Основы теории цепей

  

Основы теории цепей. Учебник для вузов. Изд.4-е, переработанное. М., «Энергия», 1975. - 752 с.

В книге излагаются общие методы анализа и синтеза и описание свойств линейных электрических цепей с сосредоточенными и распределенными параметрами при постоянных, переменных, периодических и переходных токах и напряжениях Рассматриваются свойства и методы расчета установившихся и переходных процессов в нелинейных электрических и магнитных цепях постоянного и переменного тока Все положения теории иллюстрируются практическими примерами.

Третье издание книги выпущено в 1965 г.

Книга является учебником для студентов электротехнических специальностей вузов.



Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ К ЧЕТВЕРТОМУ ИЗДАНИЮ
ВВЕДЕНИЕ
Раздел первый. ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
1-1. Элементы электрических цепей и электрических схем
1-2. Эквивалентные схемы для источников энергии
1-3. Закон Ома для участка цепи с э. д. с.
1-4. Распределение потенциала вдоль неразветвленной электрической цепи
1-5. Баланс мощностей для простейшей неразветвленной цепи
1-6. Применение законов Кирхгофа для расчета разветвленных цепей
1-7. Метод узловых потенциалов
1-8. Метод контурных токов
1-9. Уравнения состояния цепи в матричной форме
1-10. Преобразование линейных электрических схем
Глава вторая. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПРИ ПОСТОЯННЫХ ТОКАХ И НАПРЯЖЕНИЯХ
2-2. Свойство взаимности
2-3. Входные и взаимные проводимости и сопротивления ветвей; коэффициенты передачи напряжений и токов
2-4. Применение топологических методов для расчета цепей
2-5. Топологические формулы и правила для определения передачи электрической цепи
2-6. Теорема о компенсации
2-7. Линейные соотношения между напряжениями и токами
2-8. Теорема о взаимных приращениях токов и напряжений
2-9. Общие замечания о двухполюсниках
2-10. Теорема об активном двухполюснике и ее применение для расчета разветвленных цепей
2-11. Передача энергии от активного двухполюсника к пассивному
Глава третья. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ЦЕПЯХ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА
3-2. Понятие о генераторах переменного тока
3-3. Синусоидальный ток
3-4. Действующие ток, э. д. с. и напряжение
3-5. Изображение синусоидальных функций времени векторами и комплексными числами
3-6. Сложение синусоидальных функций времени
3-7. Электрическая цепь и ее схема
3-8. Ток и напряжения при последовательном соединении сопротивления, Индуктивности и емкости
3-9. Сопротивления
3-10. Разность фаз напряжения и тока
3-11. Напряжение и токи при параллельном соединении сопротивления, индуктивности и емкости
3-12. Проводимости
3-13. Пассивный двухполюсник
3-14. Мощности
3-15. Мощности в сопротивлении, индуктивности и емкости
3-16. Баланс мощностей
3-17. Знаки мощностей и направление передачи энергии
3-18. Определение параметров пассивного двухполюсника при помощи амперметра, вольтметра и ваттметра
3-19. Условия передачи максимальной мощности от источника энергии к приемнику
3-20. Понятие о поверхностном эффекте и эффекте близости
3-21. Параметры и эквивалентные схемы конденсаторов
3-22. Параметры и эквивалентные схемы индуктивных катушек и резисторов
Глава четвертая. РАСЧЕТ ЦЕПЕЙ ПРИ СИНУСОИДАЛЬНЫХ ТОКАХ
4-1. О применимости методов расчета цепей постоянного тока к расчетам цепей синусоидального тока
4-2. Последовательное соединение приемников
4-3. Параллельное соединение приемников
4-4. Смешанное соединение приемников
4-5. Сложные разветвленные цепи
4-6. Топографические диаграммы
4-7. Дуальность электрических цепей
4-8. Сигнальные графы и их применение для расчета цепей
Глава пятая. РЕЗОНАНС В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ
5-2. Частотные характеристики неразветвленной цепи
5-3. Резонанс в цепи с двумя параллельными ветвями
5-4. Частотные характеристики параллельного контура
5-5. Понятие о резонансе в сложных цепях
Глава шестая. ЦЕПИ С ВЗАИМНОЙ ИНДУКТИВНОСТЬЮ
6-2. Электродвижущая сила взаимной индукции
6-3. Последовательное соединение индуктивно связанных элементов цепи
6-4. Параллельное соединение индуктивно связанных элементов цепи
6-5. Расчеты разветвленных цепей при наличии взаимной индуктивности
6-6. Эквивалентная замена индуктивных связей
6-7. Передача энергии между индуктивно связанными элементами цепи
6-8. Трансформатор без стального сердечника (воздушный трансформатор)
Глава седьмая. КРУГОВЫЕ ДИАГРАММЫ
7-1. Комплексные уравнения прямой и окружности
7-2. Круговые диаграммы для неразветвленной цепи и для активного двухполюсника
7-3. Круговые диаграммы для любой разветвленной цепи
Глава восьмая. МНОГОПОЛЮСНИКИ И ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКИ ПРИ СИНУСОИДАЛЬНЫХ ТОКАХ И НАПРЯЖЕНИЯХ
8-1. Четырехполюсники и их основные уравнения
8-2. Определение коэффициентов четырехполюсников
8-3. Режим четырехполюсника при нагрузке
8-4. Эквивалентные схемы четырехполюсников
8-5. Основные уравнения и эквивалентные схемы для активного четырехполюсника
8-6. Идеальный трансформатор как четырехполюсник
8-7. Эквивалентные схемы с идеальными трансформаторами для четырехполюсника
8-8. Эквивалентные схемы трансформатора со стальным магнитопроводом
8-9. Расчеты электрических цепей с трансформаторами
8-10. Графы пассивных четырехполюсников и их простейшие соединения
Глава девятая. ЦЕПИ С ЭЛЕКТРОННЫМИ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ ПРИБОРАМИ В ЛИНЕЙНОМ РЕЖИМЕ
9-2. Эквивалентные схемы лампового триода
9-3. Транзисторы (полупроводниковые триоды)
9-4. Эквивалентные схемы транзисторов
9-5. Простейшие электрические цепи с невзаимными элементами и их направленные графы
Глава десятая. ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ
10-2. Соединения звездой и многоугольником
10-3. Симметричный режим трехфазной цепи
10-4. Некоторые свойства трехфазных цепей с различными схемами соединений
10-5. Расчет симметричных режимов трехфазных цепей
10-6. Расчет несимметричных режимов трехфазных цепей со статической нагрузкой
10-7. Напряжения на фазах приемника в некоторых частных случаях
10-8. Эквивалентные схемы трехфазных линий
10-9. Измерение мощности в трехфазных цепях
10-10. Вращающееся магнитное поле
10-11. Принципы действия асинхронного и синхронного двигателей
Глава одиннадцатая. МЕТОД СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ
11-2. Некоторые свойства трехфазных цепей в отношении симметричных составляющих токов и напряжений
11-3. Сопротивления симметричной трехфазной цепи для токов различных последовательностей
11-4. Определение токов в симметричной цепи
11-5. Симметричные составляющие напряжений и токов в несимметричной трехфазной цепи
11-6. Расчет цепи с несимметричной нагрузкой
11-7. Расчет цепи с несимметричным участком в линии
Глава двенадцатая. НЕСИНУСОИДАЛЬНЫЕ ТОКИ
12-2. Разложение периодической несинусоидальной кривой в тригонометрический ряд
12-3. Максимальные, действующие и средние значения несинусоидальных периодических э. д. с., напряжений и токов
12-4. Коэффициенты, характеризующие форму несинусоидальных периодических кривых
12-5. Несинусоидальные кривые с периодической огибающей
12-6. Действующие значения э. д. с., напряжений и токов с периодическими огибающими
12-7. Расчет цепей с несинусоидальными периодическими э. д. с. и токами
12-8. Резонанс при несинусоидальных э. д. с. и токах
12-9. Мощность периодических несинусоидальных токов
12-10. Высшие гармоники в трехфазных цепях
Глава тринадцатая. КЛАССИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
13-2. Переходный, принужденный и свободный процессы
13-3. Короткое замыкание цепи r, L
13-4. Включение цепи r, L на постоянное напряжение
13-5. Включение цепи r, L на синусоидальное напряжение
13-6. Короткое замыкание цепи r, С
13-7. Включение цепи r, С на постоянное напряжение
13-8. Включение цепи r, С на синусоидальное напряжение
13-9. Переходные процессы в неразветвленной цепи r, С
13-10. Апериодический разряд конденсатора
13-11. Предельный случай апериодического разряда конденсатора
13-12. Периодический (колебательный) разряд конденсатора
13-13. Включение цепи r, С на постоянное напряжение
13-14. Общий случай расчета переходных процессов классическим методом
13-15. Включение пассивного двухполюсника на непрерывно изменяющееся напряжение (формула или интеграл Дюамеля)
13-16. Включение пассивного двухполюсника на напряжение любой формы
13-17. Временная и импульсная переходные характеристики
13-18. Запись теоремы свертки при помощи импульсной переходной характеристики
13-19. Переходные процессы при скачках токов в индуктивностях и напряжений на конденсаторах
13-20. Определение переходного процесса и установившегося режима при воздействии периодических импульсов напряжения или тока
Глава четырнадцатая. ОПЕРАТОРНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
14-2. Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме
14-3. Эквивалентные операторные схемы
14-4. Переходные процессы в цепях с взаимной индуктивностью
14-5. Сведение расчетов переходных процессов к нулевым начальным условиям
14-6. Определение свободных токов по их изображениям
14-7. Формулы включения
14-8. Расчет переходных процессов методом переменных состояния
14-9. Определение принужденного режима цепи при воздействии на нее периодического несинусоидального напряжения
Глава пятнадцатая. ЧАСТОТНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
15-2. Законы Ома и Кирхгофа и эквивалентные схемы для частотных спектров
15-3. Приближенный метод определения оригинала по вещественной частотной характеристике (метод трапеций)
15-4. О переходе от преобразований Фурье к преобразованиям Лапласа
15-5. Сравнение различных методов расчета переходных процессов в линейных электрических цепях
Глава шестнадцатая. ЦЕПНЫЕ СХЕМЫ И ЧАСТОТНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ
16-2. Характеристическое сопротивление и постоянная передачи симметричного четырехполюсника
16-3. Вносимая и рабочая постоянные передачи
16-4. Цепные схемы
16-5. Частотные электрические фильтры
16-6. Низкочастотные фильтры
16-8. Полосные фильтры
16-11. Г-образный фильтр как пример несимметричного фильтра
16-12. Безындукционные (или r, C) фильтры
Глава семнадцатая. СИНТЕЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
17-2. Передаточная функция четырехполюсника. Цепи минимальной фазы
17-3. Входные функции цепей. Положительные вещественные функции
17-4. Реактивные двухполюсники
17-5. Частотные характеристики реактивных двухполюсников
17-6. Синтез реактивных двухполюсников. Метод Фостера
17-7. Синтез реактивных двухполюсников. Метод Кауэра
17-8. Синтез двухполюсников с потерями. Метод Фостера
17-9. Синтез двухполюсников с потерями. Метод Кауэра
17-10. Понятие о синтезе четырехполюсников
Раздел второй. ЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
Глава восемнадцатая. ГАРМОНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЦЕПЯХ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
18-2. Уравнения однородной линии
18-3. Установившийся режим в однородной линии
18-4. Уравнения однородной линии с гиперболическими функциями
18-5. Характеристики однородной линии
18-6. Входное сопротивление линии
18-7. Коэффициент отражения волны
18-8. Согласованная нагрузка линии
18-9. Линия без искажений
18-10. Холостой ход, короткое замыкание и нагрузочный режим линии с потерями
18-11. Линии без потерь
18-12. Стоячие волны
18-13. Линия как четырехполюсник
Глава девятнадцатая. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЦЕПЯХ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
19-2. Общее решение уравнений однородной линии
19-3. Возникновение волн с прямоугольным фронтом
19-4. Общие случаи нахождения волн, возникающих при переключениях
19-5. Отражение волны с прямоугольным фронтом от конца линии
19-6. Общий метод определения отраженных волн
19-7. Качественное рассмотрение переходных процессов в линиях, содержащих сосредоточенные емкости и индуктивности
19-8. Многократные отражения волн с прямоугольным фронтом от активного сопротивления
19-9. Блуждающие волны
Раздел III. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ
Глава двадцатая. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПРИ ПОСТОЯННЫХ ТОКАХ И НАПРЯЖЕНИЯХ
20-2. Графический метод расчета неразветвленных цепей с нелинейными элементами
20-3. Графический метод расчета цепей с параллельным соединением нелинейных элементов
20-4. Графический метод расчета цепей со смешанным соединением нелинейных и линейных элементов
20-5. Применение эквивалентных схем с источниками э. д. с. для исследования режима нелинейных цепей
20-6. Вольт-амперные характеристики нелинейных активных двухполюсников
20-7. Примеры расчета разветвленных электрических цепей с нелинейными элементами
20-8. Применение теории активных двухполюсника, четырехполюсника и шестиполюсника для расчета цепей с линейными и нелинейными элементами
20-9. Расчет разветвленных нелинейных цепей итерационным методом (методом последовательных приближений)
Глава двадцать первая. МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ ПРИ ПОСТОЯННЫХ ТОКАХ
21-2. Расчет неразветвленных магнитных цепей
21-3. Расчет разветвленных магнитных цепей
21-4. Расчет магнитной цепи кольцевого постоянного магнита с воздушным зазором
21-5. Расчет неразветвленной неоднородной магнитной цепи с постоянным магнитом
Глава двадцать вторая. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И МЕТОДОВ ИХ РАСЧЕТА
22-1. Нелинейные двухполюсники и четырехполюсники при переменных токах
22-2. Определение рабочих точек на характеристиках нелинейных двухполюсников и четырехполюсников
22-3. Явления в нелинейных цепях переменного тока
22-4. Методы расчета нелинейных цепей переменного тока
Глава двадцать третья. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ С ИСТОЧНИКАМИ Э. Д. С. И ТОКА ОДИНАКОВОЙ ЧАСТОТЫ
23-2. Форма кривой тока в цепи с вентилями
23-3. Простейшие выпрямители
23-4. Формы кривых тока и напряжения в цепях с нелинейными реактивными сопротивлениями
23-5. Утроители частоты
23-6. Формы кривых тока и напряжения в цепях с терморезисторами
23-7. Замена реальных нелинейных элементов условно-нелинейными
23-8. Учет реальных свойств стальных магнитопроводов
23-9. Расчет тока в катушке со стальным магнитопроводом
23-10. Понятие о расчете условно-нелинейных магнитных цепей
23-11. Явление феррорезонанса
23-12. Стабилизаторы напряжения
Глава двадцать четвертая. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ С ИСТОЧНИКАМИ Э. Д. С. И ТОКА РАЗЛИЧНЫХ ЧАСТОТ
24-1. Общая характеристика нелинейных цепей с источниками э. д. с. различных частот
24-2. Вентили в цепях с постоянными и переменными э. д. с.
24-3. Управляемые вентили в простейших выпрямителях и преобразователях постоянного тока в переменный
24-4. Катушки со стальными магнитопроводами в цепях с постоянными и переменными э. д. с.
24-5. Удвоитель частоты
24-6. Метод гармонического баланса
24-7. Влияние постоянной э. д. с. на переменную составляющую тока в цепях с нелинейными безынерционными сопротивлениядли
24-8. Принцип получения модулированных колебаний
24-9. Влияние постоянной составляющей на переменную в цепях с нелинейными индуктивностями
24-10. Магнитные усилители мощности
Глава двадцать пятая. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В НЕЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЯХ
25-2. Включение катушки со стальным магнитопроводом на постоянное напряжение
25-3. Включение катушки со стальным магнитопроводом на синусоидальное напряжение
25-4. Импульсное воздействие в цепях с неоднозначными нелинейностями
25-5. Понятие о простейших запоминающих устройствах
25-6. Изображение переходных процессов на фазовой плоскости
25-7. Колебательный разряд емкости через нелинейную индуктивность
Глава двадцать шестая. АВТОКОЛЕБАНИЯ
26-1. Нелинейные резисторы со спадающим участком характеристики
26-2. Понятие об устойчивости режима в цепи с нелинейными резисторами
26-3. Релаксационные колебания в цепи с отрицательным сопротивлением
26-4. Близкие к синусоидальным колебания в цепи с отрицательным сопротивлением
26-5. Фазовые траектории процессов в цепи с отрицательным сопротивлением
26-6. Фазовые траектории процессов в генераторе синусоидальных колебаний
26-7. Определение амплитуды автоколебаний методом гармонического баланса
Приложение 1. Разложение периодических функций в тригонометрический ряд
Приложение 2. Таблица оригиналов и изображений (по Лапласу)
Приложение 3. Таблица функций и их частных спектров
Приложение 4. Таблица функций для трапеций
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ