1. М. Ю. ЗАйЧИК
СБОРНИК ЗАДАЧ
И УПРАЖНЕНИЙ
ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОй
ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ
б-е издание, nереработанное
и дополненное
Допу щено Министерств ом высшег о и ср едне го
спе циального образования СССР в качестве учеб­
ного пособия д л я электротехнических специаль­
ностей средних специал ьных учебных заведений
MOCIBA ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ 1988

2. БЫ, 31.21
3-17
удк 621.3.01 (076.1)
Ре ц е н 3 е н т инж. Л. И. Фу
фаева
Зайчик М. Ю.
З -17 Сборник задач и упражнений по теоретической
электротехнике: Учеб. пособие для техникумов.-
6-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат,
-
1988. - 496 с.: ил.
ISBN 5-283-00492-9
Каждая глава сборника содержит типовые задачи с р еше­
ниями, в которых разъясняются применяемые законы и форму­
лы. В конце каждой главы приведены задачи для самостоя­
тельного решения. Предыдущее издание выпушено в 1978 г.
Сборник переработан в соответствии с програ ммой по теоре­
тической электротехнике для элект ротехнических специально­
стей ТСХНИJ{умов.
Для учащихся техникумов электротехнических специаль­
ностей.
2302010000-034
3 Свод. пл. сред. спец. учеб. заведений 123-88 БЕК 3t.21
051(01)-88
ISBN 5-283-00492-9 © Энергоатомиздат, 1988

490. .СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие • • • • • • 3
гл а в а п е р в а я. Электрическая цепь, ее элементы и основные
законы 5
1.1. Виды цепей. Взаимосвязь токов и напряжений 5
1.2. Источник ЭДС при переменной наГРУЗI(е. Режимы источ­
ника и приемника энергии 2
1.3. Источник тока при переменной нагрузке. Режимы источ-
ника 17
1.4. Выбор элементов цепи и ее выполнение (сборка) • 22
1.5. Задачи для самостоятельного решения 27
1.6. Ответы к задачам гл. 1 " • 30
глава в т о р а я. Неразветвленная цепь постоянного тока 31
2.1. Цепь с одним источником энергни 3
2.2. Цепь с несколькими ЭДС. Источники энергии в режимах
«генератора» и «потребителя» 36
2.3. Потенциалы точек электрической цепи. .потеициальная ди-
аграмма· 40
2.4. Задачн для самостоятельного решения • 44
2.5. Ответы к задачам гл.· 2 47
Гл а в а т р е т ь я. Разветвленная цепь постоянного тока с од-
ним источником энергии 47
3.1. Цепь с двумя узлами. Расчет цепи 47
3.2. Цепь с несколькими узлами. Составление схемы и рас-
чет цепи как делителя напряжения 54
3.3. Цепь с несколькими узлами. Расчет щ;пи с учетом потери
напряжения в проводах 58
3.4. Расчет цепи с применением метода преобразования 64
3.5. Задачи для самостоятельного решения 67
3.6. Ответы к задачам гл. 3 • • • • • • 72

491. Гла ва че тве рт а я. Разветвленная цепь постоянного тока
с несколькимн источниками энергии, включенными в pa3H�le
ветв и • • •
73
4.1. Метод наложения тока 73
4.2. Мет.од уравнений Кирхгофа 77
4.З. Метод контурных токов •
81
4.4. Метод узл.овых потенциалов 85
4.5. Метод двух узлов 89
4.6. Метод эквивалентного генератора 93
4.7. Задачи для самостоятельного решения 96
4.8. Ответы к задачам гл, 4 • •
98
г л а в а п я т а я. Электростатическое поле 98
5.1. Электрическое поле точечного заряда • 98
5.2. Электрическое поле нескольких точеч.ных зарядов 106
5.3. Однородное электрическое поле · ,
Ш
5А. Задачи для самостоятельного решения • • 116
5.5. Ответы к задачам гл. 5 •
119
rлав а ше с т а я. Электрическая емкость 120
6.1. Расчет общей емкости соединения конденсаторов 120
6.2. Распределение напряжений и зарядов в. цепи конден-
саторов .' .' 122
6.3. Плоский конденсатор •
125
6.4. ЦилиндричеСIШЙ конденсатор 128
6.5. Задачи для самостоятельного решения • 130
6.6. Ответы к задачам гл. 6 132
гл ава с е Д ь м а я. Электромагнетизм. Магнитное поле про­
водов С токами 133
7.1. Проводник с током в .однородном магнитном поле • 133
7.2. Магнитное поле прямого провода с током • 139
7.3. Магнитное поле нескольких проводов с . токами 145
7.4. Магнитное поле катушки с 'током • 150
7.5. Задачи для самостоятельного решения • • 154
7.6. Ответы к задачам гл. 7 158
глава в о с ь м а я. Электромагнитная индукция • 159
8.1. Электродвижущая сила электромагнитной индукции
в проводе 159
8.2. Электродвижущая сила электромагнитной индукции
в контуре (катушке) . 163
8.З. Индуктнвность катушек � . . . . . ' . 168
8.4. Индуктивность линии • • 171
491

492. 8;5. Взаимная индуктивность. Электродвижущая сила взаи'М-
ной индукции . 172
8.6. Задачи для самостоятельного решения • • 175
8.7. Ответы к задачам гл. 8 178
rлав а Д е в я т а я. Неразветвленная цепь переменного тока • 180
9. 1. Изображение синусоидальных величин. Векторная и вол-
новая диаграммы 180
9.2. Цепь с активным сопротивлением и ИНДУКТИВН6СТЬЮ • 186
9.3. Цепь, состоящая из резистора И катушки ИНДУКТИВНОСТИ 192
9.4. Цепь с активным сопротивлением И емкостью 196
9.5. Цепь, содержащая R, L и С 200
9.6. Цепь, содержащая несколько активных и реактивных
элементов 204
9.7. Расчет неразветвленной цепи по показаниям приборов 209
9.8. Задачи для самостоятельного решения 2 14
9.9. Ответы к задачам гл. 9 220
rлава Д е с я т а я. Разветвленная цепь переменного тока • 222
10.1. Применение векторной диаграммы для расчета развет-
вленной цепи 222
, 10.2. Расчет цепи методом проводимостей 227
. 10.3. Улучшение коэффициента мощности 230
10.4. Расчет разветвленной цепи по показаниям приборов 234
10,5. Задачи для самостоятельного решения 238
10.6. Ответы к задачам гл. 10 « 242
rлав а о Д и н н а Д Д а т. а я. Резонанс в элеКТРИ1lеской цепи . • 243
11.1. Режим резонанса напряжений. Частотные характерис-
тики 243
1 1.2. Режим резонанса токов. Частотные характеристш(и па-
раллельного контура . . • • 250
1 1.3. Задачи для самостоятельного решения 257
1 1.4, Ответы к задачам гл. ' 1 1 261
гл а в а Д в е н а Д Ц а т а я. ПРИlYiенение КОlYiплексных . чисел
к расчету цепей перемевного '1'01(8 263
12.1, Комплексные токи, напряження и сопротивления . 263
12.2. Разветвленная цепь, ·содержаiцiJя только параJlЛельные
ветви ,. 267
12.3. Разветвленная цепь с IJармлельными и последоватеJIЬ-
ными участками 270
12.4. Сложная цепь 275
12.5. Задачи для самостоятельного решения 277
492

493. 12 6. . Ответы к задач;эм гл. .1 2 281
, . , ..
глава т р и н а Д ц а т а я. Эле.ктрические цепи с В'ншмноii ин.
дуктивностью • 282
13.1. Линейный трансформатор 282
13.2. НеразвеТВJIенная цепь, содержащая взаимную индук-
ти вн ость . • • 292
13.3. Разветвленная цепь, содержащая взаимную индуктив-
ность , 297
13.4. Сложная цепь, содержащая взаимную индуктивность 301
13.5. Задачи для самостоятельного решения • 307
13.6. Ответы к задачам гл. 13 • 309
rлава ч е т ы р н а Д ц а т а я. Круговые диаграммы напряжениii
и тока • • • 309
14.1, Неразветвленная цепь с переменным активным сопро-
тивлением 309
14.2. Неразветвленная цепь с переменными реактивными со-
противлениями 315
14.3. Разветвленная цепь с переменным сопротивлением ветви 319
14.4. Задачи для самостоятельного решения • 323
14.5. Ответы к задачам гл. 14 • 325
rлав а п я т н а Д Ц а т а я. Симметричная трехфазная цепь 8 326
15.1. Трехфазная система ЭДС. Соединение обмоток трех-
фазных генераторов • 326
15.2. Трехпроводная цепь с приемником, соединенным звездой 330
15.3. Трехфазная цепь с приемником, соединенным треуголь-
ником • 333
15.4. Задачи для самостоятельного решения • 336
15.5. Ответы к задачам гл. 15 • 337
гла в а ше с т надЦа т а я. Несимметричная трехфазная цепь 338
16.1. Четырехпроводная цепь 338
16.2. Трехпроводная цепь () несимметричным приеМНИКQМ,
соединенным треугольником '"'-43
�
16.3. Трехфазная цепь с различными соединениями прием-
ников 347
16.4. Задачи для самостоятельного решения . . 349
16.5. Ответы к задачам гл, 16 . 351
rлава семнаД ц а т а я. Четырехполюсники • 352
17.1. Расчет четырехполюсника при заданных параметрах
его схемы • • • • • • 352
493

494. 17.2; Р:асчет четырехполюсник-а по данным опытов ,холостого
хода и короткого замыкания 36
17.3. Задачи для самостоятельного решения , . 366
17.4. Ответы к задачам гл, 17 .' . ' 367
г л а в а .' в о с е м н а Д Ц а та я. Электрические цепи при периоди-
ческих несинусоидальных токах и напряжениях 367
18.1. Гармонические составляющие периодичеСIШХ кривых 367
18.2. Электрическая цепь с несинусоидальным источником
энергии , _ 371
18.3. Электрическая цепь с резонансными контурами. Филь-
трация гармоник 375
18.4. Задачи для самостоятельного решения • • 380
18.5. Ответы к задачам гл. 18 382
Г л а ва Д е в я т н а Д Ц а т а я. Нелинейные электрические цепи
постоянного ТОка 383
19.1, Последовательное соединеиие нелинеfшых элементов 383
19.2. Последовательное соединение ли нейного и нелине йного
элементов 387
19.3. Параллельное соединение линейных и нелинейных эле-
ментов 394
19.4. последователыl-параллельноеe (смешанное) соединение
нелинейных и линейных элементов • 396
19.5. Задачи для самостоятельного решения 400
19.6. Ответы к задачам гл. 19 403
Глава ДваДЦа т а я. Магнитные цепи при постоянных маг­
тодвижущих силах 404
20.1 Неразветвленная магнитная цепь • • 401,
20.2. Разветвленная симметричная магнитная цепь • 40}
20.3. Разветвленная несимметричная магнитная цепь., Расчет
цепи при заданной магнитной индукции 412
20.4. Разветвленная несимметричная цепь, Расчет цепи при
заданных магнитодвижущих силах 44
20.5. Задачи для самостоятельного решения . ' 418
20.6. Ответы к задачам гл. 20 •
420
Глава д в а дца т ь п е р в а я. НеJlинейные цепи переменного
тока •
42
21.1. Нелинейное сопротивление как IJ реоБР ЩlOв ател ь си н у -
соидального сигнала в несинусоидальный 42
21.2. Применение полупроводниковых приборов для преоб-
разования переменного наПРЯ2Кения 8 постоянное • 426
494

495. 21.3. Катушка со стальным магиитопроводом, питаемая пе­
ременным напряжением 430
21.4. Задачи для самостоятельного решения 435
21.5. Ответы к задачам гл. 21 • 437
гл ава Д в а Д 11, а т ь в Т О р а я. ПереХQдные процессы в линей·
ных электрических цепях 438
22.1. Определение начальных и конечных значений токов
и напряжений 438
22.2. Цепь R, L в режиме включения и выключения постоян-
ного напряжения 445
22.3. Включение цепи R. L на синусоидальное напряжение 452
22.4. Цепь R. С в режиме зарядки и разрядки конденсатора 455
22.5. Присоединение цепи R, С к источнику синусоидального
напряжения 460
22.6. Задачи для самостоятельного решения 464
?2.7. Ответы к задачам гл. 22 465
Гл ава Д в а Д 11, а т ь т р е т ь я. Длинные линии 466
23.1. Линия с потерями при согласованной нагрузке 466
23.2. Линия с потерями при несогласованной нагрузке • 473
23.3. Линия без потерь • • 478
23.4. Двухпроводная лииия при высокой частоте 482
23.5. Задачи Для самостоятельного решения • 484
23.6. Ответы к задачам гл . .23 • • • 485
Приложения . . . 486