Введение. 
Методы расчета линейных электрических цепей постоянного тока

Электротехникой в широком смысле слова называется обширная область практического применения электромагнитных явлений. Широкое и разнообразное использование электрической энергии объясняется тем, что она имеет огромное преимущество перед другими формами энергии. Электрическая энергия сравнительно просто получается из других форм энергии, передается на любые расстояния и легко преобразуется в другие формы энергии. Она может существовать в самых различных количествах и использоваться достаточно экономно. Только на базе электричества оказалось возможным широкое развитие новейших научно-технических направлений в радиоэлектронике, в технике связи, в области компьютерных технологий. Трудно представить жизнь современного человека без использования электрической энергии.

Теоретические основы электротехники (ТОЭ) — теоретический курс, в котором в обобщенной форме рассматриваются теория и методы расчета разнообразных электромагнитных явлений. Курс ТОЭ занимает основное место среди общетехнических дисциплин, определяющих теоретический уровень профессиональной подготовки электромехаников, является теоретической базой для последующего изучения специальных дисциплин. При изложении курса ТОЭ предполагается знание учащимися курса физики, в частности, таких ее разделов, как электричество и магнетизм, а также курса математики. При изучении курса ТОЭ предполагается широкое применение современных компьютерных технологий.

Электротехника, как научное направление, сформировалось сравнительно недавно, хотя первые сведения об электрических и магнитных явлениях дошли до нас из глубокой древности. Слово «электричество» произошло от греческого названия янтаря — электрон. Еще в древности было известно свойство натертого янтаря притягивать легкие предметы. Слово «магнит» произошло от имени пастуха Магниса, которое упоминается в древнеримской философии Плиния. Магнис обнаружил, что железный наконечник его посоха прилипает к неведомым камням.

Однако настоящее рождение электротехники произошло только в ХIХ веке. Ниже приводятся основные (этапные) вехи развития теоретической электротехники.

• 1747 — 1753 гг. Франклин создает теорию жидкого электричества.

  Введение

  в науку понятий батарея, конденсатор, проводник, заряд, разряд, обмотка. Изобретен молниеотвод.

• 1785 г. Кулон устанавливает взаимодействие электрических зарядов.
• 1800 г. Вольт создает первую батарею постоянного тока — вольтов столб.
• 1820 г. Эрстед устанавливает связь между электрическими и магнитными явлениями. Ампер вводит понятия силы тока и формулирует свои законы.
• 1831 г. Фарадей открывает явление электромагнитной индукции — одно из величайших открытий в области электротехники.
• 1873 г. Максвелл создает теорию электромагнитного поля — электродинамику, которая практически в неизменном виде применяется до настоящего времени.
• 1889 г. Герц открывает явление излучения радиоволн.
• 1891 г. Доливо-Добровольский создает трехфазную систему переменного тока для энергетики.
• 1912 г. Штейнметц разрабатывает комплексный метод расчета цепей переменного тока.
• 1800 — 1880 гг. — период формирования теории цепей постоянного тока.
• 1880 — 1915 гг. — период формирования теории цепей переменного тока и теории электромагнитного поля.

Курс ТОЭ как самостоятельная учебная дисциплина сформировался в период 1900 — 1915 гг.

Исторически на территории бывшего СССР сложились две научные электротехнические школы: одна в Москве на базе МЭИ, ее основоположником был К. А. Круг, а вторая — в Ленинграде на базе ЛЭТИ и ЛПИ, ее основоположником был В. Ф. Минкевич. Творческое соперничество двух научных школ способствовало успешному развитию теоретических основ электротехники.

Курсовая работа по дисциплине «Теоретические основы электротехники» является самостоятельной работой расчетного характера. Работа состоит из двух частей. Задание первой части представлено по темам: «Методы расчёта линейных электрических цепей постоянного тока», «Нелинейные электрические цепи постоянного тока». Задание второй части составлено по темам: «Расчёт однофазных линейных электрических цепей переменного тока», «Трёхфазные электрические цепи», «Переходные процессы в электрических цепях». При выполнении курсовой работы были широко использованы компьютерные технологии, в частности, программа компьютерного моделирования электрических цепей Electronics Workbench 5.12 (1989г.), а также программа для решения систем линейных алгебраических уравнений по методу главных элементов Slau1.

Расчёт курсового проекта является немаловажным средством для закрепления учащимися знаний, полученных в ходе курса теоретических основ электротехники.