Obwody prądu zmiennego

Katedra Elektroenergetyki Okrętowej
Akademii Morskiej w Gdyni
Skrypt dla studentów Elektroautomatyki
i Komputerowego Sterowania Systemami
Elektrotechnika Teoretyczna
Obwody liniowe prądu
zmiennego
G d y n i a
-
2 0 0 5
Uwagi wstępne
Niniejszy podręcznik Elektrotechniki Teoretycznej zawiera wykład teorii jednofazowych
obwodów liniowych prądu sinusoidalnie zmiennego w stanach ustalonych. Jest on kontynuacją
tomu „Elektrotechnika Teoretyczna. Obwody prądu stałego”. Chcąc to podkreślić zachowano
ciągłość numeracji rozdziałów.
Zachowano również podstawową zasadę przyjętą przy pisaniu pierwszego tomu - do treści
wykładu włączano tylko to co niezbędne, a sam wykład starano się poprowadzić w sposób
możliwie jak najbardziej przystępny i zrozumiały. Nawiązuje to do poglądów amerykańskiego
uczonego Charlesa P. Steinmetza, jednego z pionierów elektrotechniki, opublikowanych w roku
1902 w „AIEE Transaction”. Postulował on, by z programu elektrotechniki skreślić połowę
materiału wykładanego w jego czasach na wyższych uczelniach, natomiast reszty uczyć z
położeniem nacisku na zrozumienie problemów i ich fizycznych podstaw.1) Dziś postulat ten
wydaje się być jeszcze bardziej aktualny niż w czasach kiedy był formułowany.
Materiał objęty podręcznikiem na specjalnościach Elektroautomatyka i Komputerowe
systemy sterowania Wydziału Elektrycznego Akademii Morskiej w Gdyni wykładany jest w
drugiej części pierwszego semestru studiów i na semestrze drugim. Studenci znają już wtedy
niektóre zagadnienia analizy matematycznej. Zatem, inaczej niż przy wykładzie teorii obwodów
prądu stałego, możliwe i celowe stało się wykorzystywanie tych narzędzi matematycznych.
Jednak, ciągle kierując się zaleceniami Steinmetza, nacisk położono nie na modele matematyczne,
a na ich odniesienie do opisywanej przy ich pomocy rzeczywistości. Stąd w ogóle pominięto
topologiczną analizę obwodów - silnie „zmatematyzowaną”, oderwaną od fizyki opisywanych
zjawisk.
Stosowanie na szerszą skalę prądu sinusoidalnie zmiennego (potocznie zwanego prądem
zmiennym lub przemiennym) datuje się dopiero od lat 80-tych XIX wieku. Do zawodowej
energetyki wprowadził go wtedy serbsko-amerykański uczony, wynalazca i przedsiębiorca Nicola
Tesla. Ten rodzaj prądu okazał się jednak być tak przydatnym, że bardzo szybko, prawie zupełnie
(choć nie do końca!) wyparł z praktyki prąd stały. Dlatego elektrycy, elektronicy i profesjonaliści
z dyscyplin pokrewnych muszą dobrze znać i rozumieć pojęcia i metody stosowane przy
opisywaniu i analizie obwodów prądu zmiennego, zwłaszcza zaś umieć je stosować w praktyce.
Niniejszy podręcznik przeznaczony jest bezpośrednio dla studentów specjalności
Elektroautomatyka i Komputerowe systemy sterowania Wydziału Elektrycznego Akademii
Morskiej w Gdyni, przede wszystkim jako pomoc do samodzielnej nauki dla osób studiujących w
trybie zaocznym.
Przewiduje się publikację jego kolejnych części.
Tadeusz St. Piotrowski
([email protected])
1)
Merska D.: W sprawie kształcenia - głos sprzed wieku. Przegląd Elektrotechniczny. Rok LXX.
2002 nr 3., str. 106-107.