Попов В.П. Основы теории цепей (1985)

В.П. Попов, ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ Долущено Министерством высшего и среднего слециального образования СССР в качестве учебника для студентов вузов, обучающихся ло слециальнасти «Радиотехника» МОСКВА 'ВЫСШАЯ ШКОЛАт!965 ББК 8!.27 — О! П58 УДК 52!.З.О! Попов В. П. П58 Основы теории цепей: Учебник для вузов спец. «Радиотехннкав. — )ть.: Высш. шк., )985. — 498 с., ил. В перл 1 р. 50 к.

Кинга соответствует новой программе курса эОсновм теории цепей». В ней изложена теории пикейных злевтрнческик цепей с сосрсдоточеняымн и распределеннымн параметрамн в установившемся и переходном режимах; зяачительное внимание уделено основам анализа неиинейных резнстивнык цепей. матрнчио-топологнческим представлениям, теории графов. машинным методам формирования уравнений злектрвческого равновесия, анализу цепей с управ. ляемымп псточнниами. 2302010000 — 235 001(01) — 36 ББК 31.27 — О1 0П2.1 Вадим Петровмч Попов ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ Зав. Редакцией Л.

А. Романова. Редактор С. В. Ннкнтяна. Художественный редактор Т. М. Скворцова. Оформление художника В. В. Гарбузова. Младшие редакторы И. А. Исаева, Т. В, Шаганова. 'Тезпнческий редактор Р. С. Родичева. Корректор Р. К. Косинова ИВ № 4861 Изд. № ЭР 382. Сленг~ е набор 31,№.84. Поди. е печать 01.04.85. Фопмат 60Х90'1и. БУм. тпп.

№ 2. ГаРнитУРа лнтаРатУРнаа. Печать офсетна» Объем 31 уел. псч. л.+0,25 уел. п. л. фора. 31.5 усл. кр.-отт зьтг уч..нзд. л. -ь 0,38 уч.-нзд. л. форзац. Тираж 20000 зкз. Ззк. № 565, цена 1 р 50 к издательство «Высшая школа», 101430, москва, Гсп-4, неглнннаа ул,. д. 291№ Московская типография № 4 союзполиграфпрома прн Гасударственном коыитете СССР по делам издательств, полиграфии н «ннжной торговле.

129041, Москва, Б. Переяславская, 46 © Издательство чВысшаи школаз, 1985 Рецензенты: кафедра теории линейных электрических цепей Московского электротехнического института связи (вав. кафедрой д-р техн. наук проф. К. К, Товара); кафедра теоретической радиотехники н радионзмереиий Львовского политехнического института им, Ленинского комсомола (зав. кафедрой канд. техн.

наук, доц. Б. Л. Мандзий) ПРЕДИСЛОВИЕ Данный учебник в отличие от известных по теории цепей рассчитан на сту- «8 "»»я»»»«»«Ь" " " " у ности учебного плана этой специальности. Как известно, в вузах, работающих по типовому учебному плану, курс «Основы теории цепей» (ОТЩ изучается одновременно с курсами физики, высшей математики и вычислительной техники в инженерных расчетах.

Это обстоятельство, значительно затрудняющее изучение курса ОТЦ, оназало существенное влияние на выбор структуры учебника и методику изложения отдельных разделов, В частаости, рассмотрение материала начато с анализа цепей, находящихся в установившемся режиме под гармоническим внешним воздействием, хотя такой режим не является характерным для радиотехнических цепей. Более того, весь курс ОТЦ можно построить значительно компактнее и непротиворечивее, если изложение материала начать с анализа цепей ао временной области, Однако студенты вузов, обучающиеся по типовым учебным планам, не готовы к такому изложению ОТЦ, так как к началу изучения курса они еще не имеют необходимых знаний в области дифференциальных уравнений н теории функций комплексного переменного. При выбранной структуре учебника для изучении первых пяти глав достаточно знаний физики и математики в объеме школьных курсов, в частности общее знакомство с методами расчета цепей постоянного тока, с понятиями интеграла, производной и комплексного числа.

Для научения остальных глав необходимо знать методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами и основы операционного исчисления (гл. 6), численные методы н основы программирования (гл. 7), начала теории функций комплексного переменного (гл.

9). Для студентов специальности «Радиотехника» изучение теории цепей продолжается в курсах «Радиотехнические цепи и сигналы», «Усилительные устройства», и «Электротехнические устройства». Для устранения излишнего параллелизма и дублирования в учебник не включены вопросы анализа цепей, находя- шихся под периодическим негармоническим воздействием, и методы анализа трехфазных цепей. О спектральном методе в учебнике даны лишь самые общие представления, поскольку детально этот метод традиционно изучается в курсе «Радиотехнические цепи и сигналы». С учетом специфики радиотехнических цепей значительное внимание в учебнике уделяется матрично.топологическим предстанлениям, вопросам анализа цепей с управляемыми источниками и многополюсными элементами, методам формализацйи процесса составления уравнений электрического равновесия сложных цепей, В частности, в учебник включен раздел «Методы анализа цепей, ориентированные на применение ЭВМ», который совместно с разделом «Нелинейные резистивные цепи» служит необходимой базой для изучения методов автоматизированного анализа цепей в курсе «Вычислительная техника в инженерных расчетах и основы САПР».

Терминология и условные буквенные обозначения в учебнике соответствуют ГОСТ 19880 — 74 и ГОСТ 1494 — 77 Единицы физических величин приведены по СТ СЭВ 1052 — 78. Однако действующие стандарты не учитывают всех понятий и величии, используемых в современной теории цепей. Так, в стандартах Едино~ системы конструкторской документации (ЕСКД) приведены условные графи ческне обозначения, а в ГОСТ 1494 — 77 — условные буквенные обозначения прнменнемые прн построении принципиальных схем электрических цепей, нс не даны соответствующие графические и буквенные обозначения для эквивалент. ных схем электрических цепей, с которыми в основном приходится иметь дел~ в теории цепей.

В связи с этим в учебнике наряду со стандартизированными гра. фическими и буквенными обозначениями использованы установившиеся, но еще не стандартизированные нли введены новые обозначения. В соответствии с ГОСТ 1494 — 77 комплексные величины, не нвляющиеся изображениями функций времени, обозначены подчеркиванием, например А, З! комплексные величины, являющиеся комплексными амплитудами нлн комплексными действующими значениями гармонических функций времени, обозначены точкой (У„„!).

Не выделялись каким-либо способом буквенные обозначении мнимой единицы 1, комплексной частоты р и величин, комплексным характер которых непосредственно виден из их формы записи, например Я„()«п), Ггз (р). Лля эффективного усвоения курса ОТЦ требуется решение большого количества задач и примеров. С этой целью необходимо использовать «Сборник задач по теории цепей» авторов В. Н. Бирюкова, В. П.

Попова н В. И. Семенцова. Большую помощь в работе над книгой оказало обсуждение ее содержания с членами научно-методической комиссии МВ и ССО СССР по радиотехнике и радиоуправленню — профессорами А, Л. Зиновьевым, И. С, Гоноровскнм, Г. В. Глебовичем, Б. А. Калабековым, доцентами С. И. Баскаковым, В. А, Клязником и коллегамн — преподавателями кафедры теоретических основ радиотехники Таганрогского радиотехнического института.

Ценные замечания и предложения по улучшению содержания книги были высказаны в рецензиях кафедры теории линейных электрических цепей Московского ордена Трудового Красного. Знамени электротехвического института связи (зав. кафедрой проф. К. К. Товара, доц. И. Н, Лобротворский) н кафедры теоретической радиотехники и радио- измерений Львовского ордена Ленина политехнического института им.

Ленинского комсомола (зав. кафедрой доц. Б. А. Мандзнй, доц. Т. И. Барднла и Р. Д. Грнцькив). Большая работа по оформлению книги была проделана А. Л. Стенпковской н В. Н. Зыковой. Всем этим товарищам автор выражает свою искреннюю признательность. Автор будет благодарен всем читателям за критические замечания и предложения по улучшению книги, которые следует направлить по адресу: Москва, 101430, ГСП-4, ул.

Неглинная, д. 29714, издательство «Высшая школа». Автор ВВЕДЕНИЕ Теория цепей является важнейшим инструментом, широко используемым в двух смежных направлениях науки и техники — э л е ктротехнике и радиоэлектронике. Эти два направления имеют между собой много общего, построены на общей физической основе, но решают различные технические задачи. Основная задача электротехники — это производство и передача электрической энергии, преобразование ее в другие виды энергии, например в механическую, тепловую или световую.

В радиоэлектронике решается широкий круг задач, связанных с использованием электрических явлений для передачи и обработки информации. Сюда в первую очередь относятся задачи связи, радиолокации и радионавигации, телеуправления,телеизмерения, автоматизации различных производственных процессов и многие другие. Не боясь преувеличений, можно сказать, что радиоэлектроника и электротехника являются ведущими отраслями науки и техники, имеющими исключительно важное значение для дальнейшего повышения производительности труда, материального благосостояния трудящихся, улучшения качества продукции и создания материально- технической базы коммунизма, т.