Теория линейных электрических цепей: учебник для СПО

Description

Изложены основные положения классического курса теоретической механики, включающие в себя кинематику, статику, динамику, аналитическую механику и теорию колебаний. В каждом разделе содержатся доказательства теорем, сопровождаемые многочисленными примерами и пояснениями, и вопросы для самоконтроля. Учебник предназначен для студентов ссузов, обучающихся по направлениям подготовки и специальностям в области техники и технологии по дисциплине «Теоретическая механика». Предисловие Введение Основные обозначения Глава 1. Основные понятия и определения теории электрических цепей 1.1. Напряжения и токи в электрических цепях 1.2. Линейные электрические цепи и принцип наложения 1.3. Элементы электрических цепей 1.4. Модель и схема электрической цепи 1.5. Схемы замещения типовых линейных компонентов электрических цепей 1.6. Основы классификации линейных электрических цепей 1.7. Основные понятия топологии электрических цепей Глава 2. Основные законы и теоремы теории электрических цепей 2.1. Первый закон Кирхгофа 2.2. Второй закон Кирхгофа 2.3. Теорема замещения 2.4. Теорема об эквивалентном генераторе 2.5. Теорема Теллегена 2.6. Принцип дуальности 2.7. Электромеханические аналогии Глава 3. Колебания в линейных резистивных электрических цепях 3.1. Резистивные электрические цепи 3.2. Параллельные и последовательные резистивные электрические цепи 3.3. Параллельно-последовательные резистивные электрические цепи 3.4. Методы уравнений Кирхгофа 3.5. Матричная форма записи уравнений Кирхгофа 3.6. Метод узловых напряжений 3.7. Метод контурных токов 3.8. Решение системы узловых уравнений 3.9. Теорема взаимности 3.10. Свойства резистивных электрических цепей 3.11. Применение резистивных электрических цепей 3.12. Машинные методы анализа резистивных электрических цепей Глава 4. Колебания в линейных электрических цепях с сосредоточенными элементами 4.1. Режимы колебаний в электрических цепях 4.2. Уравнения переменных состояния 4.3. Общее решение уравнений переменных состояния 4.4. Режим свободных колебаний в электрических цепях 4.5. Режим постоянного тока в электрических цепях 4.6. Расчет цепей в режиме постоянного тока Глава 5. Режим гармонических колебаний в электрических цепях 5.1. Гармонические напряжения и токи в электрических цепях 5.2. Наложение гармонических колебаний 5.3. Мгновенная и средняя мощности гармонических колебаний 5.4. Гармонические колебания в элементах электрических цепей 5.5. Гармонические колебания в последовательном RC-контуре 5.6. Гармонические колебания в последовательном колебательном контуре Глава 6. Символический метод анализа гармонических колебаний в электрических цепях 6.1. Символическое изображение косинусоидальных функций комплексными числами 6.2. Основные положения символического метода анализа гармонических колебаний 6.3. Комплексные сопротивления и проводимости двухполюсников 6.4. Типичные преобразования, связанные с вычислением комплексных сопротивлений и проводимостей двухполюсников 6.5. Примеры применения символического метода анализа гармонических колебаний 6.6. Системы уравнений для комплексных амплитуд колебаний 6.7. Индуктивные связи в электрических цепях 6.8. Схемы замещения индуктивно-связанных катушек 6.9. Средняя, полная и реактивяая мощности 6.10. Генераторы гармонических колебаний и режимы их использования 6.11. Трехфазные цепи Глава 7. Частотные характеристики электрических цепей 7.1. Амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики электрических цепей 7.2. Комплексные передаточные функции электрических цепей 7.3. Частотные характеристики параллельного RС-контура 7.4. Частотные характеристики резистивного каскада широкополосного усилителя 7.5. Частотные характеристики колебательных контуров 7.6. Применение параллельных колебательных контуров для селекции колебаний по частоте 7.7. Применение связанных колебательных контуров для селекции колебаний по частоте 7.8. Частотные характеристики цепей с транзисторами 7.9. Логарифмические частотные характеристики Глава 8. Классический метод анализа переходных колебаний в линейных электрических цепях с сосредоточенными элементами 8.1. Задача анализа переходных колебаний в линейных электрических цепях 8.2. Свободные колебания в цепях с одним реактивным элементом 8.3. Переходные колебания в цепях с одним реактивным элементом при ступенчатых воздействиях 8.4. Свободные колебания в последовательном колебательном контуре 8.5. Свободные колебания в параллельном колебательном контуре 8.6. Переходные колебания в колебательных контурах при ступенчатых воздействиях 8.7. Собственная и вынужденная составляющие реакции электрической цепи 8.8. Применение классического метода для анализа переходных колебаний в сложных линейных электрических цепях 8.9. Численные методы расчета переходных колебаний Глава 9. Операторный метод анализа переходных процессов в линейных электрических цепях с сосредоточенными элементами 9.1. Преобразование Лапласа 9.2. Основные положения операторного метода анализа переходных процессов 9.3. Примеры анализа переходных колебаний в простейших электрических цепях операторным методом 9.4. Системы уравнений для L-изображений колебаний 9.5. Дробные рациональные функции 9.6. Теоремы разложения 9.7. Зависимость характера переходных колебаний от расположения полюсов их L-изображений на комплексной плоскости 9.8. Операторные передаточные функции электрических цепей 9.9. Особенности колебаний в устойчивых и неустойчивых электрических цепях 9.10. Критерии устойчивости Глава 10. Временной метод анализа переходных процессов в линейных электрических цепях с сосредоточенными элементами 10.1. Импульсные воздействия на электрические цепи 10.2. Колебания в электрических цепях при импульсных воздействиях 10.3. Импульсные реакции простейших электрических цепей 10.4. Импульсные характеристики электрических цепей 10.5. Интегралы наложения 10.6. Интегрирующие н дифференцирующие цепи 10.7. Переходные характеристики электрических цепей 10.8. Интегралы Дюамеля 10.9. Область применения временных методов анализа переходных процессов Глава 11. Частотный метод анализа переходных процессов в линейных электрических цепях с сосредоточенными элементами 11.1. Анализ спектрального состава периодических колебаний 11.2. Спектры амплитуд и фаз периодического колебания 11.3. Анализ режима периодических колебаний в электрических цепях 11.4. Анализ частотного состава непериодического колебания 11.5. Спектры типичных элементов сигналов 11.6. Распределение энергии непериодического колебания по частоте 11.7. Распределение средней мощности сигналов по частоте 11.8. Одностороннее преобразование Фурье и частотный метод анализа переходных процессов в линейных электрических цепях 11.9. Условия безыскажешюй передачи сигналов через электрическую цепь 11.10. Реакция идеального электрического фильтра на импульсное и ступенчатое воздействия 11.11 Связь между временными и частотными характеристиками электрической цепи Глава 12. Основы теории четырехполюсников 12.1. Четырехполюсники и их классификация 12.2. Уравнения передачи четырехполюсника 12.3. Параметры и матрицы параметров четырехполюсника 12.4. Зависимости между параметрами четырехполюсника 12.5. Параметры простейших четырехполюсников 12.6. Соединения четырехполюсников 12.7. Внешние характеристики четырехполюсников 12.8. Преобразователи сопротивлений Глава 13. Колебания в электрических цепях с распределенными элементами 13.1. Длинные линии 13.2. Первичные параметры длинной линии 13.3. Телеграфные уравнения 13.4. Падающие и отраженные волны в длинных линиях 13.5. Распределение комплексных напряжений и токов в линии 13.6. Уравнения передачи длинной линии 13.7. Уравнения передачи согласованно нагруженной линии 13.8. Частотные зависимости собственных параметров линии 13.9. Входное сопротивление длинной линии 13.10. Определение параметров линии по методу холостого хода и короткого замыкания 13.11. Передача импульсных сигналов по линиям связи 13.12. Групповая скорость Глава 14. Колебания в линиях без потерь 14.1. Длинные линии с пренебрежимо малыми потерями 14.2. Распределение напряжений и токов в линии без потерь 14.3. Режим бегущих волн в линии без потерь 14.4. Режим стоячих волн в линии без потерь 14.5. Режим смешанных волн в линии без потерь 14.6. Зависимость входного сопротивления линии без потерь от ее длины 14.7. Частотные зависимости входного сопротивления коротко-замкнутой и разомкнутой линий без потерь 14.8. Примеры применения длинных линий с пренебрежимо малыми потерями Глава 15. Введение в синтез линейных электрических цепей 15.1. Проблема синтеза линейных электрических цепей 15.2. Функции электрических цепей 15.3. Этапы решения задачи синтеза линейных электрических цепей 15.4. Чувствительность характеристик электрических цепей 15.5. Чувствительность характеристик простейших цепей с операционными усилителями 15.6. Нормирование переменных и параметров в задачах синтеза электрических цепей Глава 16. Входные функции электрических цепей и их реализация 16.1. Двухполюсники и их классификация 16.2. Энергетические функции 16.3. Положительные вещественные функции 16.4. Реактивные двухполюсники 16.5. Реактансные функции 16.6. Частотные зависимости сопротивления реактивных двухполюсников 16.7. Реализация реактансных функций 16.8. Канонические схемы реактивных двухполюсников 16.9. Двухполюсники RC и RL 16.10. Реализация положительных вещественных функций Глава 17. Передаточные функции электрических цепей и их реализации 17.1. Свойства операторных передаточных функций электрических цепей 17.2. Свойства комплексных передаточных функций электрических цепей 17.3. Свойства передаточных функций минимально-фазовых цепей 17.4. Свойства передаточных функций неминимально-фазовых цепей 17.5. Свойства передаточных функций мостовых четырехполюсников постоянного характеристического сопротивления 17.6. Реализация передаточных функций мостовыми четырехполюсниками 17.7. Реализация передаточных функций активными RС-цепями 17.8. Каскадная реализация передаточных функций 17.9. Свойства передаточных функций лестничных нагруженных реактивных четырехполюсников Глава 18. Задача аппроксимации заданных характеристик 18.1. Постановка задачи 18.2. Методы аппроксимации, используемые в задачах синтеза электрических цепей 18.3. Экстремальные свойства чебышевских приближений 18.4. Полиномы Чебышева 18.5. Дроби Чебышева 18.6. Численные методы решения задачи аппроксимации Глава 19. Частотные характеристики электрических фильтров 19.1. Назначение и классификация электрических фильтров 19.2. Полиномиальные фильтры нижних частот с характеристиками Баттерворта 19.3. Полиномиальные фильтры нижних частот с характеристиками Чебышева 19.4. Фильтры нижних частот с характеристиками Золотарева 19.5. Фильтры нижних частот с оптимальным расположением всплесков ослабления 19.6. Фильтры верхних частот 19.7. Полосовые и режекторные фильтры 19.8. Фазовые характеристики фильтров Глава 20. Электрические фильтры 20.1. Лестничные LC-фильтры 20.2. Фильтры ARC каскадной структуры 20.3. Лестничные ARС-фильтры 20.4. Полиномиальные ARС-фильтры с чреззвенной связью 20.5. Фильтры с переключаемыми конденсаторами 20.6. Кварцевые фильтры Глава 21. Фазовращатели и линии задежки 21.1. Фазовращатели и их частотные характеристики 21.2. Фазовые звенья 21.3. Линии задержки 21.4. Линии задержки с равноволновыми частотными характеристиками 21.5. Линии задержки с монотонными частотными характеристиками Глава 22. Корректирующие цепи 22.1. Фазовые корректоры 22.2. Амплитудные корректоры 22.3. Перекрытие Т-образные амплитудные корректоры 22.4. Косинусные корректоры 22.5. Гармонические корректоры Список литературы Предметный указатель