Теоретические основы электротехники

Теоретические основы электротехники (ТОЭ) - специальный раздел электротехники, рассматривающий базовые теоретические аспекты процессов, протекающих в электрических цепях. Курс теоретических основ электротеники в учебных заведениях раделяется на две части - теория цепей и теория электромагнитного поля. Курс ТОЭ даёт студентам полное представление об электрических и магнитных цепях и их составных элементах, их математических описаниях, основных методах анализа и расчета этих цепей в статических и динамических режимах работы. Способствует созданию научной базы для последующего изучения различных специальных электротехнических дисциплин.

Состав курса ТОЭ

• Линейные электрические цепи.
  • Основные положения теории электромагнитного поля и их применения к теории электрических цепей.
  • Свойства линейных электрических цепей и методы их расчёта. Электрические цепи постоянного тока.
  • Электрические цепи однофазного синусоидального тока.
  • Четырёхполюсники. Цепи с управляемыми источниками. Круговые диаграммы.
  • Электрические фильтры.
  • Трёхфазные цепи.
  • Периодические несинусоидальные токи в линейных электрических цепях.
  • Переходные процессы в линейных электрических цепях.
  • Интеграл Фурье. Спектральный метод. Сигналы.
  • Синтез электрических цепей.
  • Установившиеся процессы в электрических и магнитных цепях, содержащих линии с распределёнными параметрами.
  • Переходные процессы в электрических цепях, содержащих линии с распределёнными параметрами.
• Нелинейные электрические цепи.
  • Нелинейные электрические цепи постоянного тока.
  • Магнитные цепи.
  • Нелинейные электрические цепи переменного тока.
  • Переходные процессы в нелинейных электрических цепях.
  • Основы теории устойчивости режимов работы нелинейных цепей.
  • Электрические цепи с переменными во времени параметрами.
• Основы теории электромагнитного поля.
  • Электростатическое поле.
  • Электрическое поле постоянного тока в проводящей среде.
  • Магнитное поле постоянного тока.
  • Основные уравнения переменного электромагнитного поля.
  • Переменное электромагнитное поле в однородной и изотропной проводящей среде.
  • Распространение электромагнитных волн в однородном и изотропном диэлектриках и в полупроводящих и гиротропных средах.
  • Запаздывающие потенциалы переменного электромагнитного поля и излучение электромагнитной энергии.
  • Электромагнитные волны в направляющих системах.
  • Движение заряженных частиц в магнитном и электрическом полях.
  • Основы магнитной гидродинамики.
  • Сверхпроводящие среды в электромагнитных полях.

Описание

Курс "Теоретические основы электротехники" относится к группе общетехнических инженерных дисциплин, которые базируются на курсах физики и математики. Электротехническая подготовка на основе данного курса способствует последющему успешному освоению таких специальных дисциплин как "Электроснабжение", "Электроаппаратостроение", "Электромашиностроение", "Промышленная электроника", "Релейная защита и автоматика" и много других электротехнических специальных дисциплин.

История дисциплины

В России первые труды по электричеству принадлежат русскому учёному, академику М. В. Ломоносову, который вместе с Г. В. Рихманом проводил количественные исследования атмосферного электричества.

Количественные соотношения взаимодействия магнитных масс полюсов магнита и электрически заряженных тел впервые были опубликованы французским учёным Кулоном. Густав Роберт Кирхгоф в 1845—47 открыл закономерности в протекании электрического тока в разветвленных электрических цепях, а в 1857 построил общую теорию движения тока в проводниках. Уже первые опыты по электрической передаче энергии (в России Ф. А. Пироцкий — 1874 г., в Германии и во Франции Депре — 1882, 1883 гг.) обратили на себя всеобщее внимание.

В 1904 году профессор В. Ф. Миткевич начал читать в Петербургском политехническом институте созданный им курс лекций «Теория явлений электрических и магнитных», а затем курс лекций «Теория переменных токов».

В 1905 году профессор К. А. Круг начал в Московском высшем техническом училище чтение своего курса лекций «Теория переменных токов», а затем курса лекций «Теория электротехники».

В последующем эти теоретические дисциплины образовали техническую дисциплину «Теоретические основы электротехники». Первая часть курса, именуемая «Основные понятия и законы теории электромагнитного поля и теории электрических и магнитных цепей», даёт физическое представление о процессах, происходящих в электрических и магнитных цепях и в электромагнитных полях.

Литература

1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. - Москва: "Высшая школа", 1996 год.
2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электромагнитное поле. - Москва: "Высшая школа", 1986 год.