
- •Глава 12. Операторный метод расчета переходных процессов
- •12.1. Введение к операторному методу
- •12.2. Преобразование Карсона-Хевисайда
- •12.3. Преобразование Лапласа
- •12.4. Изображение производной и интеграла
- •12.4.1. Изображение производной.
- •12.4.2. Изображение интеграла.
- •12.4.3. Изображение производных высшего порядка.
- •12.5. Изображение простейших функций по Лапласу
- •12.6. Закон Ома в операторной форме
- •12.7. Законы Кирхгофа в операторной форме
- •12.8. Операторное сопротивление и операторная проводимость
- •12.9. Методы составления уравнений в операторной форме
- •12.10. Методы перехода от изображений к функциям времени
12.4.3. Изображение производных высшего порядка.
Изображение второй производной:
(12.8)
Пусть не только
рассматриваемая функция
,
но и все ее производные до
-го
порядка включительно равны нулю при
Тогда для изображения производной
-го
порядка имеем:
(12.9)
Пусть нам известны изображения нескольких функций:
Тогда из основных свойств определенных интегралов имеем:
(12.10)
т.е. изображение суммы функций равно сумме изображений слагаемых.
Кроме того, из
основных свойств определенных интегралов
при
имеем:
(12.11)
т.е. при умножении функции на постоянный коэффициент ее изображение должно быть умножено на этот коэффициент.
12.5. Изображение простейших функций по Лапласу
Таблица 1
№
|
Оригинал |
Изображение |
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
|
7 |
1- |
|
8 |
|
|
9 |
|
|
10 |
|
|
11 |
|
|
12 |
|
|
13 |
|
|
14 |
|
|
12.6. Закон Ома в операторной форме
Рассмотрим цепь
с последовательным соединением
Пусть эта цепь включается под действие
напряжения
Тогда имеем:
Рис. 12.1
(12.12)
Заменим
в уравнении (12.12)
на
:
(12.13)
(12.14)
Так как
то уравнение (12.14) в классической форме
запишем в операторной форме с учетом
(12.5) и (12.7):
откуда
(12.15)
или
(12.16)
Полученное выражение
называется законом
Ома в операторной форме при ненулевых
начальных условиях;
называется операторным
сопротивлением цепи с последовательным
соединением
Структура
его аналогична структуре комплекса
сопротивления той же цепи переменному
току, если
заменить на р:
;
Слагаемое
в выражении
(12.15) представляет собой внутреннюю ЭДС,
обусловленную запасом энергии в магнитном
поле индуктивности L
вследствие
протекания через нее тока
непосредственно до коммутации.
Слагаемое
представляет
собой внутреннюю ЭДС, обусловленную
запасом энергии в электрическом поле
конденсатора вследствие наличия на нем
напряжения
непосредственно
до коммутации.
Для нулевых
начальных условиях, т.е. при
выражение (12.16)
примет вид:
(12.17)
Выражение (12.17) называется законом Ома в операторной форме при нулевых начальных условиях.