Spis treŹci

Spis treÊci
7
12
3.2.3.
3.2.4.
3.2.5.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
Moc i energia pràdu elektrycznego . . . . . . .
Rezystory i ich charakterystyki . . . . . . . . . .
Zasady grzejnictwa rezystancyjnego . . . . . .
Pràd elektryczny w pró˝ni . . . . . . . . . . . . .
Pràd elektryczny w gazach . . . . . . . . . . . . .
Pràd elektryczny w elektrolitach . . . . . . . . .
Pràd elektryczny w pó∏przewodnikach . . . . .
47
48
49
50
51
53
54
13
4.
Obwody elektryczne pràdu sta∏ego . . . . .
Elementy obwodu. Poj´cia podstawowe . . .
LiniowoÊç i nieliniowoÊç obwodu.
Zasada superpozycji . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Znakowanie zwrotu pràdu i napi´cia . . . . . .
Prawa obwodu elektrycznego . . . . . . . . . . .
Prawo Ohma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Prawa Kirchhoffa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Schematy zast´pcze i stany pracy
êróde∏ energii elektrycznej . . . . . . . . . . . . .
Obwody nierozga∏´zione . . . . . . . . . . . . . .
Po∏àczenie szeregowe rezystorów
i êróde∏ napi´cia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bilans mocy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wykres zmiennoÊci potencja∏u . . . . . . . . . .
Obwody rozga∏´zione o dwóch w´z∏ach . . .
Po∏àczenie równoleg∏e rezystorów
i êróde∏ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bilans mocy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obliczanie obwodów metodà
przekszta∏cania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Po∏àczenie szeregowe elementów . . . . . . . .
Po∏àczenie równoleg∏e elementów . . . . . . .
Po∏àczenie mieszane elementów . . . . . . . . .
Po∏àczenie elementów w trójkàt
oraz w gwiazd´ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obliczanie obwodów metodà
praw Kirchhoffa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obliczanie obwodów metodà
superpozycji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obliczanie obwodów metodà pràdów
oczkowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obliczanie obwodów metodà potencja∏ów
w´z∏owych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elementy nieliniowe pràdu sta∏ego . . . . . . .
60
60
èród∏a energii elektrycznej . . . . . . . . . . .
WiadomoÊci wst´pne . . . . . . . . . . . . . . . . .
èród∏a elektromechaniczne . . . . . . . . . . . . .
èród∏a chemiczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ogniwa galwaniczne . . . . . . . . . . . . . . . . .
Akumulatory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ogniwa paliwowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
98
98
98
99
99
101
102
Wst´p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
1.
1.1.
1.2.
7
7
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
2.
Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Charakterystyka ogólna elektrotechniki . . . .
WielkoÊci fizyczne i jednostki u˝ywane
w elektrotechnice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Czàstki. ¸adunek elektryczny . . . . . . . . . . . .
Wiàzania chemiczne w czàsteczkach
i kryszta∏ach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
W∏asnoÊci elektryczne cia∏. Zjawisko pràdu
elektrycznego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pole elektromagnetyczne i jego cechy . . . . .
14
16
Pole elektryczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zjawisko elektryzowania cia∏.
Prawo zachowania ∏adunku elektrycznego . .
Rozk∏ad ∏adunków elektrycznych . . . . . . . . .
Prawo Coulomba. PrzenikalnoÊç elektryczna
Êrodowiska . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Nat´˝enie pola elektrycznego . . . . . . . . . . .
Obraz graficzny pola elektrycznego . . . . . . .
Potencja∏ i napi´cie elektryczne . . . . . . . . . .
Dielektryk w polu elektrycznym.
Polaryzacja dielektryka . . . . . . . . . . . . . . . . .
Indukcja elektryczna. Strumieƒ indukcji
elektrycznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Twierdzenie Gaussa . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zastosowanie twierdzenia Gaussa
do obliczania pola elektrycznego . . . . . . . .
Pole elektryczne w otoczeniu na∏adowanej
p∏yty metalowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pole elektryczne w otoczeniu przewodu
prostoliniowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pole elektryczne na∏adowanej kuli
dielektrycznej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Przewodnik w polu elektrycznym . . . . . . . .
PojemnoÊç elektryczna. Kondensatory . . . . .
Wyznaczanie pojemnoÊci kondensatorów . .
PojemnoÊç kondensatora p∏askiego . . . . . . .
PojemnoÊç kondensatora cylindrycznego . . .
¸àczenie kondensatorów . . . . . . . . . . . . . .
Energia pola elektrycznego kondensatora . .
Wytrzyma∏oÊç elektryczna . . . . . . . . . . . . .
ElektrycznoÊç atmosferyczna . . . . . . . . . . .
18
Pràd elektryczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rodzaje pràdu elektrycznego.
G´stoÊç pràdu elektrycznego . . . . . . . . . . .
3.2.
Pràd elektryczny w przewodnikach . . . . . . .
3.2.1. Prawo Ohma. Rezystancja i konduktancja
przewodnika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2. Zale˝noÊç rezystancji od temperatury . . . . .
43
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
2.10.1.
2.10.2.
2.10.3.
2.11.
2.12.
2.13.
2.13.1.
2.13.2.
2.14.
2.15.
2.16.
2.17.
3.
18
18
19
20
21
22
24
25
27
27
27
28
29
30
30
31
31
32
33
34
36
36
3.1.
43
44
44
47
www.wsip.com.pl
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.4.1.
4.4.2.
4.5.
4.6.
4.6.1.
4.6.2.
4.6.3.
4.7.
4.7.1.
4.7.2.
4.8.
4.8.1.
4.8.2.
4.8.3.
4.8.4.
4.9.
4.10.
4.11.
4.12.
4.13.
5.
5.1.
5.2.
5.3.
5.3.1.
5.3.2.
5.3.3.
62
63
64
64
65
67
70
70
72
73
74
74
76
76
76
77
78
80
82
83
84
86
88
3
5.4.
5.4.1.
5.4.2.
5.4.3.
5.4.4.
5.5.
5.6.
èród∏a cieplne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zjawisko termoelektryczne . . . . . . . . . . . . .
Generator termoelektryczny . . . . . . . . . . . .
Generator magnetogazodynamiczny . . . . . .
Inne êród∏a cieplne . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
èród∏a Êwietlne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
èród∏a piezoelektryczne . . . . . . . . . . . . . . .
6.
Dzia∏ania fizjologiczne pràdu
elektrycznego na organizm ludzki . . . . . .
Skutki dzia∏ania pràdu elektrycznego
na organizm ludzki . . . . . . . . . . . . . . . . . .
WiadomoÊci ogólne . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dzia∏anie pràdu elektrycznego na krà˝enie
krwi i oddychanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dzia∏anie pràdu elektrycznego na uk∏ad
nerwowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Uszkodzenie skóry, mi´Êni i koÊci . . . . . . . .
Dzia∏anie poÊrednie pràdu elektrycznego . . .
Przyczyny pora˝eƒ pràdem elektrycznym . . .
Ochrona przed pora˝eniem . . . . . . . . . . . .
Niebezpieczeƒstwa zwiàzane z dzia∏aniem
pola elektrostatycznego . . . . . . . . . . . . . . .
Ochrona przed dzia∏aniem fal elektromagnetycznych wielkiej cz´stotliwoÊci . . . .
Zasady organizacji pracy podczas eksploatacji
urzàdzeƒ elektroenergetycznych . . . . . . . . .
Sposoby ratowania pora˝onych pràdem
elektrycznym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
WiadomoÊci ogólne . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sztuczne oddychanie . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sztuczne krà˝enie krwi . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.
6.1.1.
6.1.2.
6.1.3.
6.1.4.
6.1.5.
6.2.
6.3.
6.4.
6.5.
6.6.
6.7.
6.7.1.
6.7.2.
6.7.3.
7.
7.1.
7.2.
7.3.
7.4.
7.5.
7.6.
7.7.
7.8.
7.9.
7.10.
7.11.
7.12.
7.13.
7.14.
7.15.
4
Pole magnetyczne.
Elektromagnetyzm . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Powstawanie pola magnetycznego . . . . . . .
Si∏a dzia∏ajàca na przewód z pràdem
umieszczony w polu magnetycznym.
Indukcja magnetyczna . . . . . . . . . . . . . . . .
Strumieƒ magnetyczny . . . . . . . . . . . . . . . .
Prawo Biota i Savarta. PrzenikalnoÊç
magnetyczna Êrodowiska . . . . . . . . . . . . . .
Nat´˝enie pola magnetycznego . . . . . . . . .
Prawo przep∏ywu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
W∏asnoÊci magnetyczne materia∏ów . . . . . .
Magnesowanie materia∏ów
ferromagnetycznych . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Strumieƒ magnetyczny skojarzony . . . . . . .
IndukcyjnoÊç w∏asna cewki . . . . . . . . . . . . .
IndukcyjnoÊç wzajemna . . . . . . . . . . . . . . .
Energia pola magnetycznego cewki . . . . . .
Oddzia∏ywanie elektrodynamiczne
przewodów z pràdem . . . . . . . . . . . . . . . .
Elektromagnes. Si∏a udêwigu . . . . . . . . . . .
Zjawisko Halla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
103
103
104
104
105
105
106
107
107
107
7.16.
7.17.
7.18.
7.19.
8.
8.1.
8.2.
8.3.
8.4.
8.5.
108
8.6.
108
108
109
109
109
9.1.
111
9.2.
111
9.3.
112
9.4.
113
113
114
114
9.5.
115
115
116
118
118
119
120
121
124
127
127
128
130
131
133
134
9.
9.6.
9.7.
9.7.1.
9.7.2.
9.7.3.
9.7.4.
9.8.
9.9.
9.10.
9.11.
9.12.
9.13.
9.13.1.
9.13.2.
10.
10.1.
10.2.
10.3.
Zjawisko indukcji elektromagnetycznej . . . .
Indukowanie si´ si∏y elektromotorycznej
w przewodzie z pràdem poruszajàcym si´
w polu magnetycznym . . . . . . . . . . . . . . . .
Zjawisko indukcji w∏asnej i wzajemnej . . . .
Pràdy wirowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
134
Obwody magnetyczne . . . . . . . . . . . . . .
Definicje. Poj´cia podstawowe . . . . . . . . . .
Konstrukcje obwodów magnetycznych . . . .
Prawa obwodów magnetycznych . . . . . . . .
Obliczanie obwodu magnetycznego
nierozga∏´zionego ze szczelinà powietrznà .
Obliczanie obwodów magnetycznych
rozga∏´zionych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obliczanie obwodu magnetycznego
magnesu trwa∏ego . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
143
143
144
145
Obwody pràdu sinusoidalnego
jednofazowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Powstawanie pràdu sinusoidalnie
zmiennego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
WielkoÊci charakteryzujàce przebiegi
sinusoidalne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
WartoÊç skuteczna i wartoÊç Êrednia pràdu
sinusoidalnego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Przesuni´cie fazowe przebiegów
sinusoidalnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Przedstawianie przebiegów sinusoidalnych
za pomocà obracajàcych si´ wektorów . . . .
Dodawanie przebiegów sinusoidalnych . . . .
Analiza obwodów elementarnych
z elementami R , L , C . . . . . . . . . . . . . . . .
Elementy rzeczywiste i elementy idealne . . .
Dwójnik o rezystancji R . . . . . . . . . . . . . .
Dwójnik o indukcyjnoÊci L . . . . . . . . . . . . .
Dwójnik o pojemnoÊci C . . . . . . . . . . . . . .
Prawa Kirchhoffa w obwodach
pràdu zmiennego . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dwójnik szeregowy RL . . . . . . . . . . . . . . .
Dwójnik szeregowy RC . . . . . . . . . . . . . . .
Dwójnik szeregowy RLC . . . . . . . . . . . . . .
Dwójnik równoleg∏y RLC . . . . . . . . . . . . .
Obliczanie obwodów pràdu sinusoidalnego
metodà liczb zespolonych . . . . . . . . . . . . .
Metoda liczb zespolonych . . . . . . . . . . . . . .
Zastosowanie metody liczb zespolonych
do obliczania obwodów z elementami
R, L, C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Moc w obwodzie pràdu sinusoidalnie
zmiennego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Moc chwilowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Moc czynna, bierna i pozorna . . . . . . . . . . .
Postaç zespolona mocy pozornej . . . . . . . . .
136
137
138
149
150
152
158
158
159
160
163
164
166
168
168
169
170
171
173
174
176
177
179
181
181
185
200
200
201
202
10.4. Przebiegi mocy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.4.1. Moc w reztystorze idealnym
o rezystancji R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.4.2. Moc w cewce idealnej o indukcyjnoÊci L . . .
10.4.3. Moc w kondensatorze idealnym
o pojemnoÊci C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.4.4. Moc w cewce rzeczywistej . . . . . . . . . . . . .
10.5. Znaczenie techniczne i ekonomiczne
wspó∏czynnika mocy . . . . . . . . . . . . . . . . .
11.
11.1.
11.2.
11.3.
12.
12.1.
12.2.
12.3.
12.4.
12.5.
13.
13.1.
13.2.
13.3.
13.4.
13.5.
14.
14.1.
14.2.
14.2.1.
14.2.2.
14.2.3.
14.3.
14.3.1.
14.3.2.
14.3.3.
14.4.
14.5.
15.
15.1.
15.2.
Rezonans w obwodach elektrycznych . . .
Poj´cia podstawowe . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rezonans napi´ç . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rezonans pràdów . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Metody obliczania obwodów
rozga∏´zionych pràdu sinusoidalnie
zmiennego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obliczanie obwodów metodà
przekszta∏cania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obliczanie obwodów metodà
praw Kirchhoffa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obliczanie obwodów metodà pràdów
oczkowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obliczanie obwodów metodà napi´ç
w´z∏owych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obliczanie obwodów metodà êród∏a
zast´pczego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obwody elektryczne ze sprz´˝eniami
magnetycznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zjawiska wyst´pujàce w obwodzie
ze sprz´˝eniem magnetycznym cewek . . . .
Zaciski jednoimienne i ich oznaczanie . . . . .
Po∏àczenie szeregowe elementów
sprz´˝onych magnetycznie . . . . . . . . . . . . .
Zasada dzia∏ania transformatora . . . . . . . . .
Transformatory powietrzne . . . . . . . . . . . . .
Uk∏ady trójfazowe . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Klasyfikacja uk∏adów trójfazowych . . . . . . .
Uk∏ady trójfazowe symetryczne . . . . . . . . . .
Poj´cia podstawowe . . . . . . . . . . . . . . . . .
Po∏àczenie odbiornika w gwiazd´ . . . . . . . .
Po∏àczenie odbiornika w trójkàt . . . . . . . . .
Uk∏ady trójfazowe niesymetryczne . . . . . . .
Uk∏ad czteroprzewodowy . . . . . . . . . . . . . .
Uk∏ad trójprzewodowy gwiazdowy . . . . . . .
Uk∏ad trójkàtowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pomiar mocy w uk∏adach trójfazowych . . . .
Sk∏adowe symetryczne . . . . . . . . . . . . . . . .
15.3.
15.4.
15.5.
15.5.1.
15.5.2.
Stany pracy czwórnika . . . . . . . . . . . . . . . .
Czwórniki aktywne. èród∏a sterowane . . . . .
Filtry cz´stotliwoÊciowe . . . . . . . . . . . . . . .
Filtry reaktancyjne . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Filtry pasywne RC . . . . . . . . . . . . . . . . . .
204
204
16.
205
16.1.
209
209
209
211
16.2.
Obwody nieliniowe
pràdu zmiennego . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Charakterystyka elementów i obwodów
nieliniowych pràdu zmiennego . . . . . . . . . .
Obwody nieliniowe z elementami
ferromagnetycznymi . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cewka z rdzeniem ferromagnetycznym . . . .
Zjawisko ferrorezonansu . . . . . . . . . . . . . . .
Obwody nieliniowe z elementami
elektronicznymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Charakterystyki elementów
prostowniczych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Obwody z prostownikami . . . . . . . . . . . . . .
203
203
203
220
220
16.2.1.
16.2.2.
16.3.
16.3.1.
16.3.2.
17.
222
223
224
225
229
229
230
Przebiegi niesinusoidalne . . . . . . . . . . . .
Poj´cia podstawowe . . . . . . . . . . . . . . . . .
Analiza harmoniczna przebiegów
niesinusoidalnych okresowych . . . . . . . . . .
17.3. Symetria krzywych odkszta∏conych . . . . . . .
17.3.1. Symetria wzgl´dem osi odci´tych . . . . . . . .
17.3.2. Symetria wzgl´dem osi rz´dnych . . . . . . . .
17.3.3. Symetria wzgl´dem poczàtku uk∏adu
osi wspó∏rz´dnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17.4. Obliczanie obwodów napi´cia i pràdu
niesinusoidalnego okresowego . . . . . . . . . .
17.5. Moc w obwodach napi´cia i pràdu
niesinusoidalnego okresowego . . . . . . . . . .
17.1.
17.2.
18.
232
233
235
240
240
241
241
243
246
248
248
250
250
251
254
Czwórniki i filtry cz´stotliwoÊciowe . . . . 265
Klasyfikacja czwórników.
Poj´cia podstawowe . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
Schematy zast´pcze czwórników . . . . . . . . . 266
www.wsip.com.pl
18.1.
18.2.
18.3.
18.3.1.
18.3.2.
18.3.3.
18.4.
18.4.1.
18.4.2.
18.5.
Stany nieustalone w obwodach
liniowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Poj´cie stanu ustalonego i stanu
nieustalonego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Warunki poczàtkowe. Prawa komutacji . . . .
Stan nieustalony w dwójniku
szeregowym RL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
W∏àczenie napi´cia sta∏ego
w obwodzie RL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sta∏a czasowa obwodu RL . . . . . . . . . . . .
Zwarcie obwodu RL przy warunku
poczàtkowym niezerowym . . . . . . . . . . . . .
Stan nieustalony w dwójniku
szeregowym RC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
W∏àczenie napi´cia sta∏ego
w obwodzie RC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zwarcie obwodu RC przy warunku
poczàtkowym niezerowym . . . . . . . . . . . . .
Stan nieustalony w dwójniku
szeregowym RLC . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
267
267
268
269
270
273
273
274
274
276
278
278
279
282
282
283
284
284
284
285
285
287
291
291
292
293
293
295
296
297
297
300
301
Indeks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
5