Предисловие

В настоящее время процесс обучения студентов все больше ориентирован на их самостоятельную работу. Поэтому создание учебных пособий, помогающих студентам самостоятельно осваивать дисциплины с привлечением вычислительной техники, является актуальным. Предлагаемое учебное пособие способствует усвоению и закреплению теоретического материала в том объеме, который бы позволил студенту самостоятельно выполнить и защитить расчетно – графические и лабораторные работы, а также рассчитать любые домашние задания с привлечением вычислительной техники (применяя программные продукты типа MathCad или Electronics Workbench) в объеме курсов теоретических основ электротехники (ТОЭ) для электротехнических специальностей и электротехники для неэлектротехнических специальностей ВУЗов. Подробность и глубина изложения материала в главах 1-11 учебного пособия разная, такое изложение основано на опыте автора при ведении дисциплины ТОЭ для студентов дневного и заочного обучения специальностей 101800, 210700 и 181400, глава 12 посвящена исследованию линейных электрических цепей путем схемотехнического моделирования на Electronics Workbench. При этом исследование оформлено в виде законченных лабораторных работ по ТОЭ. Электронная версия данного пособия позволит студентам самостоятельно изучить представленный материал в системе дистанционного обучения.

Список рекомендованной литературы при освоении раздела ТОЭ “Расчет линейных электрических цепей ”, а также литературы по реализации методов расчета и анализа электрических цепей с помощью компьютера приведен в конце пособия [1–23].

1. Основные понятия, определения и законы электротехники

В этом разделе изложение материала носит справочный характер. Электротехника - это наука о техническом использовании электрических, магнитных, электромагнитных явлений, занимается вопросами производства, передачи и преобразования электроэнергии.

Курс ТОЭ - это основа всех электротехнических дисциплин.

1.1. Определения

Электрической цепью называется совокупность соединенных друг с другом источников электрической энергии и нагрузок, по которым может протекать электрический ток.

Графическое изображение электрической цепи называется схемой.

Электромагнитные процессы в электрической цепи можно описать с помощью понятий: электрический ток (i, I), электродвижущая сила (ЭДС, e, E), падение напряжения (u, U), сопротивления, элементы (резистивный, индуктивный, емкостной) и т.д.

Основными элементами электрических цепей являются источники и приемники электрической энергии, а также провода, соединяющие их между собой. В источниках электрической энергии механическая, химическая и другие виды энергии преобразуются в электрическую, а в приемниках - наоборот: электрическая энергия в другие виды энергии.

Электрические цепи, в которых течет неизменный во времени ток

(i = = I = const), называются электрическими цепями постоянного тока. Если в цепи течет синусоидальный ток i = = I_m sin(t + ), то такая цепь называется электрической цепью синусоидального тока.