- •Вопрос 1. Электрическое напряжение, потенциал и напряженность электрического поля (определение, единицы измерения). 4
- •Вопрос 2. Электрический ток (определение, сила тока, единицы измерения, направление тока, плотность тока), работа и мощность тока.
- •Вопрос 3. Источники напряжения и тока (определение, условно графическое обозначение, взаимное преобразование). Примеры источников напряжения и тока.
- •Вопрос 7. Резистивное сопротивление и проводимость, их свойства, единицы измерения. Резистор и его условно графическое обозначение.
- •Вопрос 8. Индуктивность, её свойства, единицы измерения. Катушка индуктивности и ее условно графическое обозначение.
- •Вопрос 9. Ёмкость, её свойства, единицы измерения. Конденсатор и его условно графическое обозначение.
- •Вопрос 12. Закон Ома для участка резистивной электрической цепи и замкнутого контура. Режимы работы электрических цепей: согласованный, рабочий, холостого хода, короткого замыкания.
- •Закон Ома для участка цепи:
- •Закон Ома для замкнутой цепи:
- •Параллельное соединение
- •Вопрос 14. Смешанное соединение резисторов. Расчёт входного сопротивления, токов, напряжений и мощностей.
- •Не забудьте направить токи!
- •Вопрос 15. Неразветвлённая цепь с переменным сопротивлением нагрузки. Зависимость напряжения, тока и кпд цепи от сопротивления нагрузки.
- •Построение зависимости тока, напряжения, кпд в функции от сопротивления
- •Вопрос 16. Неразветвлённая цепь с переменным сопротивлением нагрузки. Зависимость мощности источника и мощности рассеиваемой на нагрузке, от сопротивления нагрузки.
- •Построение зависимости мощности источника и мощности нагрузки в функции от сопротивления
- •Вопрос 17. Режимы работы источника напряжения. Определение потенциалов точек цепи и их расчёт. Построение потенциальной диаграммы.
- •Вопрос 19. Первый закон Кирхгофа, узловые уравнения. Второй закон Кирхгофа, контурные уравнения.
- •Первый закон Кирхгофа
- •Второй закон Кирхгофа
- •Вопрос 20. Расчёт сложных электрических цепей методом контурных токов.
- •Вопрос 21. Расчёт сложных электрических цепей методом двух узлов.
- •Вопрос 22. Расчёт сложных электрических цепей методом эквивалентного генератора.
- •Вопрос 23. Метод наложения.
- •Вопрос 24. Анализ режима работы ветви электрической цепи при изменении сопротивления этой ветви (делители напряжения г-образный и с плавной регулировкой).
- •Г-образный делитель напряжения
- •Делитель напряжения с плавной регулировкой
- •Вопрос 25. Расчёт сложных электрических цепей с источниками тока.
- •Вопрос 26. Зависимые источники, их условно-графическое обозначение. Методика расчёта цепей с зависимыми источниками.
- •Вопрос 27. Эквивалентные схемы операционного усилителя. Преобразование свойств цепей операционным усилителем. Сумматоры и конверторы отрицательных сопротивлений.
- •Вопрос 29. Гармоническое изображение (временное и векторное) гармонических колебаний (общее представление и конкретный пример).
- •Вопрос 30. Цепь с резистором при гармоническом воздействии. Закон Ома. Энергетический процесс. Активная мощность. Временные и векторные диаграммы. Входное сопротивление цепи в комплексной форме.
- •Энергетический процесс в цепи с резистором
- •Сопротивление резистора в комплексной (символической) форме
- •Закон Ома в цепи с идеальной катушкой
- •Энергетический процесс в цепи с идеальной катушкой
- •Сопротивление идеальной катушки в комплексной (символической) форме
- •Закон Ома:
- •Энергетический процесс в цепи с конденсатором
- •Сопротивление конденсатора в комплексной (символической) форме
- •Треугольники напряжений и сопротивлений
- •Сопротивление цепи rl в комплексной (символической) форме
- •Треугольники напряжений и сопротивлений
- •Сопротивление цепи rс в комплексной (символической) форме
- •Вопрос 35. Неразветвлённая rlc электрическая цепь при гармоническом воздействии. Закон Ома. Энергетический процесс. Векторные диаграммы. Входное сопротивление цепи в комплексной форме.
- •Проводимости при гармоническом воздействии
- •Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме
- •Активная фазосдвигающая цепь
- •Входные характеристики цепи rl
- •Построение входных характеристик качественно
- •Вопрос 41. Входные ачх и фчх rc неразветвлённых и разветвлённых цепей. Определение и понятие граничной частоты. Построение входных характеристик.
- •Входные характеристики цепи rc
- •Вопрос 42. Передаточные ачх и фчх rl неразветвлённых и разветвлённых цепей. Определение. Построение передаточных характеристик.
- •Поверхностный эффект
- •Вопрос 45. Трансформатор с линейными характеристиками. Устройство, принцип действия, баланс мощностей. Потери на вихревые токи и способы их уменьшения.
- •Вопрос 46. Согласное и встречное включение двух взаимосвязанных катушек. Вариометр.
Входные характеристики цепи rl
— формула граничной частоты цепиRL
Порядок построения характеристик:
записываем комплексное входное сопротивление:
записываем модуль комплексного входного сопротивления:
выражаем модуль комплексного входного сопротивления через граничную частоту:
— формула входной АЧХ цепиRL
запишем формулу входной ФЧХ:
— формула входной ФЧХ цепиRL
Выводы:
В цепи RLс ростом частоты входное сопротивление растёт.
Входная ФЧХ имеет линейный участок на частотах от до.
Построение входных характеристик качественно
Для сложных электрических цепей характеристики можно строить только с помощью вычислительной техники. Можно построить характеристики качественно, рассмотрев цепь на двух частотах: и.
Надо помнить:
АЧХ и ФЧХ всегда нелинейные
Если в цепи есть индуктивность, то АЧХ возрастает, если ёмкость — АЧХ убывает.
Построим качественно АЧХдля цепи:
Построим качественно ФЧХдля той же цепи:
Т. к. цепь RL, то угол— положителен, и если при и , то где-то есть максимум :
Вопрос 41. Входные ачх и фчх rc неразветвлённых и разветвлённых цепей. Определение и понятие граничной частоты. Построение входных характеристик.
Понятие входных АЧХ и ФЧХ, граничной частоты, а также порядок построения характеристик рассмотрены в предыдущем вопросе (см. вопрос 40).
Входные характеристики цепи rc
Используем порядок построения характеристик:
записываем комплексное входное сопротивление:
— формула граничной частоты цепиRC
записываем модуль комплексного входного сопротивления:
выражаем модуль комплексного входного сопротивления через граничную частоту:
— формула входной АЧХ цепиRС
Вывод:
С ростом частоты входное сопротивление цепи RCуменьшается.
запишем формулу входной ФЧХ:
— формула входной ФЧХ цепиRС
Вывод:
В цепи RCвходная ФЧХ имеет линейный участок на частотах отдо.
Вывод (к вопросам 40 – 41): на граничной частоте в цепях первого порядка , .
Построим качественно входные характеристики для цепи:
Т. к. цепь RС, то угол— отрицателен, и если при и , то где-то есть максимум :
Вопрос 42. Передаточные ачх и фчх rl неразветвлённых и разветвлённых цепей. Определение. Построение передаточных характеристик.
Передаточные АЧХ и ФЧХ
Отношение комплексного напряжения на выходе к комплексному напряжению на входе называется комплексным коэффициентом передачи:
Зависимость модуля комплексного коэффициента передачи от частоты — передаточная АЧХ:
— передаточная АЧХ
Зависимость аргумента комплексного коэффициента передачи от частоты — передаточная ФЧХ:
изменяется от 0 до 1.
Передаточные характеристики зависят от того, какой элемент стоит на выходе.
Передаточные характеристики цепи RL
(чтобы выделить действительную и мнимую часть, умножили числитель и знаменатель на комплексно сопряжённое знаменателю число)
(разделим на )
Граничная частотацепиRL:
Воспользовавшись формулой , получим передаточную АЧХ цепиRL:
— формула передаточной АЧХ цепиRLсLна выходе
— формула передаточной ФЧХ цепиRLсLна выходе
Зададимся:
Построим качественно передаточную АЧХ для RL цепи c R на выходе:
Вопрос 43. Передаточные АЧХ и ФЧХ RC неразветвлённых и разветвлённых цепей. Определение. Построение передаточных характеристик.
Понятие передаточных АЧХ и ФЧХ рассмотрено в предыдущем вопросе (см. вопрос 42).
Передаточные характеристики цепи RC
Воспользовавшись формулой , получаем передаточную АЧХ цепиRCс конденсатором на выходе:
— формула передаточной АЧХ цепиRCсCна выходе
— формула передаточной ФЧХ цепиRCсCна выходе
Зададимся:
Вывод:передаточная ФЧХ цепиRCимеет линейный участок на частотах от до .
Вывод (к вопросам 42 – 43): на граничной частоте в цепях первого порядка , .
Вопрос 44.Поверхностный эффект. Явление взаимной индукции. Физический смысл ЭДС взаимной индукции, взаимная индуктивность.
Возьмём две катушки и расположим их близко одна около другой. По первой катушке пропустим переменный ток:
Часть магнитного потока () пронизывает витки второй. Это поток взаимоиндукции. Этот поток наводит на концах второй катушки ЭДС, которая называется ЭДС взаимной индукции. От этой ЭДС потечёт ток взаимной индукции.
Явление возникновения ЭДС во второй катушке при изменении тока в первой называется явлением взаимной индукции. Обозначим:
— потокосцепление взаимной индукции;
— коэффициент взаимной индукции.
— основной закон ЭМИ
ЭДС взаимоиндукции во второй катушке пропорциональна скорости изменения тока в первой.