Bazele fizice ale electrotehnicii
Prefață
Introducere 5
Obiectul cursului de Bazele electrotehnicii 5
Evoluția cunoștințelor despre fenomenele
electrice și magnetice 5
Conținutul cursului 7
Cap. 1. Electrostatica
Generalități 9
Sarcina electrică și intensitatea câmpului electric în vid 9
Starea de electrizare și câmpul electric în vid 9
Linii de câmp 10
Densități de sarcină electrică 11
Conservarea sarcinii electrice 11
Teorema lui Coulomb. Permitivitatea vidului 13
Câmpuri electrice coulombiene în vid 14
Câmpul electric produs de o sarcină punctiformă 14
Principiul superpoziției câmpurilor electrostatice 15
Fluxul câmpului electric în vid 16
Fluxul electric 16
Unghiul solid 16
Teorema lui Gauss 17
Teorema potențialului electrostatic în vid. Tensiunea
electrică și potențialul electric. Tensiunea electromotoare 18
Tensiunea electrică. Potențial 18
Potențialul unei sarcini punctiforme 20
Suprafețe echipotențiale 21
Teorema potențialului câmpului electrostatic 21
Corpuri conductoare aflate în câmp electric 22
Polarizarea dielectricilor 24
Starea de polarizație 24
Momentul cinetic 25
Polarizație electrică 26
Unități de măsură 26
Sarcini de polarizație. Densitatea sarcinii
de polarizție 26
Rigiditatea dielectrică 28
Capacitatea electrică. Condensatoare 28
Condensatorul electric. Capacitatea 28
Calculul capacităților electrostatice 29
Teoremele capacităților echivalente 33
Relațiile lui Maxwell pentru capacități 40
1.10. Energia și forțele electrostatice 42
1.10.1. Energia electrostatică 42
1.10.2. Forțele electrostatice și teoremele forțelor
generalizate 44
1.11. Metodele electrostaticii 47
1.11.1. Metoda elementară 47
1.11.2. Metoda imaginilor electrice 48
Cap. 2. Electrocinetica
2.1. Tensiunea electromotoare și tipuri de câmpuri imprimate 55
2.1.1. Tensiunea electromotoare 55
2.1.2. Câmpuri imprimate 56
2.2. Starea electrocinetică și caracterizarea ei 61
2.2.1. Starea electrocinetică 61
2.2.2. Intensitatea curentului electric de conducție 62
2.2.3. Densitatea curentului electric de conducție 63
2.2.4. Curentul electric de convecție 64
2.2.5. Curentul de deplasare electrică în dielectric 65
2.3. Relațiile fundamentale ale electrocineticii 67
2.3.1. Teorema potențialului electric staționar 67
2.3.2. Legea conservării sarcinii electrice 68
2.4. Circuite filiforme liniare de curent continuu 81
2.4.1. Circuite simple. Asocierea sensurilor de referință 81
2.4.2. Teoremele lui Kirchhoff 83
2.4.3. Bilanțul puterilor într-un circuit de curent continuu 85
2.4.4. Legarea rezistoarelor în serie și în paralel 86
2.4.5. Transfigurarea rezistoarelor din triunghi în stea
și din stea în triunghi 87
2.4.6. Transportul energiei electrice în curent continuu.
Transferul maxim de putere 88
2.4.7. Legarea surselor de curent continuu 91
2.5. Metode de rezolvare a circuitelor de curent continuu 93
2.5.1. Metoda curenților de contur (Metoda curenților
ciclici) 93
2.5.2. Metoda superpoziției 95
2.5.3. Metoda tensiunii între noduri 99
2.5.4. Metoda transfigurării 101
2.5.5. Metoda generatorului de tensiune echivalent 103
2.5.6. Metoda generatorului de curent echivalent 107
2.6. Circuite neliniare de curent continuu 108
2.6.1. Elemente de circuit neliniare 108
2.6.2. Caracterizarea rezistoarelor neliniare 113
2.6.3. Teoremele lui Kirchhoff aplicate circuitelor
neliniare 114
2.7. Electroliți 117
2.7.1. Disociație electrolitică 117
2.7.2. Electroliza 117
2.7.3. Pile electrice 121
2.7.4. Acumulatoare electrice 125
Cap. 3. Electromagnetismul
Câmpul magnetic al conductoarelor parcurse de curent
electric 131
3.1.1. Generalități 131
3.1.2. Bucla de curent 132
3.1.3. Inducția magnetică. Fluxul magnetic, legea
fluxului magnetic 133
3.1.4. Forțe magnetice 138
Formula lui Biot-Savart-Laplace 142
3.2.1. Câmpul magnetic al unui conductor rectiliniu,
infinit lung parcurs de curent 143
3.2.2. Intensitatea câmpului magnetic într-un punct pe
axa unei spire circulare parcurse de curent electric 144
3.2.3. Intensitatea câmpului magnetic pentru un conductor
de lungime finită 146
3.2.4. Intensitatea câmpului magnetic în interiorul unei
bobine cilindrice 147
3.3. Legea circuitului magnetic 149
3.4. Magnetizarea corpurilor 154
3.4.1. Starea de magnetizație a corpurilor 154
3.5. Intensitatea câmpului magnetic și inducția magnetică
în interiorul corpurilor magnetizate 156
3.5.1. Câmpul magnetic în interiorul unei cavități 156
3.5.2. Intensitatea câmpului magnetic.
Tensiunea magnetică 157
3.5.3. Inducția magnetică B. Fluxul magnetic F 158
3.5.4. Legătura dintre inducția magnetică, intensitatea
câmpului magnetic și magnetizația 159
3.6. Legea fluxului magnetic 160
3.6.1. Forma integrală a legii 160
3.6.2. Formele locale ale legii 160
3.6.3. Linii și tuburi de flux magnetic 160
3.6.4. Potențialul magnetic vector 161
3.7. Legea inducției electromagnetice 162
3.7.1. Fenomenul inducției electromagnetice 162
3.7.2. Forma integrală a legii inducției electromagnetice 165
3.7.3. Forma integrală dezvoltată a legii 166
3.7.4. Formele locale ale legii 167
3.7.5. Regula lui Lentz 168
3.7.6. Curenții Foucault 170
3.8. Legea magnetizației temporare 171
3.8.1. Generalități 171
3.8.2. Materiale feromagnetice 173
3.9. Câmpul magnetostatic al magneților permanenți 177
3.9.1. Relațiile fundamentale ale magnetostaticii 177
3.9.2. Circuit cu magnet permanent 178
3.10. Calculul câmpurilor magnetice cu metoda elementară 182
3.10.1. Câmpul magnetic al unui fir infinit rectiliniu
într-un mediu omogen 182
3.10.2. Câmpul magnetic al unui solenoid drept foarte
lung uniform bobinat 182
3.10.3. Câmpul magnetic al unui tor cu întrefier 183
3.10.4. Câmpul magnetic într-o crestătură a unei mașini
electrice 184
3.11. Circuite magnetice 185
3.11.1. Generalități 185
3.11.2. Reluctanța. Permeanța 185
3.11.3. Teoremele lui Kirchhoff pentru circuitele
magnetice 187
3.11.4. Teoremele reluctanțelor echivalente 192
3.11.5. Calculul circuitelor magnetice neliniare 194
3.12. Inductivități 207
3.12.1. Inductivități proprii și inductivități mutuale 207
3.12.2. Teorema lui Maxwell referitoare la inductivități 211
3.12.3. Tensiunea electromotoare indusă în bobine 212
3.12.4. Coeficientul de cuplaj. Inductivitatea de dispersie.
Coeficientul de dispersie 214
3.13. Energia și forțele câmpului magnetic 215
3.13.1. Energia magnetică a unui sistem de circuite 215
3.13.2. Calculul energiei magentice 217
3.13.3. Energia magnetică a două bobine cuplate 218
3.13.4. Densitatea de volum a energiei magentice 219
3.13.5. Teoremele forțelor generalizate în câmpul
magnetic 220
Bibliografie 223
|
