В.Л. Корольков

УДК 621.3.01(075.8)

ББК 31.21я73

Рецензенты

Доктор технических наук, профессор ТУСУРа

В.М. Дмитриев

Доктор технических наук, профессор ТГАСУ

В.Л. Корольков

© Эськов В.Д., Каталевская А.В., Сипайлов А.Г., 2009

© Томский политехнический университет, 2009

© Оформление. Издательство Томского

политехнического университета, 2009

ВВЕДЕНИЕ

Электротехникой (в широком смысле этого слова) называется обширная область практического использования электромагнитных явлений. Широкое и разнообразное применение электрической энергии обусловлено ее несомненными преимуществами перед другими видами энергии. Она сравнительно просто получается из других форм энергии и преобразуется в них, почти мгновенно передается на большие расстояния без значительных потерь.

Величины, характеризующие электромагнитные процессы, которые протекают в различных электротехнических устройствах, обычно с высокой степенью точности измеряются и регистрируются, а затем могут быть проанализированы. Эти же процессы можно смоделировать и рассчитать. Разумеется, расчет и проектирование, монтаж и эксплуатация электроустановок требуют, как правило, весьма квалифицированного персонала.

Специалистам, работающим в любой отрасли электротехники, требуется иметь определенный объем знаний, для получения которого в системе высшего электротехнического образования создана фундаментальная учебная дисциплина «Теоретические основы электротехники» (ТОЭ). Предметом дисциплины является изучение качественной и количественной стороны электромагнитных процессов и явлений, протекающих в различных устройствах. Она является базой для последующего изучения специальных электротехнических дисциплин.

В свою очередь, курс ТОЭ базируется на знаниях, полученных в курсах физики (электричество и магнетизм) и математики (основы математического анализа). Эти знания в курсе ТОЭ расширяются и развиваются в направлении разработки методов анализа и синтеза при исследовании процессов и явлений, протекающих в электрических и магнитных цепях и электромагнитных полях. Поэтому курс ТОЭ имеет самостоятельное значение для становления электротехнической культуры будущих специалистов.

Предлагаемое читателям учебное пособие написано на основе курса лекций по ТОЭ, который слушают студенты Электротехнического института Томского политехнического университета. Объем излагаемого материала соответствует количеству лекционных часов. Пособие предназначено для облегчения усвоения и понимания курса (особенно в условиях дистанционного обучения).

Пособие разделено на две части, в отличие от предыдущего издания, которое состояло из четырех блоков [6-9]. Авторы отказались от разбиения текста на отдельные лекции, что более удобно для читателя и позволяет изменять последовательность изучения некоторых тем.

Первая часть содержит разделы, посвященные физическим основам электротехники, основным понятиям теории цепей, установившимся режимам электрических цепей при действии источников постоянных, синусоидальных и несинусоидальных токов и напряжений. Для студентов, специализирующихся в области электроэнергетики и электромеханики, достаточно полно представлен материал по теме «Трехфазные цепи» (статические и динамические). Кратко изложена теория четырехполюсников, включая электрические фильтры.

Во второй части пособия рассмотрены переходные процессы в линейных цепях, нелинейные электрические и магнитные цепи, установившиеся и переходные процессы в цепях с распределенными параметрами. Кратко изложены основы теории электромагнитного поля.

Все разделы пособия содержат практические примеры применения теории. Подробное решение типовых задач сопровождается числовыми расчетами, построением и анализом графических зависимостей, векторных диаграмм.