Нелинейные элементы и нелинейные электрические цепи

А. П. Степанов

Расчет

Нелинейных электрических и магнитных цепей

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

ПО ТЕОРЕТИЧЕСКИМ ОСНОВАМ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Для студентов энергетических и электротехнических

Специальностей

Иркутск

 

 

УДК 621.3.0 (075, 8)

ББК 31. 21. Я73

C 338

 

 

Рецензенты: кандидат технических наук А.С. Смирнов, доцент кафедры электроснабжения и электротехники Иркутского государственного технического университета; доктор технических наук, И.В. Наумов, профессор, заведующий кафедрой электроснабжения Иркутской государственной сельскохозяйственной академии

 

 

Степанов А.П. Расчет нелинейных электрических и магнитных цепей: учебное пособие. – Иркутск: ИрГУПС, 2006. - 78 с.

 

В учебном пособии рассмотрены узловые вопросы расчета нелинейных электрических и магнитных цепей в дисциплине "Теоретические основы электротехники". Приведены конкретные примеры расчета и моделирования. Предназначено для студентов, изучающих дисциплину ТОЭ или общий курс электротехники.

Ил. 88. Табл. 5. Библиогр.: 21 назв.

 

 

Ó; Иркутский государственный университет путей сообщения, 2006

Предисловие

 

Учебное пособие предназначено для студентов энергетических и электротехнических специальностей (190401 и 190402), изучающих дисциплину «Теоретические основы электротехники (ТОЭ)». Изложение материала в учебном пособии основано на том предположении, что студенты уже знакомы с теорией и им необходимо получить практические навыки для выполнения самостоятельных работ по расчету установившихся режимов в нелинейных электрических и магнитных цепях. Из всего многообразия методов расчета нелинейных электрических и магнитных цепей в учебном пособии рассмотрены только те характерные методы, которые наиболее широко будут применяться в последующих дисциплинах, например, в дисциплинах «Электроника», «Электрические машины и электропривод» и др. При этом изложение основных методов расчета сопровождено примерами, позволяющими наглядно представлять, изучать и сравнивать методы расчета, включая их компьютерную реализацию, а также пользоваться полученными результатами расчета.

Список рекомендованной литературы приведен в конце учебного пособия [1-21].

 

Основные понятия и определения

 

В главе рассмотрены общие понятия и определения, а также нелинейные элементы и их характеристики.

 

Нелинейные элементы и нелинейные электрические цепи

Нелинейными электрическими цепями являются цепи, параметры которых зависят от тока и напряжения. Практически все реальные электрические цепи являются нелинейными.

Нелинейные электрические цепи классифицируются по тем же признакам, что и линейные электрические цепи, а также по признакам, характерным только для нелинейных элементов, входящих в электрическую цепь.

Можно выделить три основных группы нелинейных электрических цепей – это нелинейные электрические цепи постоянного тока, магнитные электрические цепи постоянного тока и нелинейные электрические цепи переменного тока.

Процессы, возникающие в нелинейных электрических цепях, могут существенно отличаться от процессов в линейных электрических цепях. Все процессы описываются с помощью законов электротехники, в частности, законами Кирхгофа. Уравнения (системы уравнений), описывающие процесс в нелинейной электрической цепи, в общем случае будут нелинейными алгебраическими и (или) нелинейными дифференциальными уравнениями. Общего метода решения этих уравнений нет, поэтому, в зависимости от сложности уравнений и поставленной задачи, применяют тот или иной метод решения.

Методы расчета нелинейных электрических цепей базируются на методах решения указанных выше уравнений (или их систем) с учетом особенностей реальной электрической цепи и физической реализуемости полученных решений.