych Przykłady transmitancji operatorowych pierwszego rzędu Układ całkujący Układ róŝniczkujący Przesuwnik fazowy Transmitancje operatorowe układów drugiego rzędu Postać ogólna transmitancji bikwadratowej Charakterystyki częstotliwościowe filtru dolnoprzepustowego Charakterystyki częstotliwościowe filtru środkowoprzepustowego Charakterystyki częstotliwościowe filtru górnoprzepustowego Charakterystyki częstotliwościowe układu n-tego rzędu 288 Zadania sprawdzające 290 Lekcja 17. Czwórniki Definicja czwórnika Równania czwórnika Równanie admitancyjne Równanie impedancyjne Równanie hybrydowe Równanie hybrydowe odwrotne Równanie łańcuchowe Równanie łańcuchowe odwrotne 296

6 17.3. Związek transmitancji operatorowych z opisem czwórnikowym Transmitancja napięciowa Impedancja wejściowa Połączenia czwórników Połączenie łańcuchowe Połączenie szeregowe czwórników Połączenie równoległe czwórników Połączenie szeregowo-równoległe czwórników Połączenie równoległo-szeregowe czwórników 303 Zadania sprawdzające 304 Lekcja 18. Wybrane zastosowania czwórników śyrator Konwerter ujemno-impedancyjny (NIC) Idealny wzmacniacz napięciowy Idealny wzmacniacz operacyjny Wybrane zastosowania wzmacniaczy operacyjnych Realizacja sumatora Realizacja układu całkującego Realizacja układu róŝniczkującego Realizacja przesuwnika fazowego Realizacja konwertera ujemno-impedancyjnego Realizacja Ŝyratora Analiza układów ze wzmacniaczami operacyjnymi metodą grafów przepływu sygnałów Masona Podstawowe pojęcia grafów Masona Zastosowanie grafu Masona w analizie obwodów ze wzmacniaczami Przykłady zastosowania grafów w analizie obwodów 322 Zadania sprawdzające 326 Zadania do samodzielnego rozwiązania 329 Słownik 377 Literatura 401 oprac. BPK