2837
.pdfКонтрольная работа
Задание 2.К-1. В цепи, показанной на рис. 2.6, для заданного варианта исходных данных (табл. 2.1) найти токи i1, i2, i3, напряжения u1 и u4, используя закон Ома (для всей цепи или ее участков).
Рис. 2.6
Таблица 2.1 Исходные данные для решения контрольной задачи 2.К-1
Вари- |
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
R5 |
u |
u2 |
u3 |
ант |
кОм |
Ом |
Ом |
Ом |
кОм |
В |
B |
B |
1 |
1,2 |
400 |
240 |
200 |
0,8 |
280 |
— |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1,6 |
400 |
200 |
250 |
1,0 |
— |
40 |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
1,8 |
600 |
120 |
600 |
2,4 |
— |
— |
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
2,2 |
400 |
80 |
400 |
1,6 |
240 |
— |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
1,4 |
400 |
160 |
300 |
1,2 |
— |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
2,0 |
300 |
180 |
400 |
1,6 |
— |
— |
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
1,8 |
400 |
120 |
350 |
1,4 |
400 |
— |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
1,3 |
600 |
120 |
600 |
2,4 |
— |
60 |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
1,75 |
500 |
260 |
300 |
1,2 |
— |
— |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
1,26 |
600 |
240 |
200 |
0,8 |
— |
— |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10
Задание 2.К-2. В цепи, показанной на рис. 2.7, для заданного варианта исходных данных (табл. 2.2) найти токи i1, i4, напряжения u,u2 ,u5 . При расчетах следует использовать закон Ома для всей цепи или ее участков.
Рис. 2.7
Таблица 2.2 Исходные данные для решения контрольной задачи 2.К-2
Вари- |
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
R5 |
i0 |
i2 |
i3 |
ант |
кОм |
Ом |
Ом |
Ом |
Ом |
мА |
мА |
мА |
1 |
1,8 |
900 |
400 |
900 |
300 |
50 |
— |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1,8 |
900 |
200 |
100 |
500 |
— |
— |
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
1,2 |
800 |
400 |
200 |
400 |
— |
20 |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0,9 |
450 |
400 |
800 |
400 |
100 |
— |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
1,2 |
400 |
800 |
350 |
450 |
— |
— |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
1,8 |
900 |
500 |
150 |
350 |
— |
27 |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
1,0 |
250 |
800 |
450 |
350 |
30 |
— |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
0,72 |
360 |
200 |
600 |
200 |
— |
— |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
1,2 |
400 |
1000 |
260 |
240 |
— |
80 |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
1,0 |
250 |
600 |
300 |
300 |
— |
10 |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11
3. РАСЧЕТ ЦЕПЕЙ С ИСТОЧНИКОМ КОЛЕБАНИЙ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ НА ОСНОВЕ КОМПОНЕНТНЫХ И ТОПОЛОГИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ
Цель — освоение математических моделей реальных радиокомпонентов, приобретение навыков использования моделей для расчета электрических цепей.
Задание 3.1. Через индуктивность L = 1 Гн при t 0 протекает ток iL (t) 1 e t . Определить закон изменения напряжения uL(t) на индуктивности. Принять iL (t 0) 0.
Ответ: uL (t) e t В.
Задание 3.2. На рис. 3.1 изображены временные диаграммы тока в индуктивности. Построить качественно временные диаграммы напряжения на индуктивности.
Рис. 3.1
Задание 3.3. На рис. 3.2 показана схема цепи и временная диаграмма ЭДС ее источника. Известно, что R =2Ом, L=1Гн,
С=0,5Ф, iL 0 и uc 0 при t 0.
Рис. 3.2
12
Определить временную зависимость iR (t), iL(t), iC(t), i(t).
t, 0 t 1, |
|
t2, |
0 t 1, |
|
Ответ: iR (t)= |
t 1; |
iL t |
|
t 1; |
1, |
2t 1, |
|||
1, 0 t 1, |
t2 |
t+1, 0 t 1, |
||
iC t |
t 1; |
i t |
2t, |
t 1. |
0, |
|
Задание 3.4. Напряжение на сопротивлении R в цепи на рис. 3.3 меняется по закону u(t) 10t B . При заданных направлениях токов и напряжения определить закон изменения тока i(t) , если R = 2 Ом, а С = 0,5 Ф.
Ответ: i(t) = 5t +5 А.
Задание 3.5. Ток источника (рис. 3.4) изменяется по закону i(t) 20e 0.1t А . При заданных направлениях напряжений и
тока определить закон изменения ЭДС источника, если извест-
но, что R = 0,2 Ом, а L = 1 Гн.
Ответ: e(t) 2e 0.1t В.
Рис. 3.3 Рис. 3.4
Задание 3.6. Напряжение на зажимах емкости в схеме на рис.3.5 изменяется при t 0 по закону uC (t) kt В.
Рис. 3.5
13
Для заданных направлений напряжений и токов определить закон изменения ЭДС источника e(t), полагая, что при t < 0 все токи и напряжения в цепи были равны нулю.
|
d2uc |
|
Lduc |
|
L |
|
|
Ответ: e(t) LC |
|
|
|
uc k t |
|
|
В. |
dt |
r dt |
|
|||||
|
|
|
r |
|
Задание 3.7. При заданных направлениях токов и напряжений в цепи (один из вариантов на рис. 3.6) определить закон изменения ЭДС источника e(t), если известно колебание s(t), указанное в третьей столбце табл. 3.1. Следует считать, что при t < 0 все токи и напряжения в анализируемой электрической цепи были равны нулю.
Начало рис. 3.6
14
Окончание рис. 3.6
|
Данные для решения задачи 3.7 |
Таблица 3.1 |
||||
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Вари- |
Схема на |
Колебание |
|
Вари- |
Схема на |
Колебание |
ант |
рис. 3.6 |
s(t) |
|
ант |
рис. 3.6 |
s(t) |
1 |
1 |
u2 kt2 |
|
11 |
1 |
u3 kt2 |
2 |
2 |
i2 I0e t |
|
12 |
2 |
u2 U0e t |
3 |
3 |
i2 =kt3 |
|
13 |
3 |
u3=kt+U0 |
4 |
4 |
i2 I0e t |
|
14 |
4 |
u3 U0sin t |
5 |
5 |
u2 U0e t |
|
15 |
5 |
i2 I0(1 e t) |
6 |
6 |
u3 kt2 |
|
16 |
6 |
u2 kt2 U0 |
7 |
7 |
u2 kt3 |
|
17 |
7 |
i2 kt+I0 |
8 |
8 |
u3 U0e t |
|
18 |
8 |
i2 I0cos t |
9 |
9 |
i2 kt2 |
|
19 |
9 |
u3 U0e t |
10 |
10 |
u3 kt3 |
|
20 |
10 |
i3 I0sin t |
|
|
|
15 |
|
|
4. КОЛЛОКВИУМ "ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ ЦЕПЕЙ"
Цель — закрепить навыки, приобретенные в ходе освоения тем №№ 1-3.
Выполняется с использованием активируемого на компьютере программного файла "Коллоквиум 1 - Введение в теорию цепей.exe". Технология проведения электронных коллоквиумов описана в [6]. Отдельные типовые задания, аналогичные предлагаемым в рамках коллоквиума, приведены ниже.
Задание 4.1. Укажите правильный ответ.
Через индуктивность L протекает ток, изменяющийся во времени по закону i(t)=1 e–β t, а совпадающее по направлению напряжение u(t) равно …
β L e β t
L (1 e β t)
L (1+t e β t)
Задание 4.2. Укажите правильный ответ.
Напряжение на емкости C изменяется во времени по закону u(t)= e β t, а противоположный по направлению ток через емкость i(t) — по закону …
β C e β t
C (1 e β t)
C (1+t e β t)
e β t
Задание 4.3. Укажите правильный ответ.
Через индуктивность L протекает показанный на рис. 4.1 пилообразный импульс тока i(t). Соответствующая графическая зависимость от времени напряжения u(t) на индуктивности имеет вид, представленный на рис. 4.2 под номером ...
16
|
i(t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
t1 |
t2 t |
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.1 |
|
|
|
|
||
u(t) |
|
|
|
u(t) |
|
|
|
|
0 |
t1 |
t2 t |
|
0 |
t1 |
t2 t |
|
|
u(t) |
|
|
|
u(t) |
|
|
|
|
0 |
t1 |
t2 t |
|
|
|
|
||
|
0 |
t1 |
t2 |
t |
|
|||
|
|
|
|
|
||||
|
|
Рис. 4.2 |
|
|
|
|
||
Задание 4.4. Установите соответствие. |
|
|
|
|||||
Через сопротивление R, индуктив- |
i(t) |
|
|
|
||||
ность L и емкость С протекает показан- |
|
|
|
|||||
ный на рис. 4.3 импульс тока i(t). Соот- |
0 |
t1 |
t2 |
t |
||||
ветствующая |
каждому |
элементу диа- |
||||||
грамма напряжения имеет вид … |
|
|
Рис. 4.3 |
|
||||
Множество £ |
|
Множество |
|
|
|
|||
1. Сопротив- |
u(t) |
|
|
|
u(t) |
|
|
|
ление |
|
t1 |
t2 |
t |
|
|
t2 |
t |
|
0 |
0 |
|
|||||
2. Индуктив- |
u(t) |
|
|
|
u(t) |
|
|
|
ность |
|
t1 |
t2 |
t |
|
t1 |
t2 |
t |
|
0 |
0 |
||||||
3. Ёмкость |
u(t) |
|
|
|
u(t) |
|
|
|
|
0 |
t1 |
t2 |
t |
0 |
t1 |
t2 |
t |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
17 |
|
|
|
|
|
Задание 4.5. Установите соответствие.
u(t) |
|
|
|
|
К сопротивлению R, индуктивно- |
|
|
|
|
|
сти L и емкости С приложен показан- |
||
0 |
t1 |
t2 |
|
t |
ный на рис. 4.4 трапецеидальный им- |
|
|
пульс напряжения u(t). Соответствую- |
|||||
|
|
Рис. 4.4 |
|
|
|
щая каждому элементу временная диа- |
|
|
|
|
|
|
грамма тока имеет вид … |
Множество £ |
|
|
|
Множество |
|
|
|
|||
1. |
Сопротив- |
i(t) |
|
|
|
|
i(t) |
|
|
|
ление |
|
|
|
t2 |
t |
|
t1 |
t2 |
t |
|
|
|
0 |
|
|
0 |
|||||
2. |
Индуктив- |
i(t) |
|
|
|
|
i(t) |
|
|
|
ность |
0 |
t1 |
t2 |
|
t |
0 |
t1 |
t2 |
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3. |
Ёмкость |
i(t) |
|
|
|
|
i(t) |
|
|
|
|
|
0 |
t1 |
|
t2 |
t |
0 |
t1 |
t2 |
t |
Задание 4.6. Укажите правильный ответ.
Энергия w(t), накопленная в индуктивности L к моменту времени t, при токе i(t) и напряжении u(t) определяется выражением …
L i2(t) |
Li2(t)/2 |
L u2(t) |
Lu2(t)/2 |
L u(t)i(t)
Задание 4.7. Введите ответ.
Начальное напряжение на емкости составляло 10 В. Емкость дополнительно подзарядили так, что запасенная в ней энергия увеличилась точно в четыре раза. Напряжение на емкости после этого составило … В.
18
Задание 4.8. Укажите правильный ответ.
Вольтамперная характеристика идеального источника тока показана на рис. 4.5 под номером ...
i |
i |
|
|
i |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
u |
|
u |
|
|
u |
|
|
Рис. 4.5 |
|
|
|
Задание 4.9. Введите ответ.
Напряжение холостого хода UXX источника напряжения, схема которого показана на рис. 4.6,а, с ЭДС Е=10 В и внутренним сопротивлением R=100 Ом равно … В.
Задание 4.10. Введите ответ.
Ток короткого замыкания IКЗ источника (рис. 4.6,б) с ЭДС Е=10 В и внутренним сопротивлением R=100 Ом равен … мА
|
R |
|
R |
E |
UХХ |
E |
IКЗ |
|
a |
|
б |
|
Рис. 4.6 |
|
Задание 4.11. Введите ответ.
Ток короткого замыкания IКЗ источника тока, схема которого показана на рис. 4.7,а, с параметром I0 = 10 А и внутренним сопротивлением R=100 Ом равен … А.
Задание 4.12. Введите ответ.
Напряжение холостого хода UXX источника тока, схема которого показана на рис. 4.7,б, с параметром I0 =1 мА и внутренним сопротивлением R=10 кОм равно … В.
19