Το βιβλίο αυτό ασχολείται με την Ανάλυση των Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων στο πεδίο του χρόνου. Η παρούσα 5η έκδοση του βιβλίου αποτελεί βελτίωση των προηγουμένων και απευθύνεται κυρίως σε φοιτητές Πανεπιστημίων που διδάσκονται το μάθημα των Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων. Μαζί με τα βιβλία "Ανάλυση ηλεκτρικών κυκλωμάτων" τόμος Β΄, "Ασκήσεις ηλεκτρικών κυκλωμάτων" τόμος Α΄ και "Ασκήσεις ηλεκτρικών κυκλωμάτων" τόμος Β΄ τα οποία κυκλοφόρησαν τα έτη 2007, 2009 και 2010 αντίστοιχα, αποτελούν ολοκληρωμένα διδακτικά βιβλία που καλύπτουν πλήρως το αντικείμενο της ανάλυσης των γραμμικών ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Ο συγγραφέας του βιβλίου έχει διδάξει επί σειρά ετών τα μαθήματα των Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Δ.Π. Θράκης. Η εμπειρία του αυτή αποτυπώνεται στην ιδιαίτερη προσπάθεια που έχει καταβληθεί στον τρόπο περιγραφής της θεωρία όπου έμφαση έχει δοθεί στην κατανόηση της ύλης με τη βοήθεια χαρακτηριστικών παραδειγμάτων.

Το βιβλίο αποτελείται από τα ακόλουθα οκτώ κεφάλαια:

Το πρώτο κεφάλαιο είναι εισαγωγικό και αναφέρεται αρχικά στους βασικούς ηλεκτρικούς συμβολισμούς και τις μονάδες. Στη συνέχεια γίνεται εισαγωγή και ανάλυση των θεμελιωδών εννοιών της γραμμικότητας, της χρονικής αμεταβλητότητας και αιτιότητας των κυκλωμάτων. Τέλος, αναπτύσσονται οι μαθηματικές εκφράσεις και οι συμβολισμοί βασικών σημάτων που συναντώνται στην ανάλυση των ηλεκτρικών κυκλωμάτων.

Στο δεύτερο κεφάλαιο καθορίζονται οι έννοιες των ιδανικών στοιχείων των κυκλωμάτων, αναπτύσσονται οι θεμελιώδεις νόμοι της ανάλυσης και γίνεται ανάλυση της συμπεριφοράς των πηνίων και πυκνωτών όταν διεγείρονται από απλές κυματομορφές. Το τελευταίο τμήμα του κεφαλαίου περιγράφει την εφαρμογή μεθόδων αριθμητικής ολοκλήρωσης στην επίλυση απλών κυκλωμάτων.

Στο τρίτο κεφάλαιο αναπτύσσονται οι δύο βασικές μέθοδοι ανάλυσης, δηλαδή, η μέθοδος των κόμβων και η μέθοδος των βρόχων. Η ανάπτυξη αναφέρεται σε ωμικά κυκλώματα και διατυπώνονται κριτήρια για την κατά περίπτωση επιλογή της μεθόδου ανάλυσης των κυκλωμάτων.

Το τέταρτο κεφάλαιο αναφέρεται στα ισοδύναμα κυκλώματα. Συγκεκριμένα, αναπτύσσονται ο διαιρέτης τάσης, ο διαιρέτης ρεύματος, ο μετασχηματισμός τριγώνου σε αστέρα, το θεώρημα της υπέρθεσης, τα θεωρήματα Thevenin και Norton, ο διαχωρισμός πηγών και το κεφάλαιο ολοκληρώνεται με την ανάπτυξη των συμμετρικών κυκλωμάτων.

Στο πέμπτο κεφάλαιο αναπτύσσεται αρχικά η θεωρία της ανάλυσης πρωτοτάξιων και δευτεροτάξιων κυκλωμάτων στο πεδίο του χρόνου. Καθορίζονται οι έννοιες της απόκρισης μηδενικής εισόδου, απόκρισης μηδενικής κατάστασης και ολικής απόκρισης και δίνονται παραδείγματα ανάλυσης για τις διάφορες περιπτώσεις. Στη συνέχεια μελετάται η ανάλυση των κυκλωμάτων με τη χρησιμοποίηση της κρουστικής απόκρισης και του συνελεκτικού ολοκληρώματος. Στο τελευταίο τμήμα του κεφαλαίου αναπτύσσεται η γενική μέθοδος των μεταβλητών κατάστασης και δίνεται ένα πρόγραμμα υπολογιστή, βασισμένο στη μέθοδο Runge-Kutta, το οποίο επιτρέπει την επίλυση συστημάτων γραμμικών διαφορικών εξισώσεων.

Στο έκτο και τελευταίο κεφάλαιο γίνεται ανάπτυξη μεθόδων ανάλυσης ωμικών κυκλωμάτων με υπολογιστή. Αρχικά παρουσιάζονται βασικές τοπολογικές έννοιες και ορισμοί και στη συνέχεια αναπτύσσονται οι γενικευμένοι μέθοδοι κόμβων και βρόχων. Σχετικά προγράμματα υπολογιστή περιλαμβάνονται και στο κεφάλαιο αυτό.

Με στόχο τη βελτίωση και τη διόρθωση τυχόν λαθών είναι ευπρόσδεκτες οποιεσδήποτε παρατηρήσεις - υποδείξεις που μπορούν να σταλούν με email στον συγγραφέα (papamark@ee.duth.gr).

Ξάνθη, Ιούνιος 2010

Νικόλαος Η. Παπαμάρκος

Καθηγητής Δ.Π.Θ.