- •1. Основные уравнения четырехполюсников. Определение коэффициентов.
- •2. Уравнения нагруженного четырехполюсника в а-форме. Входные сопротивления. Коэффициент передачи по напряжению и току. Расчет коэффициентов.
- •3. Схемы соединения четырехполюсников. Обратные связи.
- •Каскадное соединение
- •Последовательное соединение
- •4. Схемы замещения четырехполюсников.
- •5. Вторичные (характеристические) параметры четырехполюсников согласованный режим четырехполюсника.
- •6. Несинусоидальные токи. Разложение в ряд Фурье. Частотный спектр несинусоидальной функции напряжения или тока.
- •7. Максимальное, среднее и действующее значения несинусоидального тока.
- •8. Резонанс в цепи несинусоидального тока.
- •9. Мощность цепи несинусоидального тока.
- •10. Высшие гармоники в трехфазных цепях. Простейший утроитель частоты.
- •11. Возникновение переходных процессов в линейных цепях. Законы коммутации.
- •12. Классический метод расчета переходных процессов. Формирование расчетного уравнения, степень расчетного уравнения. Граничные условия.
- •Классический метод расчёта переходных процессов
- •13. Свободный и принужденный режимы. Постоянная времени цепи, определение длительности переходного процесса.
- •14. Периодический заряд конденсатора. Собственная частота колебаний контура. Критическое сопротивление.
- •15. "Некорректные" начальные условия. Особенности расчета. Существуют ли в реальных схемах такие условия?
- •16. 0Пределение корней характеристического уравнения. Обосновать.
- •17.Включение пассивного двухполюсника под действие кусочно-непрерывного напряжения. Формула Дюамеля.
- •Последовательность расчета с использованием интеграла Дюамеля
- •18. Реакция линейных цепей на единичные функции. Переходная и импульсная характеристики цепи, их связь.
- •Переходная и импульсная характеристики
- •19. Применение преобразований Лапласа к расчету переходных процессов. Основные свойства Лапласовых функций.
- •20.Операторные схемы замещения. Обосновать.
- •21.Расчет переходных процессов методом переменных состояния. Формирование расчетных уравнений. Расчет с помощью эвм.
- •22.Преобразование Фурье и его основные свойства. Частотные спектры импульсных сигналов, отличия от частотных спектров периодических несинусоидальных сигналов.
- •23.Расчет частотных характеристик цепи. Определение переходной характеристики по вещественной частотной.
- •24. Особенности применения частотного метода расчета при изучении прохождения сигнала через четырехполюсник.
- •25.Уравнения длинной линии в частных производных. Первичные параметры длинной линии.
- •26. Решение уравнений длинной линии при синусоидальном напряжении. Вторичные параметры длинной линии.
- •27. Волновые процессы в длинной линии. Падающая и отраженная волны. Коэффициент отражения. Входное сопротивление.
- •Дифференциальные уравнения длинной линии
- •Погонные параметры
- •Коэффициенты бегущей и стоячей волны
- •28.Линия без потерь. Стоячие волны.
- •29. Входные сопротивления линии без потерь. Имитация индуктивностей и емкостей.
- •30. Четвертьволновый трансформатор. Согласование линии с нагрузкой. Рассмотрите пример активно-реактивной нагрузки.
- •31. Волновые процессы в линии без потерь, нагруженной на активное сопротивление. Коэффициенты стоячей и бегущей волны.
- •32. Особенности вольт-амперных характеристик нелинейных элементов. Линейные схемы замещения по статическим и дифференциальным параметрам.
- •33. Расчет схем стабилизации напряжений и токов, определение коэффициента стабилизации по линейной схеме замещения.
- •34. Аппроксимация нелинейных характеристик. Аналитический метод расчета.
- •35. Особенности периодических процессов в электрических цепях с инерционными элементами.
- •36. Спектральный состав тока в цепи с нелинейным резистором при воздействии синусоидального напряжения. Комбинационные колебания.
- •37. Метод эквивалентных синусоид. Методы расчета нелинейных цепей по действующим значениям. Метод эквивалентной синусоиды.
- •Метод расчета нелинейных цепей переменного тока по эквивалентным действующим значениям
- •38. Форма кривых тока, магнитного потока и напряжения в нелинейной идеальной катушке. Схема замещения, векторная диаграмма.
- •Расчет тока катушки со сталью с учетом потерь в сердечнике
- •40. Феррорезонанс напряжений. Триггерный эффект.
- •41. Феррорезонанс токов. Скачкообразное изменение напряжения при питании от источника тока.
- •42. Основы метода гармонического баланса. Приведите пример.
- •43. Метод кусочно-линейной аппроксимации характеристик нелинейных элементов. Расчет цепей с вентилями. Схема однополупериодного и двухполупериодного выпрямителя.
- •Цепи с вентильными сопротивлениями
- •44. Расчет схемы однополупериодного выпрямителя с емкостью.
43. Метод кусочно-линейной аппроксимации характеристик нелинейных элементов. Расчет цепей с вентилями. Схема однополупериодного и двухполупериодного выпрямителя.
Метод кусочно-линейной аппроксимации
В соответствии с определением данного метода , расчет нелинейной цепи с его использованием включает в себя в общем случае следующие основные этапы:
1. Исходная характеристика нелинейного элемента заменяется ломаной линией с конечным числом прямолинейных отрезков.
2. Для каждого участка ломаной определяются эквивалентные линейные параметры нелинейного элемента и рисуются соответствующие линейные схемы замещения исходной цепи.
3. Решается линейная задача для каждого отрезка в отдельности.
4. На основании граничных условий определяются временные интервалы движения изображающей точки по каждому прямолинейному участку (границы существования отдельных решений).
Пусть вольт-амперная харак-теристика (ВАХ) нелинейного резистора имеет форму , представленную на рис. 1. Заменяя ее ломаной линией 4 - 3 - 0 - 1 - 2 - 5 , получаем приведенные в табл. 1 расчетные эквивалентные схемы замещения и соответ-ствующие им линейные соотношения.
В этом случае на основании теоремы об активном двухполюснике исходная нелинейная цепь сначала сводится к схеме , содержащей эквивалентный генератор с некоторым линейным внутренним сопротивлением и последовательно с ним включенный нелинейный элемент , после чего производится ее расчет. При наличии в цепи переменного источника энергии рабочая (изображающая) точка будет постоянно скользить по аппроксимирующей характеристике , переходя через точки излома.
Таблица 1. Кусочно-линейная аппроксимация ВАХ нелинейного резистора
Участок аппроксимирующей кривой |
Схема замещения |
Параметры элементов |
Граничные условия | |||||
|
|
|
|
Цепи с вентильными сопротивлениями
Сопротивления с наиболее резко выраженной несимметрией характеристики, т.е. обладающие односторонней проводимостью называются электрическими вентилями. Односторонней проводимостью обладают меднозакисные, селеновые, германиевые, кремниевые и другие полупроводниковые диоды, ртутные вентили, тиристоры, электронные лампы и другие устройства. Они отличаются как конструкцией, так и принципом действия, а объединяет их внешний вид статической ВАХ, который приведен на рис.8.29. Пунктирная часть ВАХ означает пробой диода, т.е. выход его из строя. Поэтому величина обратного напряжения на диоде не должна превышать критическое напряжениеUкр. Ограничимся рассмотрением процессов при таких скоростях изменения тока, при которых можно считать, что динамическая ВАХ совпадает со статической. Такие элементы называются безынерционными. Рассмотрим схему последовательного соединения диода и активного сопротивления (рис.8.30,а). Пусть к цепи подведено напряжение u=Umsinωt. На основании второго закона Кирхгофа uв+uR=u или uв+iR=u. Зная зависимость i(uв) и величину сопротивления R, можно построить ВАХ всей цепи u(i) и с её помощью график тока i(t) (рис.8.30,б). Из построений видно, что кривая тока состоит из чередующихся положительных и отрицательных полуволн, причем положительные полуволны значительно больше отрицательных. Различие в величинах полуволн тем больше чем выше Um и меньше R. Эта схема применяется для выпрямления переменного тока. Так вот при выпрямлении малых напряжений отрицательная полуволна тока оказывается одного порядка с током положительной полуволны (показано пунктиром) и выпрямляющее действие схемы пропадает. Аналогичная картина имеет место при большом сопротивлении нагрузки R. Чаще всего данная схема работает в режиме, когда ток положительной полуволны значительно больше тока отрицательной полуволны и последним можно пренебречь. В этом случае с допустимой для практики точностью ВАХ вентиля можно заменить характеристикой идеального вентиля (рис.8.30,а). Она представлена положительной полуосью тока и отрицательной полуосью напряжения. При положительном напряжении сопротивление вентиля равно нулю, а при отрицательном – бесконечности.
Схема рис.8.30,а называется схемой однополупериодного выпрямления. Действительно, если диод в схеме считать идеальным, то при положительном напряжении сети всё оно прикладывается к нагрузке (uв=0), а при отрицательном – на нагрузке нет ни напряжения ни тока (рис.8.31,б). Напряжение на нагрузке является несинусоидальным и содержит постоянную составляющую, равную На практике такой выпрямитель применяется редко из-за плохой формы выпрямленного напряжения. Значительно чаще применяются мостовые схемы выпрямления – однофазная (рис.8.32,а) и трехфазная (рис.8.32,в). Величины выпрямленного напряжения: для однофазной схемы (см. рис.8.32,б)Uo≈0.9U, а для трехфазной Uo≈1.35Uл≈2.35Uф.