Niniejszy podręcznik adresowany jest do studentów I roku studiów na Wydziale Elektrycznym Politechniki Śląskiej i w zamierzeniu ma stanowić pomoc w opanowaniu wiedzy z elektrotechniki teoretycznej I. Prezentowany materiał pokrywa tematycznie pierwszy semestr wykładu z tego przedmiotu. Układ materiału wynika z moich wieloletnich doświadczeń dydaktycznych przy prowadzeniu wykładów z dwóch pierwszych części elektrotechniki i z faktu, że przedmiot ten rozpoczyna się wcześnie, bo już na II semestrze studiów magisterskich i studiów zawodowych dla pracujących, a nawet na I semestrze na studiach inżynierskich. Elektrotechnika teoretyczna I jest więc wykładana przy znacznym niedoborze wiedzy matematycznej u słuchaczy.


Spis treści:

PRZEDMOWA

1. WIADOMOŚCI WSTĘPNE

2. POLE ELEKTRYCZNE
2.1. Pole elektrostatyczne
2.2. Kondensator
2.2.1. Kondensator kulisty
2.2.2. Dwa długie równoległe przewody
2.2.3. Przewód nad ziemią
2.2.4. Kabel jednożyłowy z jednowarstwową izolacją
2.2.5. Kabel jednożyłowy z dwuwarstwową izolacją
2.2.6. Kondensator płaski jednowarstwowy
2.2.7. Kondensator płaski poprzecznie uwarstwiony

3. PRZEMIANY ENERGETYCZNE W KONDENSATORZE
3.1. Ładowanie kondensatora ze źródła napięcia stałego przez rezystancję przy zerowym warunku początkowym
3.2. Ładowanie kondensatora ze źródła napięcia stałego przez rezystancję przy niezerowym warunku początkowym
3.3. Rozładowanie kondensatora przez rezystancję
3.4. Rozładowanie kondensatora przez rezystancję na nienaładowany kondensator
3.5. Kondensator przy wymuszeniu sinusoidalnym

4. STATYCZNY ROZKŁAD ŁADUNKÓW W ZŁOŻONYCH OBWODACH Z KONDENSATORAMI PRZY WYMUSZENIACH STAŁYCH
4.1. Prawa Kirchhoffa dla obwodów z kondensatorami
4.2. Statyczny rozkład napięć iładunków przy szeregowym połączeniu kondensatorów
4.3. Statyczny rozkład napięć i ładunków przy równoległym połączeniu kondensatorów
4.4. Równoważność połączenia kondensatorów w, trójkąt i gwiazdę
4.5. Metoda węzłowa
4.6. Metoda oczkowa

5. POLE PRZEPŁYWOWE PRĄDU
5.1. Prawo Ohma
5.2. Prawo Joule'a-Lenza
5.3. I prawo Kirchhoffa
5.4. II prawo Kirchhoffa
5.5. Prawo Ohma dla obwodu jednooczkowego

6. OBWÓD ELEKTRYCZNY I JEGO ELEMENTY    
6.1. Przyrządy pomiarowe    
6.2. Elementy pasywne    
6.3. Źródła autonomiczne    
6.4. Źródła sterowane    
6.5. Wzmacniacz operacyjny
6.6. Klasyfikacja obwodów    
6.6.1. Stacjonarność
6.6.2. Liniowość (zasada superpozycji)
6.6.3. Parametry skupione
6.6.4. Odwracalność (zasada wzajemności)
6.6.5. Pasywność

7. NIETOPOLOGICZNA ANALIZA LINIOWEGO OBWODU REZYSTANCYJNEGO PRĄDU STAŁEGO
7.1. Metoda oczkowa
7.2. Metoda węzłowa

8. TWIERDZENIA I ZASADY STOSOWANE W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH
8.1. Zasada wyodrębnienia (kompensacji)
8.2. Równoważność układów pasywnych
8.2.1. Równoważność dwójników pasywnych
8.2.2. Równoważność układów pasywnych n zaciskowych
8.2.3. Równoważność układów rezystorów połączonych w trójkąt i gwiazdę
8.3. Twierdzenie Thevenina-Nortona o zastępczym źródle
8.3.1. Twierdzenie Thevenina-Nortona dla układu dwuzaciskowego
8.3.2. Twierdzenie Thevenina-Nortona dla układu n-zaciskowego
8.4. Twierdzenie o przenoszeniu źródeł idealnych
8.4.1. Przenoszenie źródeł napięciowych poza węzeł
8.4.2. Przenoszenie źródeł prądowych do innych gałęzi oczka

9. OBWODY NIELINIOWE PRĄDU STAŁEGO
9.1. Elementy nieliniowe i ich charakterystyki
9.2. Prawa obwodów nieliniowych
9.3. Rezystancja statyczna i dynamiczna
9.4. Linearyzacja charakterystyk nieliniowych
9.5. Charakterystyki zastępcze gałęzi nieliniowych
9.5.1. Szeregowe połączenie rezystorów nieliniowych
9.5.2. Równoległe połączenie rezystorów nieliniowych
9.5.3. Charakterystyki zastępcze nieliniowych gałęzi aktywnych
9.6. Prosty obwód z jednym elementem nieliniowym
9.7. Złożony obwód z jednym elementem nieliniowym
9.8. Dwuwęzłowy obwód nieliniowy
9.9. Złożony obwód z dwoma elementami nieliniowymi

10. POLE MAGNETYCZNE
10.1. Podstawowe prawa i zależności w polu magnetycznym
10.2. Działania dynamiczne w polu magnetycznym

11. OBWODY MAGNETYCZNE
11.1. Materiały magnetyczne
11.2. Pole magnetyczne w toroidzie
11.3. Prawa obwodów magnetycznych
11.4. Liniowy obwód magnetyczny
11.5. Nieliniowy obwód magnetyczny
11.5.1. Jednooczkowy obwód nieliniowy
11.5.2. Dwuwęzłowy obwód nieliniowy
11.6. Obwód magnetyczny z magnesem trwałym

12. INDUKCJA MAGNETYCZNA
12.1. Prawo Faradaya
12.2. Cewka indukcyjna (induktor)
12.3. Przemiany energetyczne w cewce
12.3. L Załączenie rzeczywistej cewki na źródło napięcia stałego przy zerowym warunku początkowym
12.3.2. Załączenie rzeczywistej cewki na źródło napięcia stałego przy niezerowym warunku początkowym
12.3.3. Zanikanie prądu w cewce
12.3.4. Cewka przy wymuszeniu sinusoidalnym
12.3.5. Obwód szeregowy LC przy wymuszeniu sinusoidalnym
12.3.6. Obwód równoległy LC przy wymuszeniu sinusoidalnym
12.4. Cewki sprzężone magnetycznie
12.4.1. Układ dwóch cewek sprzężonych
12.4.2. Połączenie szeregowe cewek sprzężonych
12.4.3. Związek między indukcyjnością wzajemną i indukcyjnościami własnymi cewek sprzężonych
12.4.4. Energia pola magnetycznego cewek sprzężonych
12.4.5. Układ n cewek sprzężonych

13. ELEMENTY TEORII GRAFÓW
13.1. Pojęcia podstawowe
13.2. Macierzowy opis grafu
13.3. Quasi-ortogonalność macierzy A i Bf
13.4. Quasi-ortogonalność macierzy Bf i Qf
13.5. Tworzenie drzewa na podstawie macierzy A
13.6. Tworzenie macierzy Bf i Qf na podstawie macierzy A

14. TOPOLOGICZNA ANALIZA OBWODÓW ELEKTRYCZNYCH LINIOWYCH
14.1. Sformułowanie równań obwodu
14.2. Transformacja oczkowa i przekrojowa
14.3. Zasada zachowania mocy
14.4. Metoda prądów strun dla obwodów SLS
14.5. Metoda napięć konarowych dla obwodów SLS
14.6. Przykłady ułożenia równań obwodu metodami prądów strun i napięć konarowych

LITERATURA