Теоретические основы электротехники» (I часть)

ПРОГРАММА
курса лекций по I части ТОЭ в потоке ЭЛ-12-18-14
1. Основные понятия и физические величины теории электрических цепей: цепь,
схема, элементы цепи - источники и приемники; ток, напряжение, ЭДС.
2. Основные элементы линейных электрических цепей постоянного тока.
Активные и пассивные элементы. Двухполюсники и трехполюсники.
3. Закон Ома и обобщенный закон Ома для линейной электрической цепи
постоянного тока.
4. Активный двухполюсник. Идеальный источник тока и идеальный источник
напряжения. Схемы замещения реальных источников энергии. Эквивалентное
преобразование активных участков электрической цепи.
5. Пассивный двухполюсник. Последовательное и параллельное соединение
пассивных двухполюсников, смешанное соединение. Трехполюсники.
Эквивалентное преобразование пассивных участков электрической цепи.
6. Матрично-топологическое описание схемы. Граф схемы. Матрица соединений,
главных контуров и разрезов (сечений). Основное свойство топологических
матриц.
7. Законы Кирхгофа и полная система уравнений линейных электрических цепей
постоянного тока. Расчет электрических цепей с их помощью.
8. Понятие обобщенной ветви. Матричная запись закона Ома. Частные случаи.
9. Метод контурных токов. Алгоритм решения. Особенности составления
контурных уравнений при наличии ветвей с источниками тока. Матричная
форма записи уравнений МКТ.
10. Метод узловых потенциалов. Алгоритм решения. Матричная запись уравнений
МУП. Матрица узловых проводимостей.
11. Применение метода узловых потенциалов для схемы с двумя узлами. (формула
"двух узлов"). Пример использования
12. Принцип наложения и метод наложения. Входная и взаимная проводимость.
Пример использования метода наложения для расчета токов в линейных цепях
постоянного тока.
13. Линейные соотношения между токами и напряжениями. Принцип компенсации
и его использование для расчета токов и напряжений в линейных цепях
постоянного тока.
14. Энергетические соотношения в линейных электрических цепях постоянного
тока. Мощность в цепях постоянного тока.
15. Метод эквивалентного генератора в цепях постоянного тока. Опытное
определение параметров активного двухполюсника.
16. Передача энергии от активного двухполюсника к пассивному двухполюснику в
цепях постоянного тока. Условие передачи максимальной мощности.
17. Основные понятия цепей синусоидального тока. Мгновенное значение тока,
напряжения, ЭДС. Действующее значение тока, напряжения, ЭДС. Связь
действующих значений напряжения и тока для резистивного, индуктивного и
емкостного элементов.
18. Резистивный, индуктивный, емкостной элемент в линейных электрических
цепях
синусоидального тока. Связь между током и напряжением
(компонентные уравнения). Связь действующих значений напряжения и тока
для резистивного, индуктивного и емкостного элементов.
19. Мгновенная мощность в линейных электрических цепях синусоидального тока.
Мгновенная мощность резистивного, индуктивного, емкостного элемента.
Активная мощность.
20. Комплексный метод расчета линейных цепей синусоидального тока.
Представление синусоидальных величин векторами и комплексными числами.
Математические операции с комплексными числами.
21. Комплекс амплитудного (максимального) значения. Комплекс действующего
значения. Показание приборов (амперметра, вольтметра) в электрических цепях
синусоидального тока.
22. Связь комплексов токов и напряжений на элементах электрической цепи
синусоидального тока при использовании комплексного метода расчета (закон
Ома в комплексной форме).
23. Векторная диаграмма токов. Топографическая диаграмма напряжений. Пример
расчета.
24. Пассивный двухполюсник в цепи синусоидального тока. Комплексное
сопротивление и комплексная проводимость. Треугольник напряжений и
сопротивлений. Треугольник токов и проводимостей.
25. Связь параметров параллельной и последовательной схем замещения
пассивного двухполюсника.
26. Мощность в линейных электрических цепях синусоидального тока.
Мгновенная мощность, полная мощность, активная мощность. Активная
мощность резистивного, индуктивного и емкостного элементов.
27. Знаки мощностей и направление передачи энергии между двумя активными
двухполюсниками в цепях синусоидального тока. Показание ваттметра.
28. Условия передачи максимальной мощности от источника энергии к приемнику
в цепи синусоидального тока.
29. Согласование нагрузки с источником в цепи синусоидального тока.
30. Экспериментальное определение параметров пассивного двухполюсника при
помощи амперметра, вольтметра и ваттметра. Метод трех вольтметров.
31. Активная, реактивная, полная мощность в электрических цепях
синусоидального тока. Коэффициент мощности. Комплексная мощность.
Баланс мощностей в линейных электрических цепях синусоидального тока.
32. Явление взаимной индукции. Индуктивно-связанные элементы цепи.
Коэффициент связи. Взаимная индуктивность.
33. Разметка индуктивно-связанных катушек. Определение одноименных и
разноименных зажимов.
34. Последовательное соединение индуктивно-связанных элементов цепи. ТДН
при согласованном и встречном соединении катушек.
35. Параллельное соединение индуктивно-связанных катушек. Развязка
индуктивных связей (эквивалентная замена индуктивных связей).
36. Воздушный трансформатор. Векторная диаграмма нагруженного и
ненагруженного трансформатора. Вносимое сопротивление. Идеальный
трансформатор.
37. Резонанс в неразветвленной цепи. Резонансная частота, граничные частоты,
добротность, характеристическое сопротивление резонансного контура.
Резонансные и частотные характеристики.
38. Резонансные свойства цепи при параллельном соединении резистивного,
индуктивного и емкостного элементов. Резонансные и частотные
характеристики.
39. Резонанс в разветвленных электрических цепях. Энергетические соотношения
при резонансе.
40. Понятие о многофазных цепях. Симметричные трехфазные источники.
Порядок чередования фаз (прямая, обратная, нулевая последовательности).
41. Мгновенная мощность в трехфазных цепях. Активная мощность источника.
Понятие уравновешенной системы. Измерение мощности в трехфазных цепях
при симметричном и несимметричном режиме.
42. Соединение фаз трехфазного генератора. Линейное, фазное напряжение.
Способы соединения трехфазного генератора с трехфазной нагрузкой.
Симметричный и несимметричный режим трехфазной цепи.
43. Расчет симметричной трехфазной цепи при соединении “звезда-звезда” при
наличии нейтрального провода: а) идеального;
б) неидеального. Расчет
симметричной трехфазной цепи при соединении “звезда-звезда” без
нейтрального провода.
44. Расчет несимметричных режимов трехфазной цепи при соединении “звездазвезда” при наличии нейтрального провода: а) идеального; б) неидеального.
Расчет несимметричных режимов трехфазной цепи без нейтрального провода.
45. Соединение симметричной трехфазной цепи “треугольник - треугольник”.
Порядок расчета токов в симметричном и несимметричном режиме.
46. Вращающееся магнитное поле. Принцип действия асинхронного и синхронного
двигателей.
47. Метод симметричных составляющих. Разложение несимметричной
системы
величин на симметричные системы. Сопротивления симметричной трехфазной цепи
для токов различных последовательностей.
48. Свойства трехфазных цепей относительно симметричных составляющих прямой,
обратной и нулевой последовательностей.
49. Расчетные схемы для определения токов симметричной трехфазной цепи прямой,
обратной и нулевой последовательностей.
50. Расчет токов и напряжений при поперечной несимметрии методом симметричных
составляющих. Расчетные схемы при статической и динамической нагрузке.
51. Расчет токов и напряжений при продольной несимметрии методом симметричных
составляющих. Расчетные схемы при статической и динамической нагрузке.
Лектор потока
Шакирзянов Ф.Н.
Зав. кафедрой ТОЭ
Бутырин П.А.