Теорети чні осно ви електроте хніки ТОЕ технічна дисципліна пов язана з вивченням теорії електрики та електромагнетизму

Теорети́чні осно́ви електроте́хніки (ТОЕ) — технічна дисципліна, пов'язана з вивченням теорії електрики та електромагнетизму. ТОЕ поділяється на дві частини — теорію електричних ланцюгів та теорію поля. Вивчення ТОЕ є обов'язковим у багатьох технічних ВНЗ, оскільки на знаннях цієї дисципліни базуються всі наступні: електротехніка, автоматика, енергетика, приладобудування, мікроелектроніка, радіотехніка та інші.

Історія дисципліни

Передумови

У 1600 році англійський учений Вільям Гільберт написав трактат «Про магніт, магнітні тіла і про великий магніт — Землю». 1745 року голландським фізиком Пітером ван Мушенбруком створено перше джерело електроенергії — Лейденська банка. 1785 року французький фізик Кулон відкрив закон про взаємодію заряджених частинок. У 1820 данський фізик Ерстед виявив дію електричного струму на магнітну стрілку. 1832 року у Франції ^[en] сконструював генератор змінного струму. 1834 року Якобі в Росії створив електродвигун. Густав Роберт Кірхгоф у 1845-47 роках відкрив закономірності у перебігу електричного струму в розгалужених електричних ланцюгах, а 1857 побудував загальну теорію руху струму в провідниках. 1848 року німецький вчений ^[en] створив трансформатор.

Вже перші досліди з електричної передачі енергії (у Росії (Ф. А. Піроцький) — 1874 р., у Німеччині та Франції (Марсель Депре) — 1882, 1883 рр.) звернули на себе загальну увагу. 1876 року Яблочков винайшов електричні ланцюги. В 1889 Доливо-Добровольський створив (трифазний двигун) і трифазний трансформатор.

Після винаходу перших гальванічних елементів, винайдених Луїджі Гальвані, вчені почали досліджувати струм в електричних ланцюгах, як впливає поле провідника зі струмом на стрілку компаса, що знаходиться поряд із провідником тощо. Георг Симон Ом експериментальним способом вивів Закон Ома в інтегральній формі. Пізніше Джеймс Максвелл теоретично виведе закон Ома у диференційній формі. Подальші дослідження продовжили вчені Генріх Герц (вібратор Герца), Майкл Фарадей (електромагнітна індукція), Карл Гаус (магнетизм), Нікола Тесла (змінний струм, теорія ефіру).

На українських теренах

Електротехнічна школа у Львівській політехніці нараховує більше 130 років. Дисципліну тут почали викладати сьомими у світі (1887 рік) після університетів Франції, Німеччини, США, Чехії, Великобританії. Кафедру електротехніки тут було створено 1890 року — після Німеччини і Великобританії. Перший електротехнічний факультет у 1911 році — після трьох університетів Німеччини, США і Чехії.

Першим завідувачем кафедри електротехніки у Львові був Роман Дзеслєвський, видатними професорами — Станіслав Фризе і .

Витоки Харківської електротехнічної наукової школи сягають ХІХ ст. і пов'язані зі створенням Харківського практичного технологічного інституту та особистістю професора (П. П. Копняєва), а також професорів (О. К. Погорілка), М. Д. Пильчикова та М. П. Клобукова. З 1892 р. останній почав викладати лекційний курс загальної електротехніки, теорії електрики, а з 1894 р. розпочав практичні заняття за цими дисциплінами. Досвід викладацької і наукової роботи був узагальнений у нових підручниках, які опубліковано літографічним способом протягом 1893—1895 рр. Ці праці є першими в Україні підручниками з питань електротехніки.

Системне викладання електротехніки в ХТІ розпочалося з 1899 р. Вже наступного року вдалося зробити перший випуск інженерів-електротехніків.

У Київському політехнічному інституті 1901 року електротехніку почав читати професор М. А. Артем'єв, який здобув електротехнічну освіту у Технічній вищій школі Берліна. Обіймав кафедру електротехніки з 1901 по 1911 р.

З 1921 р. студентам КПІ викладали курси «Вступ до електротехніки», «Енциклопедія електротехніки», «Теоретичні основи електротехніки», «Основи теорії змінних струмів», «Векторний та гармонічний аналіз». У 1930 р. було створено кафедри теоретичних основ електротехніки (ТОЕ), яку очолив проф. І. Д. Горбачовський, та загальної електротехніки (ЗЕ), яку очолив Д. Н. Рашеєв.

У 1926 р. українською мовою було видано підручник (О. О. Скоморохова) «Загальна електротехніка».

В Росії

1904 року професор В. Ф. Міткевич почав читати в Петербурзькому політехнічному інституті створений ним курс лекцій «Теорія явищ електричних та магнітних», а потім курс лекцій «Теорія змінних струмів».

1905 року в Московському вищому технічному училищі професор (К. А. Круг) почав читання свого курсу лекцій «Теорія змінних струмів», а згодом «Теорія електротехніки».

Надалі ці теоретичні дисципліни утворили технічну дисципліну «Теоретичні основи електротехніки».

Зміст дисципліни

Предметом курсу ТОЕ є вивчення електромагнітних процесів в електричних колах і полях в загальній постановці, не розглядаючи конструкції та особливості конкретних електротехнічних пристроїв. Матеріал дисципліни ТОЕ, таким чином, є теоретичною базою для вивчення і засвоєння спеціальних дисциплін. В свою чергу, курс ТОЕ потребує при його вивченні знання основних розділів фізики і математики.

У дисципліні ТОЕ електромагнітні явища розглядаються з двох позицій: на основі теорії кіл та на основі теорії електромагнітного поля. Одним із завдань теоретичної електротехніки є вивчення зв'язків між електричними і магнітними явищами. Водночас, об'єктивно існує єдине електромагнітне поле, яке не залежить від системи координат (умов спостереження), а поділ його на електричну та магнітну складові пов'язаний з умовами спостереження (системою координат).

Вивчаються такі розділи:

«Основні поняття та закони електричних кіл»
«Лінійні електричні кола постійного струму»
«Лінійні електричні кола однофазного синусоїдного струму»
(«Трифазні кола»)
«Електричні кола періодичного несинусоїдного струму»
(«Чотириполюсники»)
«Перехідні процеси в лінійних електричних колах»
«Електричні кола з розподіленими параметрами»
«Нелінійні електричні кола».

Для студентів енергетичних спеціальностей курс ТОЕ складається з трьох частин:

У першій частині викладаються усталені режими лінійних електричних кіл із зосередженими та розподіленими параметрами.

У другій частині розглядаються методи розрахунку перехідних процесів в лінійних та нелінійних колах, основні принципи теорії нелінійних кіл і основи синтезу лінійних електричних кіл.

У третій частині викладаються основи теорії електричних, магнітних та електромагнітних полів і методи їх розрахунку.

Література

Андреев В. С. Теория нелинейных электрических цепей: учеб. пособие / В. С. Андреев. — М.: Радио и связь, 1982. — 281 с.
Атабеков Г. И. Теоретические основы электротехники. Ч.1 / Атабеков Г. И. — М. : Энергия, 1978. — 280 с.
Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. / Бессонов Л. А. — М. : Высшая школа, 1973. — 750 с.
Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учеб. / Л. А. Бессонов — М.: Гардарики, 2002. — 638 с.
Демирчян К. С. Теоретические основы электротехники: учебник. В 2-х т. / К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман. — СПб., 2004. — Т.1. — 576 с.
Дрючин В. Г. Теоретичні основи електротехніки. Електричні кола: [навч. посіб.] / Дрючин В. Г. — Алчевськ: ДонДТУ, 2009. — 214 с.
Збірник задач з теоретичних основ електротехніки. Частина 1: навч. посіб. / Воробкевич А. Ю., Маляр В. С., Совин Р. Я. і ін. за ред А. Ю. Воробкевича, О. І. Шегедина. — К.: Магнолія Плюс, 2011. — 224 с.
Карпов Ю. О. Теоретичні основи електротехніки. Розділ «Електричні кола з розподіленими параметрами»: [навч. посіб. для студ. напряму підготовки 0906 — «Електротехніка»] / Карпов Ю. О., Мадьяров В. Г. — Вінниця: ВНТУ, 2006. — 102 с.
Кацив С. Ш. Комп'ютерне моделювання електричних кіл. [лабораторний практикум] / Кацив С. Ш., Мад'яров В. Г., Говор І. К. — Вінниця: ВНТУ, 2007. — 89 с.
Конспект лекцій з курсу «Теоретичні основи електротехніки». Ч.1 / [Карпов Ю. О., Магас Т. Є., Мадьяров В. Г.]. — Вінниця: ВПІ, 1992. — 174 с.
Коровкин Н. В. Теоретические основы электротехники: Сб. задач / Н. В. Коровкин, Е. Е. Селина, В. Л. Чечурин. — СПб.: Питер, 2004. — 512 с.
Костін М. О. Теоретичні основи електротехніки: підруч. / М. О. Костін, О. Г. Шейкіна. — Дніпропетровськ: Вид. Дніпропетр. нац. ун-ту залізнич. транспорту. 2006. — Т. 1. — 336 с.: — Т. 2. — 276 с.
Матханов П. Н. Основы анализа электрических цепей. Нелинейные цепи / П. Н. Матханов. — М.: Высш. шк., 1977. — 272 с.
Нейман Л. Р. Теоретические основы электротехники / Л. Р. Нейман, К. С. Демирчян. — Л.: Энергоатомиздат, 1981. — Т. 1. — 536 с.; Т. 2. — 416 с.
Основы теории цепей / Г. В. Зевеке, П. А. Ионкин, А. В. Нетушил, С. В. Страхов. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 528 с.
Перхач В. С. Теоретична електротехніка. Лінійні кола: підруч. / В. С. Перхач. — К.: Вища шк., 1992. — 450 с. 306
Поляков М. Г. Математичні основи теоретичної електротехніки: навч. посіб.: у 2-ох ч. / М. Г. Поляков, Л. Я. Фомичова, С. О. Сушко. — Дніпропетровськ: НГАУ, 2001, Ч.1. — 210 с.
Прянишников В. А. Теоретические основы электротехники: учеб. пособие / В. А. Прянишников — СПб.: Корона, 2000. — 368 с.
Теоретические основы электротехники: [В 3-х томах. Учебник для вузов]. Том 1 : [4 изд.] / К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровин, В. Л. Чечурин — СПб: Питер, 2003. — 463 с.
Теоретические основы электротехники: [В 3-х томах. Учебник для вузов]. Том 2 : [4 изд.] / К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровин, В. Л. Чечурин — СПб: Питер, 2003. — 576 с.
Теоретичні основи електротехніки: [підруч. для студ. техн. спец. вищ. навч. закл. : У 3 т.] / І. М. Чиженко (заг. ред.), В. С. Бойко (заг. ред.). Т. 1. Усталені режими лінійних електричних кіл із зосередженими параметрами / [Бойко В. С., Бойко В. В., Видолоб Ю. Ф. та ін.] — К. : Політехніка, 2004. — 272 с.
Теоретичні основи електротехніки: [підруч.] / А. М. Воєйков, С. В. Астапов, І. Я. Лізан, В. В. Коломієць — Х., 2007. — 364 с.
Теоретичні основи електротехніки: [підруч.] / Г. П. Балан, П. О. Кравченко, Ю. Ф. Свергун, О. Є. Щербаков — К. : Інтас, 2007. — 325 с.
Теория линейных электрических цепей. / [Афанасьев Б. П., Гольдин О. Е., Кляцкин И. Г., Пинес Г. Я.]. — М. : Высшая школа, 1973. — 591 с.
Филиппов Е. Нелинейная электротехника: пер. с нем. / Е. Филиппов. — М.: Энергия, 1976. — 496 с.
Фриск В. В. Основы теории цепей: учеб. пособ. / В. В. Фриск. — М.: РадиоСофт, 2002. — 288 с.
Чабан В. Й. Теоретична електротехніка: навч. посіб. / В. Й. Чабан. — Львів: Фенікс, 2002. — 240 с.
Шебес М. Р. Задачник по теории линейных электрических цепей: учеб. пособ. / М. Р. Шебес, М. В. Каблукова. — М.: Высш. шк., 1990.– 544 с.
Шегедин О. І., Маляр В. С. Теоретичні основи електротехніки: навч. посіб. / О. І. Шегедин, В. С. Маляр, — Львів: Магнолія Плюс, 2007. — Ч. 1. — 172 с.

Див. також

Примітки

Наукова громадськість України і Польщі широко відзначила 125-річчя електротехнічної школи у Львівській політехніці. Національний університет «Львівська політехніка» (укр.). 30 травня 2017. Процитовано 28 квітня 2023.
Тверитникова О. Є. Наукова школа електротехніки НТУ «ХПІ»: до 100-річчя з дня застосування / О. Є. Тверитникова // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Сер. : Актуальні проблеми розвитку українського суспільства = Bulletin of the National Technical University «KhPI». Ser. : Actual problems of Ukrainian society development: зб. наук. пр. — Харків: НТУ «ХПІ», 2021. — № 2. — С. 99-104.
Історія кафедри теоретичної електротехніки. toe.fea.kpi.ua. Процитовано 28 квітня 2023.
Теоретичні основи електротехніки. Усталені режими лінійних електричних кіл із зосередженими та розподіленими параметрами: підручник / Ю. О. Карпов, С. Ш. Кацив, В. В. Кухарчук, Ю. Г. Ведміцький ; під ред. проф. Ю. О. Карпова — Вінниця: ВНТУ, 2011. — 377 с.
Маляр В. С. Теоретичні основи електротехніки. Електричні кола: навч. посібник / В. С. Маляр. — Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2012. — 312 с.

[1] Наукова громадськість України і Польщі широко відзначила 125-річчя електротехнічної школи у Львівській політехніці. Національний університет «Львівська політехніка» (укр.). 30 травня 2017. Процитовано 28 квітня 2023.

[2] Тверитникова О. Є. Наукова школа електротехніки НТУ «ХПІ»: до 100-річчя з дня застосування / О. Є. Тверитникова // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Сер. : Актуальні проблеми розвитку українського суспільства = Bulletin of the National Technical University «KhPI». Ser. : Actual problems of Ukrainian society development: зб. наук. пр. — Харків: НТУ «ХПІ», 2021. — № 2. — С. 99-104.

[3] Історія кафедри теоретичної електротехніки. toe.fea.kpi.ua. Процитовано 28 квітня 2023.

[:0-4] Теоретичні основи електротехніки. Усталені режими лінійних електричних кіл із зосередженими та розподіленими параметрами: підручник / Ю. О. Карпов, С. Ш. Кацив, В. В. Кухарчук, Ю. Г. Ведміцький ; під ред. проф. Ю. О. Карпова — Вінниця: ВНТУ, 2011. — 377 с.

[5] Маляр В. С. Теоретичні основи електротехніки. Електричні кола: навч. посібник / В. С. Маляр. — Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2012. — 312 с.