
Теоретические основы электротехники. Часть 1. Установившиеся режимы в линейных электрических цепях
.pdf
6.10.Поменять местами входные и выходные зажимы.
6.11.Y11 – комплексная входная проводимость, A11 – комплексный коэффициент передачи по напряжению.
6.12.Три.
6.13. Z |
|
|
|
|
A11 A12 |
|
; |
||||||
C1 |
A22 |
A21 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Z |
|
|
|
A22 A12 |
|
. |
|
|
|
||||
C2 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
A11 A21 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
6.14. ln(U1 /U 2 ) ln(I1 / I 2 ) ;U1 U2 I1 I2 .
6.15. Z C1 Z C 2 Z C ;
A
Z C A12 ;
21
Z C Z К Z Х .
6.16.Полоса пропускания (прозрачности) и полоса затухания.
6.17.ФНЧ, ФВЧ, ПФ, ЗФ.
6.18.Полоса пропускания
ФНЧ – от 1 0 до 2 , ФВЧ – от 1 до .
6.19. Полоса пропускания
ПФ – от 1 до 2 .
6.20. Полоса затухания ЗФ
– от 1 до 2 .
Тема 7
7.1. E0 1 T e t dt .
T 0
7.2. Ek m Bk2 Ck2 ;
k arctg Ck .
Bk
7.3. Метод наложения.
7.4. Z k R j k L j |
1 |
. |
|
|
|||
kC |
|||
|
|
|
|
|
|
I 2 |
I 2 |
|
|
||
7.5. I |
|
I02 |
|
m1 |
|
m2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
I 2 |
I 2 |
I 2 . |
|
|
||||
|
0 |
1 |
|
|
2 |
|
|
|
7.6. P U0 I0
U1I1 cos u1 i1U3 I3 cos u3 i3 .
7.7. Индуктивность сглаживает кривую тока, а емкость искажает кривую тока по сравнению с кривой напряжения.
7.8.a t A0 B1m sin t
B2m sin2 t C1m cos t
C2m cos2 t.
7.9.B1m A1m cos 1; B2m A2m cos 2 ; C1m A1m sin 1; C2m A1m cos 2 .
181

7.10.P – активная, Q – реактивная, S – полная мощности; T – мощность искажения
7.11.T S 2 P2 Q2 .
7.12. S
I02 I12 I22 U02 U12 U22 .
7.13.Нет.
7.14.Нет.
7.15.k u k ik .
Тема 8
8.1.B 23 ; C 23 .
8.2.Звезда – звезда, звезда
– треугольник, треугольник
– треугольник, треугольник
– звезда.
8.3.Нулевой.
8.4.Линейное напряжение. Фазное напряжение.
8.5.I 0 I A I B I C .
8.6.UЛ 3UФ ; IЛ IФ .
8.7.IЛ 3 IФ ; UЛ UФ .
8.8.U AB UЛ ; U BC a2UЛ ;
U C A aUЛ ;
U A UЛe j30 3 ;
U B a2U A ; U C aU A .
8.9. U A IЛ ; U B a2 IЛ ;
U C aIЛ ; I ab IЛe j30 3 ;
U bc a2 I ab ; U ca a I ab .
8.10.Метод узловых потенциалов.
8.11.P 3UФ IФ cos Ф
3UЛ IЛ cos Ф .
8.12. Q 3UФ IФ sin Ф
3UЛ IЛ sin Ф .
8.13. Активную и реактивную.
8.14. |
|
|
|
|
* |
|
. |
|
P Re U |
|
|
I |
|
||||
|
W |
|
|
AB |
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8.15. |
P P P |
|
. |
|
|
|
||
|
W1 |
|
W2 |
|
|
|
|
Тема 9
9.1. L0 , C0 , R0 и G0 . |
|
|
|
u |
|
i |
|
||||||
9.2. i(x,t) , u(x,t) . |
|
|
|
9.4. |
x |
R0i L0 t |
; |
||||||
9.3. |
dU |
Z 0 I ; |
d I |
Y 0 |
U |
. |
|
i |
G0u C0 |
u . |
|
||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
||||||||||
dx |
dx |
|
|
x |
|
|
|
t |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
182

9.5. j Z 0 Y 0 ;
Z В ZC Z 0
Y 0 .
9.6.c vФ dxdt .
9.7.Падающие волны тока и напряжения.
9.8.Вся энергия падающей волны потребляется нагрузкой.
9.9.При согласованной нагрузке.
9.10.ch x sh x U 2 e x ;U U 2
I I 2 sh x ch x I 2 e x .
9.11. 2 .
9.12.R0 G0 k . L0 C0
9.13.
U U 2 cos x j I 2 Z C sin x;
I jU 2 sin x I 2 cos x.
Z C
9.14. k L0C0
R0G0 ;
L0C0 ;
Z C L0
C0 .
9.15.При холостом ходе, коротком замыкании или чисто реактивной нагрузке.
9.16.Нет.
9.17.L
9.18.
U U 2 ch x I 2 Z C sh x;
I |
U 2 |
sh x I |
|
ch x. |
|||||
|
2 |
||||||||
|
Z C |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
9.19. |
ku |
Z Н Z C |
. |
||||||
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
Z Н Z C |
||||
|
|
|
|
P |
|
|
|
||
9.20. |
|
|
1 |
e2 l . |
|||||
|
|
||||||||
|
|
|
|
P2 |
|
|
|
183

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Ответы на контрольные задания
Тема 2
2.1. T = 0,0125 с.
2.2. RЭ 30 Ом; LЭ 0,9 Гн. 2.3. UC 2 2UC1 .
2.4. CЭ C1 C2 C3 .
C1 C2 C3
2.5.u(t) 160sin( t 83,1 ) В.
2.6.u(t) 2402sin(t 195 ) В.
2.7.UV 2 40 В .
2.8.UV 80 В.
2.9.Rк 10 Ом; Lк 123,5 мГн.
2.10.I A 22 А.
2.11.R = 5 Ом; X = 0.
2.12. Z 10 j5 11,2e j63,5 Ом.
2.13. g = bL = 0,025 См.
2.14. U |
mab |
10 |
2 e j 45 В. |
|
|
|
|
|
2.15. P 1000 Вт.
W
2.16. P 500 Вт.
W
2.17. I A 10;
i(t) 102sin( t 53 ) А.
2.18.UR1 120 В.
2.19.LЭ 0 .
|
LЭ |
L L M 2 |
||||
2.20. |
|
1 |
2 |
|
. |
|
L1 |
L2 |
|
||||
|
|
2M |
2.21.UV 102 В.
2.22.Увеличится в 2 раз.
2.23.UV 45 В.
2.24.Не изменится.
2.25.Возрастет в два раза.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тема 3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
3.1. Z |
|
|
R L |
|
|
|
|
|
– АЧХ; |
3.4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ku j |
|
j LR2 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
R2 L 2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R1R2 j L R1 |
R2 |
|||||||||||||
90 |
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
arctg |
– ФЧХ. |
3.5. АЧХ– ku(ω) = |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
R |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
LR2 |
|
|
|
|
||||||
3.2. k i j |
R C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
||||||||||||||
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
R1R2 |
2 L R1 R2 |
2 |
||||||||||||||||||
R C j |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3.3. k |
i |
|
|
|
R C |
|
|
– АЧХ; |
ФЧХ– φ(ω) = |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
R C 2 1 |
|
|
|
|
|
|
L R1 R2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
90 arctg |
. |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
90 |
|
arctg |
|
1 |
|
|
|
|
– ФЧХ. |
|
|
|
|
R1R2 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
R C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
184

3.6.Z
Z(ω)
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
ω |
|
|
|
|
– /2 |
(ω) |
|
|
|
|
3.7. |
Z |
|
Z(ω) |
|
(ω) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
/2 |
|
|
|
R |
|
|
|
ω0 |
ω |
|
|
ω0 |
ω |
– /2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
3.8. |
ku |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
ku(ω) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
0 |
|
ω |
|
|
|
|
ω |
(ω) |
|
|
0 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
– /2 |
|
|
3.9.X1 10 Ом.
3.10.X2 10 Ом.
3.11.f0 100 Гц.
3.12. Z ВХ 20 |
2 e j 45 Ом. |
3.13.Увеличится в 2 раз.
3.14.IA 0 .
3.15.R > XL; R > XC.
3.16.0 5000 с–1; IA = 2 А.
3.17.R .
3.18.R = 5 Ом.
3.19.UV 103 В; Q 1
3 .
3.20.C = 200 мкФ.
Тема 4
4.1. I1 = I2 = I3 = 5 А;
I4 = 15 А; I5 = 10 А; φ1 = 30 В.
4.2.J11 = 10 А; J22 = 5 А; J33 = 4 А; IA = 5 А.
4.3.I5 = 0,5 А.
4.4.i2(t) = 2 sin(ωt – 180º) А; uab(t) = 20 sin (ωt – 450º) В.
4.5.i1(t) = 0,5 2 sin(ωt + 45º) А.
4.6.i3(t)=1,59 2 sin(ωt– 18,5º)А.
4.7.Метод узловых потен-
циалов.
4.8.i1 = 0.
4.9.IA = 1 А.
185

4.10.i1(t) = 2 sin (ωt – 45º) А.
4.11.IA = 1 А.
4.12.UV(t) = 10 2 В.
4.13.I1 = –10 А;
I |
2 |
I |
3 |
22,4e j26,5 |
А . |
|
|
|
|
4.14. UV1 = 59 В; UV2 = 50 В ;
Z ab 11,2e j 26,5 |
Ом. |
4.15. UV = 17,6 В; |
|
Z ab 11,2e j 26,5 |
Ом. |
Тема 5
5.1.I3 = –0,25 А.
5.2.EГ = –3,5 В; RГ = 100 Ом.
5.3.I1 = –1 А.
5.4.i(t) = 2,25 sin (ωt + 20,9º) А.
5.5. ZГ = 20e j60 Ом.
5.6. iC(t) =
= 1,6 sin (100t + 108,5º) А.
5.7. iC(t) =
= 1,59 sin (100t + 108,5º) А.
5.8.iL(t) = 2 sin(ωt – 90º) А.
5.9.i2(t) =
=1,6 cos (ωt – 15º) А.
5.10.i2(t) =
=0,5 + 0,8 sin (ωt – 45º) А.
Тема 6
6.1.A11 = A22 = 1;
A12 = Z; A21 = 0.
6.2.A11 = A22 = 2e j45 ;
A12 = –j10 Ом; |
|
||||
A21 |
= (0,2 –j0,1) См. |
||||
6.3. |
R j X L |
R |
|||
Z |
|
|
|
. |
|
|
|
|
R |
R |
|
|
|
|
|
|
|
6.4. A11 = |
|
2e j45 |
; A22 = 1; |
||
A12 |
= j10 |
Ом; A21 = 0,1 См. |
6.5. Z1 = Z2 = –j10 Ом; Z3 = 10 Ом.
|
|
0 |
j0,1 |
6.6. |
Y |
|
. |
|
j0,1 |
j0,1 |
6.7. A11 = A22 = 1,3;
A12 = j3 Ом; A21 = –j0,23 См.
6.8.ZC = 0; Г =0 + jπ; α = 0; β = π.
6.9.α = 0,599 Нп; β = 0,135.
6.10.ZC = 3,6 Ом;
α = 0,756 Нп; β = 0.
Тема 7
7.1.Четные и нечетные синусные составляющие.
7.2.IA1 = 5 А; IA2 = 12,25 А
7.3.IA = 18,5 А
7.4. e t Ek m cosk t.
k 1,3,5
7.5. Z 3 36e j56,3 Ом.
186

7.6.IA = 5 2 А.
7.7.IA = 4,12 А; UV = 42,6 В.
7.8.IA = 3,2 А; UV = 17 В.
7.9.i(t) =[2 +
1,67 2 sin (200t – 78,6º)] А;
IA = 2 А; UV = 100,6 В. 7.10. P = 120 Вт.
7.11.S = 604 ВА; P = 570 Вт.
7.12.Не изменится.
7.13.P = 60 Вт; Q = 28,5 вар; S = 76,5 ВА; T = 37,6 ВА;.
7.14.R = 2 Ом; L = 0,106 Гн.
7.15.R = 20 Ом; C = 118 мкФ.
7.16.L1 = 0,5 Гн; L2 = 0,17 Гн.
8.1.UV = 0.
8.2.IA = 2 А
8.3.UV 23U.
8.4.IA = 32,8 мА
8.5.IA = 2,6 А
8.6.UV3 = 127 В.
8.7.IA = 4,5 А
8.8.IB = 1,73 А
9.1.λ = 443 км.
9.2.νФ = 70700 км/с.
9.3. ZC = 1140 e j12,5 Ом. 9.4. L1 = 64·10–3 Гн/км.
9.5. UОТР1 = 2,12 e j93,1 кВ. 9.6. ZВХ КЗ = –j245 Ом;
9.7. Z |
В |
480e j40 |
Ом; |
|
|
|
|
0,224e j40,2 |
км 1. |
Тема 8
8.9.UV = 330 В.
8.10.UV = 213 В.
8.11.PW = 405 Вт.
8.12.PW = –1280 Вт; Q = –2220 вар.
8.13.IЛ = 4 А
8.14.R = 60 Ом; XL = 35 Ом.
8.15. |
IA = 17,8 e j66,5 А |
8.16. |
IA = 10 А |
Тема 9 |
|
|
|
|
|
9.8. U |
1 |
1000e j17,3 |
В; |
||
|
|
|
|
|
|
I |
1 |
2,14e j27,3 А; |
|
||
|
|
|
|
|
0,0128 км 1;
0,032 км 1.
9.9. U |
1 |
1065e j20 |
В. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
9.10. I |
1 |
1,6 2e j45 |
А. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
187
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи / Л.А. Бессонов. – М.: Гардарики, 2007.–
701с.
2.Попов В.П. Основы теории цепей / В.П. Попов. – М.: Высшая школа, 2005.– 574 с.
3.Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники: в 3 т. / К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н. В. Коровкин, В.Л. Чечурин. – СПб.: Питер, 2003.
4.Дмитриев В.М. ЛАРМ: автоматизированный лабораторный практикум по электротехнике и электронике. Учебное пособие для вузов / В.М. Дмитриев, А.В. Шутенков, Т.В. Ганджа, А.Н. Кураколов. – Томск: В-Спектр, 2010. – 186 с.
5.Дмитриев В.М. МАРС – среда моделирования технических устройств и систем / Дмитриев В.М., Шутенков А.В., Зайченко Т.Н., Ганджа Т.В. – Томск: В-Спектр, 2011. – 278 с.
188
Вячеслав Михайлович Дмитриев, Александр Васильевич Шутенков Валентин Иванович Хатников Тарас Викторович Ганджа, Елена Борисовна Шандарова
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Часть 1 Установившиеся режимы
в линейных электрических цепях
Учебное пособие