Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Опорный конспект тоэ

.pdf
Скачиваний:
23
Добавлен:
18.03.2015
Размер:
390.85 Кб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Уфимский государственный авиационный технический университет

ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ ПО ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

УФА-1997

1

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра теоретических основ электротехники

ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ ПО ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

УФА-1997

2

Составители : Л.Е.Виноградова, В.С.Лукманов, Л.С.Медведева,И.Е.Чечулина

УДК 621.3(076.5)

Опорный конспект по теории электрических цепей : методические указания / УГАТУ- Сост. Л.Е.Виноградова, В.С.Лукманов,Л.С.Медведева, И.Е.Чечулина- Уфа, 1997, -35 с.

Методические указания предназначены для студентов, изучающих курсы Теоретические основы электротехники ” , “ Теоретическая электротехника ”, “ Основы теории цепей”. Материал разбит на основные темы в соответствии со

стандартной программой и содержит краткие теоретические сведения в виде формул, таблиц, векторных диаграмм и электрических схем.

Ил. 58 . Табл.30 . Библиограф.: 3 назв.

Рецензент: профессор каф.АП, д-р техн.наук Шаймарданов Ф.А.

3

Содержание

 

1 Резистивные цепи постоянного тока

4

1.1

Законы Ома и Кирхгофа

4

1.2

Методы контурных токов и узловых потенциалов

5

1.3

Теоремы линейных цепей

7

2 Линейные цепи при гармонических воздействиях

9

2.1

Пассивный двухполюсник при синусоидальном токе

9

2.2

Расчет сложных цепей при гармонических воздействиях

11

2.3

Расчет цепей при периодических воздействиях

12

2.4

Резонансные явления в линейных цепях

13

2.5

Цепи со взаимной индуктивностью

15

2.6

Трехфазные цепи

16

3 Четырехполюсники

18

3.1

Уравнения и схемы замещения пассивного четырехполюсника

18

3.2

Характеристические параметры четырехполюсника

20

3.3

Электрические фильтры

23

4 Переходные процессы в линейных электрических цепях

24

4.1

Классический метод расчета переходных процессов

24

4.2

Операторный метод расчета переходных процессов

27

4.3

Интеграл Дюамеля

29

5 Нелинейные электрические цепи

30

5.1

Расчет нелинейных цепей постоянного тока

30

5.2

Расчет нелинейных цепей переменного тока

33

Список литературы

34

1 Резистивные цепи постоянного тока

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1 Законы Ома и Кирхгофа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

R

 

 

 

 

 

 

J

R J U

R

R eE

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U= E - I RE

E = J / GJ

 

J = E / RE

 

I= J - U GJ

 

 

PE= E I

RE= 1 / GJ

 

GJ= 1 / RE

 

PJ = U J

 

A

R

E

B

 

 

 

 

 

 

UAB + E + J

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

I =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

I 1

 

 

I 2

 

 

 

 

å I k = 0

 

 

 

 

 

 

-I1 + I2 - I3 + I4 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =1

 

I 4

 

 

 

I3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

N

A

E 1

I 1

 

R 1

 

 

 

 

åUi

= å Ej

 

 

 

B

 

 

i =1

j =1

 

 

 

 

 

 

 

 

I1 R1 + I2 R2 - I3 R3+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E 4

 

 

 

 

 

 

R 2

+I4 R4 = E1 + E4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 4

 

 

 

 

 

 

I 2

 

 

 

 

R 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

I 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

å Pис тi =

å Pприе мJ

 

 

 

 

 

 

i=1

 

j=1

 

 

 

 

 

 

 

 

M E

M J

 

 

N

 

 

 

 

 

 

å P

+ å P

 

= åI2R

 

 

 

 

 

i=1 Ei

k=1

Jk

 

j=1

j

j

 

 

5

1.2 Методы контурных токов и узловых потенциалов

R 1 R 3

 

 

R 2

 

 

ìI

I

(R

1

+ R

2

+ R

5

) - I

II

R

2

-

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

E 1

I I

I I I

E

ï

-IIIIR 5

= E1 + E2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

ï-II R 2 + III (R 2 + R 3 + R 4 ) -

 

 

E

 

 

í

 

 

 

 

 

== -E2

- E3

 

 

 

.

 

R

2

R 4

 

ï- IIIIR 4

 

 

 

 

 

5

 

ï

-II R 5

- III R 4 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

+ IIII (R 4 + R 5 + R 6) = E6

 

 

IIII

 

 

î

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E 6

R 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R 1

R 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R 2

I II

 

 

 

 

 

 

 

 

IIII = -J6,

 

 

 

 

 

E 1

I I

E

II (R1+R2+R5) - IIIR2 - IIIIR5 = E1 + E2,

 

 

 

E

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

2

R 4

 

-IIR2 + III (R2+R3+R4) - IIIIR4 =-E2 - E3.

 

 

5

 

 

IIII

J 6

R 6

6

R 1

2

R 3

 

 

R

 

 

ϕ4 = 0,

 

 

 

 

 

E 1

 

2

 

E

ϕ1(1/R1 + 1/R5) - ϕ2(1/R1)= -E1(1/R1) - J6,

 

 

 

 

 

 

3

 

 

E

 

 

1 (1/R1) + ϕ2 (1/R1+1/R2+1/R3) -

R

 

2

R 4

 

3(1/R3) = E1(1/R1) +E3(1/R3) -E2(1/R2)

5

 

 

1

 

 

 

3

2(1/R3)+ϕ3(1/R3+1/R4)= -E3(1/R3)+J6

 

 

4

 

 

 

 

 

 

J 6

 

 

R 6

 

 

R 1

2

 

R 3

 

ϕ4 = 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕ2 = -E2,

E 1

 

 

 

 

E 3

ϕ1(1/R1+1/R5) - ϕ2(1/R1) = -E1(1/R1) - J6,

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

2

R 4

 

2(1/R3)+ ϕ3(1/R3+1/R4) =-E3(1/R3)+J6

5

 

 

 

1

 

 

 

 

3

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

6

J 6

 

1.3 Теоремы линейных цепей

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема компенсации

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

A

R

U

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

A

J

U

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема взаимности

 

 

 

 

 

Ij = Ik

 

 

 

E k

П

I j

I k

 

П

Ek

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема наложения

 

 

 

I1=G11E1+G12E2+G13E3+...

 

 

 

 

Теорема эквивалентного генератора

 

 

 

 

 

RЭГ

I

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

E ЭГ

R Н

U

A

R Н

U

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JЭГ

GЭГ

RН

U

8

Eэг=Uхх

Rэг = Rхх =

U ХХ

IКЗ

I =

Eэг

 

Rэг + Rн

 

 

 

Эквивалентные преобразования

1

1

R 31

R 12

 

R 1

3

R 23

2

R 3

R 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

2

 

 

R 1

=

 

 

 

R 12 * R 31

 

 

; R

2

 

=

 

 

R

12 * R 23

 

 

; R 3

=

R 23 * R 31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R 12

+ R 23 + R

 

 

 

R 12

 

 

 

 

 

R 12 + R 23

+ R 31

 

 

 

 

 

31

 

 

 

 

 

 

 

+ R 23 + R 31

 

 

 

G12

=

 

 

G1 * G 2

 

; G 23

=

 

 

 

 

 

G 2

* G 3

 

;

G 31

=

 

 

G 3 * G1

 

 

G1

+ G 2 + G 3

 

 

G1 + G 2 + G 3

 

G1 + G 2 + G 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема линейности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

m

 

 

 

 

 

 

 

I n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Im = a1In + a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Um = b1Un + b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Um

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Um = C1In + C2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

Теорема о взаимных приращениях

 

 

 

 

 

I m

Im = Imo

 

−Gmm R m

 

 

 

 

 

 

I n

 

 

 

 

 

 

 

R m

1+ G mm R m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−G mn R m

 

A

 

 

 

 

 

In = Imo

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R m

1 + Gmm R m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициенты передачи

KU = U2 / U1

KI = I2 / I1

KR = U2 / I1

KG = I2 / U1

KP = P2 / P1

2 Линейные цепи при гармонических воздействиях

2.1 Пассивный двухполюсник при синусоидальном токе

i(t) = Imsin(wt+y ) = Im[I mejωt]

I = Ie= I1+ jI2

 

 

1 T 2

 

Im

 

I =

 

0ò i dt =

 

 

 

T

 

 

 

2

 

w = 2pf

uR=Ri

UR=RI

ZR=R

YR=G=1/R

Соседние файлы в предмете Теоретические основы электротехники