4 Содержание курсовой работы

4.1 В электрической цепи, схема которой приведена в приложении 1, а параметры цепи приведены в приложении 2 (причем принимается R₄ =R₃). происходит переходный процесс. На входе цепи действует постоянное напряжение величиной E_m.

4.1.1 Классическим методом расчета найти выражение для мгновеных значений всех токов цепи и напряжений на реактивных элементах после коммутации. Построить графики изменения этих величин в одних осях. Графики изменения переменных построить на интервале, равном времени переходного процесса t_nn. Это время определить по следующим формулам:

;

где - наименьший по модулю вещественный корень;

 - вещественная часть комплексного корня .

4.1.2 Операторным методом расчета найти выражение для тока в катушке индуктивности.

4.2 На входе цепи (приложение 1) действует источник, напряжение которого меняется по синусоидальному закону

Определить выражение для мгновенного значения тока в катушке индуктивности.

Построить график переходного процесса тока катушки индуктивности.

4.3 На входе цепи, представленной в приложении 3, действует источник, напряжение которого меняется по закону (приложение 4).

Найти выражение для величины, указанной в 17 столбце таблицы исходных данных (приложение 2). Построить совместные графики изменения заданного напряжения и искомой величины. В таблице исходных данных даны абсолютные значения напряжений U₀, U₁, U₂, U₃. Принять значения времени:

t₁ = , t₂ = 1,5, t₃ = 2, t₄ = 2,5 ,

где  - постоянная времени рассматриваемой цепи.

5 Методические указания по выполнению анализа переходных процессов классическим методом

5.1 Причины возникновения переходных процессов

Переходным процессом называют процесс, возникающий в электрической цепи при изменении ее электрического состояния.

Переходный процесс возникает при включении и выключении электрической цепи от источника энергии, при переключениях внутри электрической цепи.

Изменение состояния электрической цепи, вызывающее изменение ее электрического режима, называется коммутацией. Характер коммутации на схеме указывается при помощи ключа со стрелкой.

При рассмотрении переходных процессов предполагают, что коммутация происходит мгновенно, а сопротивление ключа изменяется скачком от бесконечно большого значения до нуля при включении и наоборот – при отключении.

Переходный процесс в цепи продолжается определенное время, которое называется временем переходного процесса. До начала переходного процесса и после его окончания в электрической цепи наблюдается установившийся (вынужденный) режим, который определяется источником энергии при неизменной схеме цепи и неизменными параметрами ее элементов.

Очевидно, что источники постоянного напряжения (тока) вызывают постоянный ток в цепи, источники синусоидального напряжения (тока) вызывают синусоидальный ток той же частоты, что и частота источника.

Во время переходного процесса токи в электрической цепи и напряжения на ее участках определяются не только "внешними" источниками энергии, но и "внутренними" источниками - накопителями энергии (такими источниками являются катушки индуктивности и конденсаторы). В режиме, который существовал до коммутации, в катушках индуктивности и конденсаторах было запасено определенное количество энергии или, если цепь не была подключена к источникам, запас энергии отсутствовал.

С момента коммутации (при t = 0), от которого ведется отсчет времени переходного процесса, начинается перераспределение энергии как между внутренними накопителями энергии в цепи, так и между внешним источником и внутренними накопителями энергии. При этом процессе часть энергии преобразуется в тепловую и выделяется на резисторах. По истечении некоторого времени в цепи наступает новый установившийся режим, который будет обусловлен только внешним источником энергии.

При отключении цепи от внешних источников переходный процесс будет существовать полностью за счет энергии внутренних источников (катушки индуктивности и конденсатора). При этом новый установившийся режим будет характеризоваться отсутствием токов в электрической цепи.