Введение

Изложение теоретических основ электромагнитного поля и само построение курса «Электротехника и электроника» во многом зависит от тех упрощающих предположений, которые делаются теми или другими авторами.

Известно, (см. например [1, 2, 5]), что строгое рассмотрение процессов распространения и особенно воздействия электромагнитных полей на различные среды может быть проведено только при использовании теории случайных процессов. Однако при этом естественно возникают существенные математические трудности. Поэтому, как правило, авторы учебников используют упрощения, позволяющие с тем или иным приближением решать практические задачи с допустимой степенью погрешности. При этом во многих учебных пособиях вопросы допустимости сделанных предположений часто даже не обсуждаются.

К сожалению, при выборе упрощенных методов часто забывают об ограниченности полученных результатов и недопустимости делать на основании их выводы о действительном характере реальных физических процессов.

Часто в погоне за кажущейся простотой объяснения протекающих в электрических и электронных цепях физических процессов, вводятся понятия и развиваются представления, не имеющие никакого отношения к действительным. Так введение понятия электрического тока сопровождается вычислениями скорости дрейфа электронов и положительных зарядов в полупроводниках. В то время как давно теоретически и экспериментально установлено, что электромагнитные поля распространяются вдоль проводников и других проводящих каналов со скоростью близкой к скорости света.

Большинство упрощенных подходов к анализу и синтезу электрических систем, хотя они иногда и позволяют получать правдоподобные результаты, не предохраняют от принципиальных ошибок. Например, пренебрежение нелинейными эффектами в электрических цепях приводит к рекламированию в средствах массовой информации различных устройств типа вечных двигателей с коэффициентом полезного действия больше единицы.Примером таких ошибочных подходов является также упрощенное рассмотрение ряда задач в электростатике и теории цепей постоянного тока.

В окружающей нас природе не существует неизменных во времени зарядов и постоянных электрических полей. Параметры всех без исключения электромагнитных полей изменяются во времени, как и изменяются характеристики среды, в которой распространяются электромагнитные поля.

В настоящем учебном пособии делается попытка обосновать те упрощающие предположения, которые делаются при рассмотрении тех или иных процессов в электротехнических и электронных системах.

Часть 1 теоретические основы электротехники и электроники

Тема 1 .Теория электромагнитного поля - исходная база для изучения электротехники и электроники

1.1.Введение

Принципы работы электротехнических систем и электронных устройств могут быть хорошо поняты и усвоены только при хорошем знании основных положений теории электромагнитного поля. Поэтому целесообразно начать изучение электротехники и электроники с напоминания основных положений теории электромагнитного поля. При этом основное внимание уделяется рассмотрению характеристик реальных электромагнитных полей, а также тем разделам, которые связаны с изучением особенностей распространения электромагнитного поля вдоль проводов и проводящих каналов.