Wprowadzenie do elektroniki i elektrotechniki. Tom 1. Podstawy analizy obwodów elektrycznych

Opis

Niniejsza książka to pierwsza część 4-tomowego opracowania z zakresu podstaw elektroniki i elektrotechniki. Powstała jako tłumaczenie kultowej pozycji wydawnictwa Pearson: „Electrical Engineering – Principles and Applications”. Podręcznik Profesora Humbleya z Uniwersytetu Technicznego w Michigan stanowi ciekawe ujęcie zagadnień dotyczących podstaw elektrotechniki, elektroniki oraz obwodów magnetycznych i maszyn elektrycznych. Autor prezentuje bardzo praktyczne podejście do wielu zagadnień, co jest niezwykle cenne dla studentów kierunków inżynierskich i stanowi novum na polskim rynku.

Nad opracowaniem polskiej wersji czuwał Andrzej Pułka – Profesor na Wydziale Automatyki, Elektroniki i Informatyki Politechniki Śląskiej.

Pierwsza część dotyczy teorii obwodów elektrycznych od prądów stałych do prądów przemiennych, zarówno stanów ustalonych, jak i stanów nieustalonych (przejściowych). Obejmuje takie zagadnienia jak: obwody rezystancyjne, indukcyjność i pojemność, stany nieustalone, analiza stanów ustalonych w obwodach prądu sinusoidalnego, charakterystyki częstotliwościowe, wykresy Bode’go i rezonanse.

Spis treści

Przykłady praktycznych zastosowań zasad elektrotechniki / XI
Przykłady zamieszczone w tekście / XIII
Przedmowa / XV

1. Wprowadzenie / 1
1.1. Przegląd zagadnień związanych z elektrotechniką / 2
1.2. Obwody, prądy i napięcia / 7
1.3. Moc i energia / 14
1.4. Pierwsze prawo Kirchhoffa / 18
1.5. Drugie prawo Kirchhoffa / 22
1.6. Elementy obwodu – wprowadzenie / 25
1.7. Wprowadzenie do obwodów elektrycznych / 34
Podsumowanie / 39
Zadania / 40

2. Obwody rezystancyjne / 50
2.1. Szeregowe i równoległe połączenia rezystancji / 51
2.2. Analiza obwodów z zastosowaniem równoważników szeregowych i równoległych / 56
2.3. Dzielnik napięciowy i dzielnik prądowy / 60
2.4. Metoda potencjałów węzłowych / 66
2.5. Metoda prądów oczkowych / 89
2.6. Obwody zastępcze Thévenina i Nortona / 102
2.7. Zasada superpozycji / 116
2.8. Mostek prądu stałego Wheatstone’a / 119
Podsumowanie / 123
Zadania / 124

3. Indukcyjność i pojemność / 142
3.1. Pojemności / 143
3.2. Szeregowe i równoległe połączenia pojemności / 151
3.3. Charakterystyki fizyczne kondensatorów / 154
3.4. Indukcyjność / 159
3.5. Szeregowe i równoległe połączenia indukcyjności / 164
3.6 Rzeczywiste cewki indukcyjne / 166
3.7 Indukcyjność wzajemna / 169
3.8 Symboliczne całkowanie i różniczkowanie w środowisku MATLAB / 170
Podsumowanie / 175
Zadania / 176

4. Stany nieustalone / 186
4.1. Obwody RC pierwszego rzędu / 187
4.2. Stan ustalony w obwodzie prądu stałego / 193
4.3. Obwody RL / 195
4.4. Obwody RC oraz RL zasilane źródłami dowolnego kształtu / 200
4.5. Obwody drugiego rzędu / 207
4.6. Analiza stanów nieustalonych w środowisku MATLAB z wykorzystaniem pakietu obliczeń symbolicznych / 221
Podsumowanie / 227
Zadania / 228

5. Analiza stanów ustalonych w obwodach prądu sinusoidalnego / 239
5.1. Sinusoidalnie zmienne prądy i napięcia / 240
5.2. Wskazy (wartości symboliczne) / 247
5.3. Impedancje zespolone / 253
5.4 Analiza obwodów z użyciem wskazów oraz zespolonych impedancji / 258
5.5 Moc w obwodach prądu przemiennego / 265
5.6 Obwody zastępcze Thévenina i Nortona / 279
5.7 Zrównoważone obwody trójfazowe / 284
5.8 Analiza obwodów prądu przemiennego w środowisku MATLAB / 296
Podsumowanie / 301
Zadania / 303

6. Charakterystyki częstotliwościowe, wykresy Bode’go i rezonanse / 316
6.1. Analiza Fouriera, filtry oraz transmitancje / 317
6.2. Filtry dolnoprzepustowe pierwszego rzędu / 325
6.3. Skala decybelowa, połączenia kaskadowe i logarytmiczne skale częstotliwości / 332
6.4. Wykresy Bodego / 337
6.5. Filtry górnoprzepustowe pierwszego rzędu / 341
6.6. Rezonans szeregowy / 345
6.7. Rezonans równoległy / 351
6.8. Filtry idealne i filtry drugiego rzędu / 354
6.9. Wykresy Bodego w środowisku MATLAB / 362
6.10. Cyfrowe przetwarzanie sygnałów / 365
Podsumowanie / 376
Zadania / 377

Dodatki / 391
A / 391
Liczby zespolone / 391
Podsumowanie / 399
Zadania / 400
B / 401
Wartości nominalne i kolorowy kod kreskowy do oznaczania rezystorów / 401
C / 403
Odpowiedzi do testów praktycznych z rozdziałów 1–6 / 403
Skorowidz / 406