
РГРки id326771771 / Rgr1_5a03_Shkarpetin_A_s_vk_id326771771
.pdf
Рис. 21 График зависимости ( )
Ниже приводится расчет рассматриваемого примера в среде MathCAD.

Рис. 22 Расчет в среде MathCAD

Используем операторный метод для определения ( ). |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из расчёта установившегося режима до коммутации находим |
||||||||||||
независимые начальные условия: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
= 1 = 2 = 3 = 4 = 60 Ом; |
|
|||||||||||
(0 |
− |
) = 0; (0 |
− |
) = 1 = 90 В; |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1 |
|
1 |
|
−1 |
|
|
|||
|
32 = ( |
|
+ |
|
|
) |
= 30 Ом. |
|
|
|||
|
3 |
2 |
|
|
||||||||
Для построения |
графика |
( ) |
определим (0 |
− |
) = ( 1 + 32) = |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1, 5 ∙ (60 + 30) = 135 В. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В операторной схеме после коммутации используем метод контурных токов рис.23 и законы Кирхгофа рис. 24:
Рис. 23 Операторная схема замещения
Методом контурных токов расчет произведем в MathCAD рис.25:
11 =
1 |
1 |
|
(0 |
− |
) |
; |
||||
− 11 ∙ |
|
+ 22 ∙ ( |
|
+ 3) − 33 ∙ 3 = |
|
|
|
|||
∙ |
∙ |
|
|
|
|
|
|
|||
− 22 ∙ 3 + 33 ∙ ( 3 + 2 + 4 + ∙ ) = ∙ (0 |
− |
) |
|
|||||||
{ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По второму закону Кирхгофа, рис. 26 найдем ( ):
Рис. 24 Контур для определения ( )

Рис. 25 Расчет контурных токов в пакете MathCAD
|
Рис. 26 |
Расчет ( ) в пакете MathCAD |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Операторное изображение искомого напряжения ( ) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( ) = |
30 |
+ 13504,5 |
+ |
150 |
= |
( ) |
+ |
150 |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2 + 450,15 + 67567,6 |
|
|
|
( ) |
|
|
|||
|
|
|
|
По теореме разложения находим искомое напряжение ( ) расчёт в пакете MathCAD на рис. 26:

Рис. 26 Искомое напряжение ( ) расчёт в пакете MathCAD
Методом переменных состояния находим ( ). |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2 |
|
|
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
60Ω |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
J |
|
V1 |
|
|
K1 |
|
K2 |
R4 |
|||
1.5A |
|
90V |
|
|
Кл = 1 |
Кл = 2 |
60Ω |
||||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
U J(0+) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J1 |
|
|
|
|
|
|
|
R3 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
U L(0+) |
0A |
||
|
|
Ic(0+) |
|
|
60Ω |
|
|||||
R1 |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
60Ω |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.27 Схема после комутации |
|
|
|||||
Начальные условия: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
= 1 = 2 = 3 = 4 = 60 Ом; |
|
|
|||||||
|
|
(0 |
− |
) = 0; (0 |
− |
) |
= 1 = 90 В; |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1 |
1 |
−1 |
|
|
||
|
|
32 = |
( 3 + |
2) |
= 30 Ом. |
|
|
||||
(0 |
− |
) = ( 1 + 32) = 1, 5 ∙ (60 + 30) = 135 В. |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По законам Кирхгофа составляем уравнения состояния:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
+ |
3 |
+ |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∙ 1 = |
|
|
|
− |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
{ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
∙ 3 − |
|
∙ 2 ∙ − |
= 0 |
|
||||||||||||||||||||||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
∙ 3 + |
0 |
= 0 |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
= − |
|
|
|
|
|
|
∙ 3 − |
∙ 2 ∙ |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
= − − |
|
|
|
= − + |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
3 |
||||||||||||||||||||||||||||
{ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
∙ 2 ∙ ) |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
= − |
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
{ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
− |
|
+ |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∙ 3 |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
= ∙ 1 + . |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На рис. 28 предоставлен расчет с использованием MathCAD методом Эйлера.

Рис. 28 Расчет методом Эйлера в среде MathCAD Полученный график полностью совпадает с уже построенной
зависимостью с использованием классического и операторного методов. Вывод: в расчестно графической работе различными методами было
рассчитано напряжение на источнике тока ( ) при различных сигналах самого источника тока, таких как:
1.При постоянном источнике тока ( ) = схема первого порядка; a. классический метод (наиболее трудоемкий);

b.комбинированный (операторно-классический) метод (более простой, но необходимо использовать трудоемкие преобразования);
2.При гармоническом источнике тока ( ) = √2 ( + ) схема первого порядка;
a.классическим методом (наиболее трудоемкий);
b.комбинированным (операторно-классическим) методом (более простой, но необходимо использовать трудоемкие преобразования);
3.При импульсном источнике тока ( ) = 2 и нулевых начальных условиях схема первого порядка;
a.интегралом Дюамеля (метод прост, при использовании ЭВМ);
4.С постоянным источником тока ( ) = схема второго порядка;
a.классическим методом (наиболее трудоемкий);
b.операторным методом (более простой, но необходимо использовать трудоемкие преобразования);
c.методом переменных состояния (простой наиболее применяемый на практике метод, но результат получаем в виде
массиваграфика).
Проанализировав полученные ответы и построенные графики можем утверждать, что работа была выполнена верно, т.к. при различных методах расчета получали одинаковые ответы и графики (для заданных условий).