1432-TEC
.pdf150
4) по найденным выражениям i(t), u(t) вычислить значения i(0), u(0) и убедиться в
правильности результата; 5) используя операторный метод расчета ПП, определить закон изменения тех же
i(t), u(t) , что и в п.3;
6)построить кривые изменения всех токов и напряжений, указав на графиках соответствующие докоммутационные значения;
7)записать алгоритм определения всех остальных токов и напряжений;
8)вычислить время переходного процесса для найденного переходного тока или напряжения;
9)сделать заключение (с соответствующим пояснением) о возможности рассматривать
вопределенном масштабе полученный i(t), u(t) в качестве соответствующей
переходной характеристики цепи; 10) сформулировать общие выводы по работе.
1. |
2. |
3. |
4. |
5. |
6. |
7. |
8. |
9. |
0.
Рисунок 10.6 Схемы электрических цепей
Варианты задания источника сигнала e(t):
152
11. ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕПЕЙ И ИХ СВЯЗЬ С ЧАСТОТНЫМИ
11.1 Цель занятия
Усвоить определения и смысл переходной и импульсной характеристик, их связь с частотными характеристиками. Научится по одной из характеристик цепи, находить другие характеристики этой же цепи.
11.2 Краткие теоретические сведения
Переходная характеристика h(t) численно совпадает с реакцией y(t) линейной цепи с нулевыми НУ на действие функции Хэвисайда (функции включения, единичного скачка). Если воздействие равно А•1(t),
.
Рисунок 11.1 то переходная характеристика имеет вид:
h(t)= |
. |
(11.1) |
Характеристика h(t) отражает закон изменения переходного напряжения (или тока) при подключении постоянного напряжения к линейной цепи с нулевыми НУ
Импульсная характеристика g(t) численно совпадает с реакцией y(t) линейной цепи с нулевыми НУ на действие δ(t).
|
0, |
t 0 |
|
|
|
|
|
|
t |
t 0 |
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
Математическая запись δ-функции |
|
|
|
|
||
|
|
|
Рисунок 11.2 |
|
|||
|
|
|
g t |
y(t) |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
SU |
(11.2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где SU |
– площадь входного кратковременного импульса. Условие кратковременности: |
||||||
|
|
или |
, |
. |
|
|
|
Характеристика g(t) отражает закон изменения |
интересующего напряжения (или тока) |
после «электрического толчка», т.е характер свободных процессов после кратковременного поступле-
ния энергии в электрическую цепь. Следовательно, g(t)→0 при t→∞ для всех устойчивых цепей.
Т.к воздействия цепи (функция Хэвисайда и δ- функция) связаны между собой
соотношением: (t) |
d1(t) |
, то и отклики линейной цепи на соответствующее |
|
dt |
|||
|
|
воздействие связаны таким же образом во всей временной области :
154
Рисунок 11.5
Указания:
1)при переходе от К(ω)→h(t) и от h(t)→К(ω) использовать предельные соотношения;
2)при переходе от h(t)→g(t) использовать «графическое дифференцирование, смысл производной; обратить внимание на знак («+», если функция растет, «-» если убывает).
Типичная ошибка – утеря δ(t) в составе g(t) или утеря коэффициента перед δ(t): в задаче
2 –
п(е) 0.2 (е) h (t) ;
3) при построении схем с единственным реактивным эле - ментом, как в задачах 1 и 2, использовать «базовые» варианты Г-образных схем:
К=1:
К=0:
|
|
|
|
Задача |
3. |
Задана |
импульсная |
характеристика |
выражением |
||||
g(t) |
|
|
|
1 |
|
|
. |
Найти выражение переходной характеристики h(t), |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
2 |
[ (t) e t ] |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
построить ее график. Изобразить зависимость K(ω). |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
Указание. Т.к. |
g(t) h(0) (t) h(t) , очевидно, что h(0) |
1 |
и h(t) |
содержит множитель |
|||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
e t |
|
|
|
|
|
|
|
переходная |
характеристика |
будет |
иметь вид: |
||
h(t) |
1 |
|
e t |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 4. Для схемы без потерь, представленной на рисунке 11.6:
Рисунок 11.6
155
1)изобразить график К(ω) и φк(ω) на основе анализа схемы;
2)получить выражение К(р), ввести типовые обозначения LC1 p2 ;
3)получить выражения g(t) и h(t) и изобразить их графически.
Указание. K(p)→G(p)→g(t) K(p)→H(p)→h(t)
Задача 5. Для схемы с потерями обсудить изменения в характеристиках К(ω), h(t), g(t), полученных при решении задачи 4 для схемы без потерь.
11.4 Знания и умения
Знать:
1)характер входных воздействий при определении АЧХ, ФЧХ, h(t), g(t);
2)определение и что конкретно отражает каждая из времен-
ных характеристик;
3)«смысл» предельных соотношений;
4)связь временных характеристик между собой и обоснование этой связи;
5)связь частных и временных характеристик;
Уметь:
1)по одной из характеристик К(ω), h(t) или g(t), изобразить две другие;
2)на основе выражения К(р) находить изображения времен-
ных характеристик G(p) и H(p) и переходить к их оригиналам g(t) и h(t).
11.5 Формы контроля
Тестовый опрос.
11.6 Рекомендуемая литература
1. Попов В.П. Основы теории цепей.-М.: Высш. школа, 2007.-574 c.