- •1. Четырехполюсники. Общие сведения. Коэффициент передачи четырехполюсника. Опытное определение коэффициентов четырех-полюсника.
- •2. Активные и пассивные четырехполюсники. Формы записи уравнений четырехполюсников. Схемы замещения. Связь между входными и выходными параметрами.
- •3.Электрические фильтры. Фильтры низких и высоких частот.
- •4. Нелинейные электрические цепи. Общие сведения. Вольтамперная характеристика. Статические и динамические параметры нелинейных элементов.
- •5. Методы расчета нелинейных электрических цепей. Графический метод расчета.
- •Графические методы расчета
- •6.Расчет нелинейных электрически цепей при последовательном соединении элементов.
- •7. Расчет нелинейных электрически цепей при параллельном соединении элементов.
- •8. Магнитные цепи. Общие сведения. Закон полного тока.
- •9.Основные законы магнитных цепей.
- •10.Расчет магнитных цепей. Прямые и обратные задачи.
- •1. Прямая” задача для неразветвленной магнитной цепи
- •2. “Прямая” задача для разветвленной магнитной цепи
- •1. “Обратная” задача для неразветвленной магнитной цепи
- •2. “Обратная” задача для разветвленной магнитной цепи
- •11. Реальная катушка с линейным сердечником.
- •12. Схема замещения катушки с магнитопроводом.
- •13. Влияние воздушного зазора на свойства катушки с ферромагнитным сердечником.
- •Законы коммутации
- •15. Законы коммутации и начальные условия.
- •16. Методы расчета переходных процессов. Решение дифференциальных уравнений классическим методом.
- •Алгоритм расчета переходного процесса классическим методом
- •17. Переходный процесс в цепи r, l. Установившаяся и свободная составляющие переходного процесса при включении в цепь r, l постоянной эдс. Определение времени завершения переходного процесса.
- •18. Переходный процесс в цепи r, l. Установившаяся и свободная составляющие при коротком замыкании в цепи r, l . Определение времени завершения переходного процесса в цепи r, l.
- •19. Переходной процесс в цепи r, l. Установившаяся и свободная составляющие при включении в цепь r, l синусоидальной эдс.
- •20. Переходный процесс в цепи r, с. Установившаяся и свободная составляющие при включении в цепь r, с постоянной эдс. Заряд конденсатора.
- •21. Переходный процесс в цепи r, с. Установившаяся и свободная составляющие при коротком замыкании в цепи r, с. Определение времени завершения переходного процесса.
- •22. Переходный процесс в цепи r, с. Установившаяся и свободная составляющие при включении в цепь r, с гармонической эдс.
- •23. Операторный метод расчета переходных процессов. Преобразование Лапласа. Оригинал и изображение функции. Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме.
- •24. Цепи несинусоидального тока. Разложение несинусоидальных функций в ряд Фурье. Коэффициенты, характеризующие несинусоидальную функцию.
- •25. Измерения в электрических цепях. Погрешности измерения и классы точности измерительных приборов.
- •26.Классы точности измерительных приборов Потребление электроэнергии измерительными приборами.
- •27.Электроизмерительные приборы магнитоэлектрической и электромагнитной системы. Магнитоэлектрическая система
- •Электромагнитная система
- •28.Электроизмерительные приборы электродинамической и индукционной системы. Электродинамическая система
- •Индукционная система
- •29.Счетчики электрической энергии.
- •Виды и типы
- •30.Измерение активной мощности в трехфазной системе. Метод двух ваттметров.
- •31.Мостовой метод измерения. Уравновешенные мосты постоянного и переменного тока.
- •32. Компенсационный метод измерения.
21. Переходный процесс в цепи r, с. Установившаяся и свободная составляющие при коротком замыкании в цепи r, с. Определение времени завершения переходного процесса.
Короткое замыкание в R-C цепи
В схеме на рис. 8.5 в результате коммутации рубильник замыкается, и образуется замкнутый на себя R-C контур.
До коммутации емкость полностью зарядилась до напряжения, равного ЭДС источника питания, то есть uc(0-) = E. После коммутации емкость полностью разряжается, следовательно, принужденный ток в R-C цепи и принужденное напряжение на конденсаторе равны нулю.
В цепи существует только свободный ток за счет напряжения заряженного конденсатора.
Запишем для R-C контура уравнение по второму закону Кирхгофа . Рис. 8.5
Ток через конденсатор .
Получим дифференциальное уравнение
. (8.3)
Решение этого уравнения .
Подставим значение свободного напряжения и производной от напряжения
в уравнение (8.3).
.
Уравнение называется характеристическим.
- корень характеристического уравнения;
- постоянная времени переходного процесса;
Переходный ток и переходное напряжение на конденсаторе по показательному закону уменьшаются до нуля (рис. 8.6)
22. Переходный процесс в цепи r, с. Установившаяся и свободная составляющие при включении в цепь r, с гармонической эдс.
Как и в RL - цепи, характер переходного процесса в RC -цепи зависит от соотношения y и j. При y=j в цепи не возникает свободной составляющей напряжения на конденсаторе и сразу же после включения гармонической ЭДС устанавливается стационарный режим. Если j-y=±p/2, то в цепи возникает максимальная свободная составляющая напряжения на конденсаторе и при tC>>T в момент времени t=Т/2 наблюдается максимальное напряжение, почти в два раза превышающее амплитуду принуждённых колебаний (рис.2.5). Отклик RC -цепи на радиоимпульс на интервале 0<t<tИ определяется как отклик на гармоническую ЭДС, включенную при t=0. После окончания импульса в цепи будут существовать только свободные составляющие тока и напряжений на элементах R и C, определяемые напряжением на конденсаторе в момент времени t=tИ. Если при t=tИ UC (tИ)=U, то при t>tИ
UC=Ae-t/RC, откуда UC(tИ)=U=Ae-tИ/RCи UC(t)=Ue-(t-tИ)/RC. Рис.2.5
Ток в цепи при t>tИ iC (t)=C =- .
Таким образом, отклик RC -цепи на радиоимпульс на входе имеет вид рис.2.6.
Рис.2.6
23. Операторный метод расчета переходных процессов. Преобразование Лапласа. Оригинал и изображение функции. Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме.
Сущность операторного метода заключается в том, что функции вещественной переменной t, которую называют оригиналом, ставится в соответствие функция комплексной переменной , которую называют изображением. В результате этого производные и интегралы от оригиналов заменяются алгебраическими функциями от соответствующих изображений (дифференцирование заменяется умножением на оператор р, а интегрирование – делением на него), что в свою очередь определяет переход от системы интегро-дифференциальных уравнений к системе алгебраических уравнений относительно изображений искомых переменных. При решении этих уравнений находятся изображения и далее путем обратного перехода – оригиналы. Важнейшим моментом при этом в практическом плане является необходимость определения только независимых начальных условий, что существенно облегчает расчет переходных процессов в цепях высокого порядка по сравнению с классическим методом.
Изображение заданной функции определяется в соответствии с прямым преобразованием Лапласа: (1)
В сокращенной записи соответствие между изображением и оригиналом обозначается, как: или .
Следует отметить, что если оригинал увеличивается с ростом t, то для сходимости интеграла (1) необходимо более быстрое убывание модуля . Функции, с которыми встречаются на практике при расчете переходных процессов, этому условию удовлетворяют.
Закон Ома в операторной форме
Пусть имеем некоторую ветвь (см. рис. 1), выделенную из некоторой
сложной цепи. Замыкание ключа во внешней цепи приводит к переходному процессу, при этом начальные условия для тока в ветви и напряжения на конденсаторе в общем случае ненулевые.
Для мгновенных значений переменных можно записать:
.
Тогда на основании приведенных выше соотношений получим:
.
Отсюда ,(2)
где - операторное сопротивление рассматриваемого участка цепи.
Следует обратить внимание, что операторное сопротивление соответствует комплексному сопротивлению ветви в цепи синусоидального тока при замене оператора р на .
Уравнение (2) есть математическая запись закона Ома для участка цепи с источником ЭДС в операторной форме. В соответствии с ним для ветви на рис. 1 можно нарисовать операторную схему замещения, представленную на рис. 2.
З аконы Кирхгофа в операторной форме
Первый закон Кирхгофа: алгебраическая сумма изображений токов, сходящихся в узле, равна нулю
.
Второй закон Кирхгофа: алгебраическая сумма изображений ЭДС, действующих в контуре, равна алгебраической сумме изображений напряжений на пассивных элементах этого контура
. При записи уравнений по второму закону Кирхгофа следует помнить о необходимости учета ненулевых начальных условий (если они имеют место). С их учетом последнее соотношение может быть переписано в развернутом виде
.
В качестве примера запишем выражение для изображений токов в цепи на рис. 3 для двух случаев: 1 - ; 2 - .
В первом случае в соответствии с законом Ома
. Тогда
и .
Во втором случае, т.е. при , для цепи на рис. 3 следует составить операторную схему замещения, которая приведена на рис. 4. Изображения токов в ней могут быть определены любым методом расчета линейных цепей, например, методом контурных токов:
откуда ; и .