82. Изложить причины возникновения несинусоидальных эдс, токов и напряжений в электрических цепях.

Несинусоидальные токи в цепях возникают при синусоидальных ЭДС и напряжениях источников электрической энергии, если цепи содержат нелинейные элементы. Так, в катушке с ферромагнитным магнитопроводом, которая является нелинейным элементом, при синусоидальном напряжении сети ток несинусоидальный. Подобное явление наблюдается в промышленных городских сетях, когда в качестве осветительных приборов используются люминесцентные лампы, имеющие нелинейные вольт- амперные характеристики.

83. Представить аналитическое выражение несинусоидальной величины в виде тригонометрического ряда.

Несинусоидальные ЭДС, токи и напряжения, с которыми приходится встречаться в электротехнике и промышленной электронике, являются периодическими функциями, удовлетворяющими условиям Дирихле и, следовательно, могут быть представлены тригонометрическим рядом Фурье:

f(ωt) = A₀ + A_1m sin(ωt + ψ₁) + A_2m sin(2(ωt + ψ₂) +...  +

+ A_km sin(kωt + ψ_k)+ ...,

где A₀ — постоянная  составляющая;  A_1m sin(ωt + ψ₁) — основная или первая гармоника, частота которой ω = 2π/Т равна частоте исследуемой несинусоидальной величины; A_km sin(kωt + ψ_k) — высшие k-е гармоники; A_km и ψ_k — амплитуды и начальные фазы k-x гармоник.

Тригонометрический ряд может быть представлен как в виде суммы синусов (синусный ряд), так и суммы косинусов (косинусный ряд) гармонических составляющих.

84. Проанализировать особенности расчета электрических цепей с несинусоидальными токами (напряжениями).

Периодические несинусоидальные токи и напряжения в электрических цепях возникают в случае действия в них несинусоидальных ЭДС и/или наличия в них нелинейных элементов. Реальные ЭДС, напряжения и токи в электрических цепях синусоидального переменного тока по разным причинам отличаются от синусоиды. В энергетике появление несинусоидальных токов или напряжений нежелательно, т.к. вызывает дополнительные потери энергии. Однако существуют большие области техники (радиотехника, автоматика, вычислительная техника, полупроводниковая преобразовательная техника), где несинусоидальные величины являются основной формой ЭДС, токов и напряжений.

85. Дать понятие о переходных процессах. Изложить первый и второй законы коммутации.

Переходные процессы - процессы, возникающие в электрических цепях при различных воздействиях, приводящих их из стационарного состояния в новое стационарное состояние, то есть, — при действии различного рода коммутационной аппаратуры, например, ключей, переключателей для включения или отключения источника или приёмника энергии, при обрывах в цепи, при коротких замыканиях отдельных участков цепи и т. д.

Первый закон коммутации:

Ток через индуктивный элемент L непосредственно до коммутации   равен току во время коммутации и току через этот же индуктивный элемент непосредственно после коммутации  , так как ток в катушке мгновенно измениться не может:

Второй закон коммутации:

Напряжение на конденсаторе С непосредственно до коммутации   равно напряжению во время коммутации и напряжению на конденсаторе непосредственно после коммутации  , так как невозможен скачок напряжения на конденсаторе: