
- •1. Переходные процессы в электрических цепях и методы их расчёта.
- •1.1 Переходные процессы в электрических цепях Основные понятия о переходных процессах
- •Законы коммутации
- •Начальные и конечные условия
- •Схемы замещения элементов в различные моменты времени
- •Классический метод анализа переходных процессов в электрических цепях
- •1.2. Переходные процессы в электрических цепях первого порядка. Анализ процессов в последовательных rl и rc цепях
- •Понятие о длительности переходного процесса и постоянной времени
- •Отключение источника
- •Определение τ для сложной цепи с одним реактивным элементом и несколькими резисторами
- •Подключение источника гармонического напряжения
- •1.3. Анализ переходных процессов в последовательной rlc-цепи п одключение источника постоянного напряжения
- •, Откуда .
- •2.2.Законы Кирхгофа в операторной форме
- •2.3.Операторные схемы замещения реактивных элементов эц
- •1) Индуктивный элемент
- •2) Емкостной элемент
- •2.4.Применение операторного метода к параллельной lc-цепи
- •2.5. Нахождение функции времени в операторном методе
- •2.6. Операторные передаточные функции в теории цепей
- •3. Временные характеристики цепи. Переходная и импульсная характеристики. Методики расчёта
- •3.1. Временные характеристики электрических цепей
- •Единичная ступенчатая функция или функция Хевисайда.
- •Единичная импульсная функция или функция Дирака.
- •3.2. Переходная характеристика, методики расчета
- •3.3. Импульсная характеристика, методики расчета
- •3.4. Пример нахождения временных характеристик
- •4. Реакция цепи на сложное кусочно-непрерывное воздействие. Интегралы Дюамеля и наложения
- •4.1. Общие понятия
- •1 Способ
- •2 Способ
- •4.2. Временной метод расчета переходных процессов
- •4.3. Расчет отклика (реакции) на прямоугольный импульс
- •4.4. Дифференцирующие и интегрирующие цепи Общие понятия
- •Дифференцирующие цепи
- •Интегрирующие цепи
- •5. Спектральный метод расчета в электрических цепях
- •5.1.Понятие о спектре периодического сигнала
- •5.2.Спектральный анализ и синтез на основе рядов Фурье
- •5.3.Графическое временное и частотное изображения спектра периодического сигнала
- •5.4.Спектр последовательности прямоугольных импульсов
- •5.5.Понятие о расчете цепей при периодических сигналах
- •Определяется комплексный спектр периодического сигнала;
- •Оценивается спектр, оставляют наиболее значащие гармоники (первый критерий: отсекаются все, который составляют менее 0,1 от максимальной по величине амплитуды гармоники);
- •Рассчитываются токи и напряжения от каждой составляющей в отдельности. Можно использовать комплексный метод расчета.
- •5.6.Понятие о спектре непериодического сигнала
- •5.7.Спектры некоторых типовых сигналов
- •Получим
- •5.8.Понятие об энергетическом спектре одиночных сигналов. Ширина спектра
- •5.9.Спектральный или частотный метод расчета в тц
- •5.10.Условия безискаженной передачи электрических сигналов
- •5.11.Прохождение импульсных сигналов через цепь с ограниченной полосой пропускания
- •1) Входной сигнал δ(t) – единичная импульсная функция
- •2) Σ(t) – единичная ступенчатая функция(скачок)
- •3) Прямоугольный импульс
- •6. Нелинейные электрические цепи
- •6.1.Основные понятия о нелинейных цепях
- •1) Статическим сопротивлением в некоторой точке
- •2) Дифференциальным сопротивлением
- •6.2.Расчет простейших нелинейных резистивных цепей
- •1) Последовательное соединение
- •2) Параллельное соединение
- •3) Смешанное соединение
- •4) Сложное соединение с одним нелинейным элементом
- •6.3. Аппроксимация характеристик нелинейных элементов
- •6.4. Определение реакции нелинейного элемента на гармоническое воздействие
- •1. Рассмотрим гармоническое воздействие малой амплитуды c постоянной составляющей
- •2 . Большая амплитуда напряжения
- •6.5. Анализ спектра реакции в нелинейном элементе
- •6.6. Преобразование сигналов в нелинейных цепях
- •Анализ спектра нэ при воздействии двух гармонических составляющих с разными частотами
- •Метод угла отсечки
- •Вопрос № 42 Нелинейные модуляторы
- •7. Цепи с обратными связями. Устойчивость эц. Автоколебательные цепи.
- •7.1.Понятие о цепях с обратными связями
- •7.2.Виды внешних обратных связей
- •7.3.Передаточные функции цепей с внешними обратными связями
- •7.4.Понятие об устойчивости эц
- •7.5.Характеристическое уравнение
- •7.6.Критерии устойчивости
- •1. Критерий Рауса-Гурвица
- •2. Критерий Михайлова
- •3. Критерий Найквиста
- •7.7. Автоколебательные цепи или автогенераторы
Отключение источника
RL |
RC |
|
С |
Получаем ненулевые начальные условия |
|
|
|
Конечные условия |
|
|
|
Уравнения такие же, только правая часть равна 0 |
|
|
|
Графики |
|
0
Е
-Е |
0
Е
-Е |
Если не было скачка при включении какой-то величины, то не будет и при выключении. Если был скачок при включении, то точно такой же, но в обратную сторону будет скачок при выключении. Это следствие из закона сохранения энергии справедливо, если в цепи ничего не меняется.
Определение τ для сложной цепи с одним реактивным элементом и несколькими резисторами
В
этом случае постоянную времени ищут,
используя следующую формулу:
для цепи с емкостным элементом и
для цепи с индуктивным элементом, где
RЭ
– эквивалентное (общее) сопротивление,
которое определяют относительно
реактивного элемента после срабатывания
ключа.
Рассмотрим следующий пример:
В
данном случае источник эдс (напряжения)
рассматривается как перемычка
при подключении источника, а при
выключении перемычка получается за
счет срабатывания ключа. В обоих случаях
,
Подключение источника гармонического напряжения
e(t)=Emcos(ωt+ΨE)
Дифференциальное и характеристическое уравнения такие же, как и для цепи с источником постоянного напряжения, значит и показатель экспоненты такой же. Будет отличаться принужденная (установившаяся) составляющая: она будет гармонической:
Подставив начальные условия (t=0), получим с учетом i(0)=0 значение множителя A:
Множитель A может получаться разным: от 0 (Ψi=π/2) до некоторого максимального значения (Ψi=0). Ψi= ΨЕ - φ, а угол ΨЕ зависит от момента коммутации. Следовательно множитель А получается тоже зависящим на практике от момента коммутации (теоретически от выбранного начала отсчета в косинусоиде).
Рассмотрим график тока, состоящий из двух составляющих –
Принужденной (гармонической) и свободной (экспоненты)
iпр
0
i
iсв
Токи при переходных процессах в какие-то моменты времени могут быть больше, чем в установившемся режиме почти в 2 раза, если свободная составляющая изменяется медленно относительно периода принужденной. Это следует учитывать при работе устройств.