Obwody prądu zmiennego
Transkrypt
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.