![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Некоторые специальные разделы курса теоретической электротехники учеб. пособие
.pdfтеоремы, умножения (9) , интегрировали» (7) и свойство линей ности (4) , переходим к точечной форме записи:
где |
L |
-точечная индуктивность |
(17) |
И |
- |
<атр*Це |
||||
интегрирований. (8) |
, |
а |
|
|
.Тогда |
|
|
|||
|
V |
V у |
у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(20) |
где |
J t " I e L e i - * і |
|
, Y t = L" И |
- |
гаченая |
вроаеда- |
||||
ность индуктивности.атому ураивяис вевтївтотвувт схема «а- |
||||||||||
ивщввя» рво«5,б |
|
|
, |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
p |
e r |
|
|
|
|
|
|
Л |
і . |
|
|
|
№ |
|
в — і |
|
Нг-« |
|
|
|
|
Рис.5 |
|
|
|
|
|
|
|
матрицы |
Yt |
|
і Z* |
вв являвтвя медале обааншал. |
|||||
При использовала* последней |
схема еамвялжял ллееі вад, їмсе* |
|||||||||
замшій на р«с.5,в. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Для емлоота (рисб . а) ваиои Оме а точечаеа. форм* непе |
|||||||||
получить , яспояьеуя |
соотиовенме |
ф • Сіі |
|
,гда С <- |
||||||
етамчеолля емкость ( |
хибо леіиаеяиая, |
аибо аамеажак а» ^івраи |
||||||||
«ения мли времена), |
в соответствии |
о теереао* уиаожаляж а |
||||||||
уравнением (ІЗ) «мвеи: |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Х » ф 5 й * ї е І А , |
|
|
(21) |
|
|
|
- |
|
на |
- |
|
|
|
|
|
где Ye в ї ) С |
- |
точечная проводимость емкости, |
а |
С |
|||||||
точечная: емкость |
, т . е . |
дкагонадьнакймахрдца |
|
|
|||||||
|
|
v |
|
|
с. |
0 |
•. •0 |
|
|
||
|
|
= |
|
|
0 |
Сі |
|
0 |
|
|
|
|
|
С |
|
• « • |
... |
с, ... |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
О |
О ... |
|
|
|
|
компонент» которой» |
С«>0 |
причем |
|
|
|
||||||
|
С• |
const |
|
, |
если емкость іннейіа , |
|
|
||||
|
|
|
|
,есла |
емкость |
нелинейна |
, |
|
|||
|
С f£„) |
|
, |
e c u |
емкость |
переменная. |
|
||||
Схему замещения емкое», |
подобно тому как это было сделано |
||||||||||
для индуктивности, построим на основе |
интегрального уравнения: |
||||||||||
|
|
* » |
a o + / i d t |
, |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
где. |
Ue |
ttC«(i.0 |
- |
|
поятояннаа составляющая заряда , |
||||||
LLo |
- поатоякиа* составляющая напряжения, |
которые не |
|||||||||
BU&..T на, ток смещения. Пожатая |
С = |
, для точечных |
|||||||||
ааебражека* ммеем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
с и < * с . 1 Ы + |
И І , |
|
|
|
|
|||||
|
v |
|
|
|
|
|
|
|
Отсюда |
|
|
« « С |
евределяется формуло» (22). |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(23) |
Л» U « « U o C o C 4 |
|
|
|
, a Z c ^ C ' t t |
|
- точечяоя |
|||||
еваротяжаеии» емхватя. Сооотввтствущая. атом} урамеажв |
|||||||||||
схема эииялияа. вокааажа аа |
рас.6,6. |
|
|
|
- 41 -
а) |
|
|
|
5) |
|
|
|
*> . |
||
с |
|
|
|
|
|
|
|
|||
о- |
|
|
|
а- |
|
|
|
|
|
|
It |
|
|
|
|
|
|
|
|
•г- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
Рио.б |
|
|
|
|
|
|
|
Матрицы |
w |
і |
Yc |
не обрати» двуг другу. Последней |
||||||
Zt |
||||||||||
соответствует |
схема замещения, |
изображенная! на рис» |
6,в. |
|||||||
Из элементов |
, |
приведенных на рис. 2-6 |
,б |
що составить |
||||||
точечную схему замещения любой сложно* цепи (ь |
лв&я |
индуктка- |
||||||||
ность может быть учтена аналогично собственной,). р этой |
схе |
|||||||||
ме замецени* действуют закони. Ома и Кирхгофа в |
|
«но* фор |
||||||||
ме:, математическоевыражение которых аяалогичн |
|
. ^ т о н у в |
||||||||
шим соотношениям для. цепей постоянного тока.Следовательно, |
||||||||||
расчет точечных схем замещения может быть выполнен |
чедоль- •> |
|||||||||
зованием тех же приемов, |
которые применяется; при расчете цепе» |
|||||||||
постоянного тока (соответственно линейных и нелинейных} |
||||||||||
Решение получается в виде точечного иэображе "Я |
аекомоі |
|||||||||
величины, для определения комг.онеіт которого нужно решить |
||||||||||
столько уравнений, (или ехэдиых систем уравнений), на сколько |
||||||||||
интервалов разбит рассматриваемый промежуток времени. По то |
||||||||||
чечному изображению ле \ко можно построй" |
график искомо» ве |
|||||||||
личини или записать аппроксимируемо-выражение, |
воспользо |
|||||||||
вавшись обратным преобразованием (2) . |
|
|
|
|
||||||
Специфика расчетов периодически- и переходник процессов |
||||||||||
связана с различной -аппроксимацией |
ункдий в этих случаях. |
|||||||||
Более эффективным метод точек оказывается в первом случае, |
||||||||||
когда для аппроксимации и с ' |
дуются тригоиометричеокв*, |
|||||||||
многочлены, и" определение |
* |
. сопротивлениі линейных |
||||||||
элементов цепа органачеок. |
о |
о пшикаем |
сопротивление |
этих элементов току различиигарцоаик.
|
|
|
- |
иг |
- |
|
|
|
|
ТОЧ-ЧНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ. ПЕРИОДИЧЕСКИХ |
|||||||
|
ФУНКЦИЙ И |
ИХ |
ПРИМЕНЕНИЕ К РАСЧЕТУ |
|
||||
|
ПКРйОДИЧЕСШ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ |
|||||||
|
|
|
|
ЦЕПЯХ |
|
|
|
|
Пусть периодическая |
функция |
|
|
|
||||
|
|
Л в ) - / ( 0 * 2 П ) , |
|
|
(24) |
|||
где |
8 |
, |
ftf* |
< |
Т - период, |
определена на интер |
||
вале |
0 4Q4 |
2fl |
яри аргументах в*= |
^ 9 * » ( |
К = 0,1 |
|||
. . . . М |
.J |
- |
число равных частей* на которые |
разделай ин |
||||
тервал) .Тогда точечное изображение функции |
|
|||||||
|
F = T « . t J Y s ) } |
= |
So |
|
<25> |
|||
|
|
|
|
имеет компоиеяти. Sn = 5 Ш*) • •
Обратное точечное преобразование заключается* в интерполяции функции if-бУ тригонометрическим многочленом вида)
|
Ш |
|
~ т 2 + "Z-Jatcosie |
+ lisibiie), |
|
( 2 6 |
а ) |
|||||
где |
пг |
- |
номер наивысшей гармоники, |
а коэффициенты |
|
і |
||||||
і* |
" юражалтса через |
J x |
следующим образом: |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
г т. |
|
|
|
|
|
(2?а) |
|
|
|
а * |
* |
|
^ |
lHcas(i9*), |
|
|
|
|||
|
Чтоб* кайта |
+ « |
коэффициент |
( d o , а» |
, I ) |
) |
нуж |
|||||
но интервал |
о ^ в £ £ П |
разделить |
на «•= 2 т + 4 |
равных |
||||||||
частей, |
так |
что |
о» « |
2Д |
u |
|
|
|
|
|
||
|
Подстановка |
(2?а) в |
(,26а) дает |
|
|
|
|
|
- 43 -
$(в) |
І і Ь+З-Т. cosi(e*~e)]f«. |
(28a) |
Следует отметить,что формула (28а-) будет несправедлива, если в, аппроксимирующем многочлене опущены какие-либо гар моники..
В частности для симметричных функций видаї/Гв)=-/й»і){29) модно FfeS) определить на половине периода (Qkn-~ ц )„ аппроксимирующий полином имеет вид:
$(в) |
- |
№ |
|
|
* hi sui*9) |
|
|
|
|
|
||
£ |
fa*C0s*e |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
*•»,»••. |
|
|
|
|
|
( |
26 |
б |
) |
|
и для |
определения |
m.*< |
коэффициентов ( а * |
я |
її |
) |
дос |
|||||
таточно |
половину периода |
разделить на ш*« |
частей,тогда |
|
||||||||
|
1» |
» ^ |
£ |
Л |
С05*вм |
|
|
|
|
|
||
С учетом |
{27б)выражёни'е |
(26б)преобразуатоа |
* |
|
|
|
|
|||||
где |
|
- |
компоненты |
|
для полкпериода.Здесь |
таили |
учи |
|||||
тываются |
все. нечетные |
гармоники „включая т . -ув,без- пропусков. |
||||||||||
Иногда для |
определения S(a) по F испольаувтоя. и явное- |
редстввнно формулы (26а или б).При этом в качестве промежу
точной |
операции |
находится |
вектор спектра функций S, компо |
нентами |
которого |
являются |
коэффициенты <М и в* : |
|
|
|
(30) |
- 44 -
в общем случае [ в < 4m+«j
|
... |
cos6. |
• • • |
tiftflo |
|
. • • |
. . . |
Cttaft. c « » f t |
. • |
|
для симметричных функций |
||
і |
1 |
і |
. \ |
|
|
|
a. |
at |
|
|
si |
dm.
|
cos 6. |
|
Sinflo 41ft 01 |
Sift&n |
cojJA, |
|
COimfl ... |
• |
• • • |
|
f U a f l |
(35а,б)
cosOM
Sin 6m.
|
Диффвреідируя выражение (28 |
а,б) DO аргументу t - $ - • |
||
можно в ооответвни с |
(б) пожучить матрицу дифференцирования |
|||
|
|
|
|
(36) |
где |
- |
квадратная, матрица, компоненти которой 3** |
||
( S |
- нома» отрожв, |
К - номер столбца) определятся по |
||
формулам |
|
_ |
(37а) |
|
|
|
|
||
|
ЗЛИ в |
^ |
л е . п |
гп)(і-я) |
|
|
|
||
|
|
|
|
1,376) |
|
- 45 - |
|
|
|
соответственно |
в общем случае |
и для.функций вида |
(29). |
|
Нетрудно видеть, что компоненты матрицы "1 |
обладают |
|||
следующими свойствами: |
. |
" |
|
|
поэтому дляї отыскания! матрицы достаточно |
вычислил |
компонен |
||
ты какой-нибудь одной строки или одного |
столбца. |
|
||
интеграл от |
периодической; функции лишь тогда будет том |
периодической функцией^ если исходная, не содержит постоянно*
составляющей, т . е . |
J |
§(в)А&=0 |
|
.іісли к тому жа извест |
|||||||||
но, |
что постоянная! интегрирования, равна нулю, |
то теорема ин |
|||||||||||
тегрирований примет вид: |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Ssmdt |
= |
|
т у F, |
|
|
( |
J 8 ) |
||
где |
|
Г |
= |
"J"', |
|
|
|
|
|
|
(39) |
||
в чем легко |
убедиться, |
применяя к (38 |
) |
теорему дифференци |
|||||||||
рования. Матрица |
(§- |
|
для указанного |
класса функций, играет |
|||||||||
роль |
матрицы интегрирования |
|
й . |
|
|
|
|
||||||
|
для функций |
|
вида (29), |
аппроксимируемых многочленами |
|
||||||||
(266), |
компоненты, матрицы |
Г |
вычисляются по формуле: |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
э |
т. |
|
/ |
пу(с-и) |
|
|
|
|
|
|
г « - |
in |
^ |
, . r S L |
a |
^ r |
. |
(*°> |
|||
Для. функций, |
содержащих постоянную составляющую - у |
|
|||||||||||
матрицы |
Г |
не существует, |
а матрица |
* |
является особен |
||||||||
ной, т . е . имеет |
определитель, |
равный нулю. |
|
|
|||||||||
|
матрицы |
^ |
|
, |
Г |
« W |
|
Для. некоторых функций приве |
|||||
дены |
в таблице і . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
При расчете |
периодических процессов, в электрических цепях |
спомощью точечных схем замещения параметры последних с учетом
(36)будут определяться по формулам, вытекающим из (18) а
(2*) : |
|
v |
точечное сопротивление индуктивности Z . t* |
Jblt- • |
|
v |
V |
' |
точечнаа проводимость емкости Yc = '^f'1'*'!
ТрИГОі!ОМЄСрИ«аСіСИВ» MEO-
a.cocQ + Ь і 5 і д в ;
0 о « О ; Є<* £ ;
*• a / c e s e * * * stuff;
(HCOS0 * t'S^O +
в а - f ; в . - ^ .
j Матрица 3- І 0 !!
!І '
! |
- І |
|
І |
|
|
! |
о |
1 |
І |
|
і |
і |
І |
УГ" |
! |
||
! |
І |
! |
|
|
! |
ГуГ- |
! |
0 |
' |
! |
|
! |
І |
! |
|
|
|
1 |
3 |
! |
' |
И |
|
І! _
!0 !V? І - І
1 !
ІІ _ _
i - V I i 0 • J 4 T
і
0
- І
ТІ
0
і V?
і
Іі
1 * І
1
! |
|
|
|
|
Г |
|
IJ |
Матрица ! |
|
|
|||
|
- |
I |
||||
! |
|
0 |
! |
|
||
і |
|
|
і |
|
|
•0 |
! |
|
1 |
! |
|
|
|
1 |
|
нет |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
і |
|
|
|
|
|
1 |
! |
0 |
! |
V2 ! |
|
|
|
|
І |
і |
||||
1 |
|
'Г |
TV |
- |
||
! |
|
! |
• ! |
~rr |
||
І V ? |
I 0 j |
|
|
|
||
! |
Т Г |
! |
Г - 3 - І - |
0 J VT і -і ! |
V2 • |
0 і |
||
! |
т |
1 |
Т І |
|
|
І І |
|
||
->І2 і |
о iV? |
і |
|
|
|
|
|||
! |
I T " " ! |
і |
|
|
|
|
Таблица |
I |
|
|
|||
...і |
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
Матрица |
W |
|
|
j |
||||
|
I |
|
|
! |
0 |
|
|
! |
|
" |
0 |
/ |
1 |
. І |
|
|
І |
||
|
і |
|
1 |
|
і |
І |
і - |
! |
|
|
З - |
|
! |
|
T |
! |
~5 |
! |
|
|
<L . ! |
|
1 |
! |
- |
1 |
! |
||
|
T |
|
Г |
|
Т |
\ |
T |
і |
! |
|
|
|
! |
|
X |
і |
|
! |
|
|
о . ; V T { " т Г " \ |
||||||||
V? |
і |
!v? |
|
1 о 1 |
І |
||||
-3~ |
|
Г |
ц |
- |
! |
|
Г |
Г |
! |
|
|
!. |
|
|
! |
|
! |
|
! |
I |
0 |
|
|
|
І |
І |
І |
|
! |
-J- |
|
! |
T |
|
! ~7~ ! Т " |
! |
|||
V? |
І |
! |
V2 І |
0 |
|
|
|
||
|
|
' |
У ! |
|
|
|
|
||
|
|
|
V? |
І |
І |
І V ? |
|
||
|
|
|
|
|
I |
|
! |
|
|
где і* |
и |
С |
- точечные индуктивность и емкость. |
|
Точечная проводимость индуктивности существует лишь при |
||||
отсутствии постоянной: составляющей, токаї а точечное, |
сопротивле |
|||
ние емкости |
- при отсутствии постоянной, составляющей |
напряже |
||
ния. В этом |
случае |
задающие параметры, источников в схемах |
||
рис.5,6 |
и 6 |
,б равна нулю, а |
|
Матрицы |
jfaf |
и |
ц$' |
играют |
здесь |
ту, же |
роль,что |
||
и комплексные |
величины, |
і и/ |
И Д> |
И л г |
Р |
И |
р |
в |
|
символическом пооператорном методах соответственно, |
• |
|
|||||||
Для, сколь |
угодно |
сложного |
пассивного двухполюсника |
спра |
|||||
ведлив зако* Ома в точечной форме. |
|
|
|
|
|
|
|
a = z i |
или |
I = Y L L , |
|
|
( « ) |
||||
где Z |
и |
і |
- эквивалентные точечные сопротивления и прово |
||||||||
димость |
двухполюсника. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Если двухполюсник составлен из линейных элементов, то для. |
|||||||||||
заданного |
спектра частот |
можно получить |
компоненті матрицы |
||||||||
|
в общем виде следующим, образом. |
|
|
|
|
||||||
Пусть ток |
двухполюсника |
аппроксимируется, выражением: |
|
||||||||
|
|
• И в ) * 1 * - * ё |
(U*cosOfl +1 « С І П . |
00), |
|
||||||
причем |
коэффициенты |
I е |
, |
IсР |
и I s * |
могут |
быть |
найдены |
|||
по мгновенным иначениам |
тока і.** L{eV) |
при делении |
пе |
||||||||
риода на |
|
|
частей, |
как в (27 а) |
, где в * « |
j f ^ V j |
• |
||||
і * * £ a ^ |
|
В АЙ ^ ^ ^ в « л « * * Ь & ^ ы 8 , |
|||||||||
Если |
частотная, характеристика |
двухполюсника |
задана в |
виде. |
то
г д е К о - сопротивление |
двухполюсника.лосюянному току, |
Подставляя в это выражение значения коэффициентов,его можно |
|
привести к виду! |
|
11(8)- | ^ Ы е т К < > * |
Z ^ ^ j i o c o s ^ e - e - l - x ^ s L i i i i r e - e * ) ] } . |
Применяя теперь прямое точечное преобразование и переходя к матрично-векторной дорие записи (45),нетрудно найти компоненты матрицы Z :
Zs« - г ї К Т R e |
* i f m ^ t [ r » c o s # ( e « - в и ) - x * $ і я № « - в й і ] |
или, с учетом |
значений. в< и в* ; |
Если ток линейного двухполюсника содержит только нечетные гармонакигто,проделывая аналогичные преобразования с многоч леном вида (26б)мохно получить
Точечные сопротивления линейного двухполюсника для неко- .
торых спектров тока приведены в таДяиц*_2,_ |
|
|
|
|||
Аналогичный"образом могут |
быть выведены и формулы .для оп |
|||||
ределения компонент |
матрицы |
Y .По форме они совпадают |
с вы |
|||
ражениями |
(47а и б),если в последних заменить |
Z . H , |
Ко |
, |
||
fv г Ху |
соответственно на У м , Со , (г , и-8#, где |
|
||||
(?•=> J (*u>)=*eY |
%l'btM)*Vm.YljV») |
, |
Сад) |
|||
YQVt*)" комплексная |
проводимость двухполвсвика гіри частоте №1. |
|||||
Точечная проводимость двухполюсника с постоянными парамет |
||||||
рами при различных спектрах |
напряжения приведены в таблице 3. |
|||||
Йз (45) следует |
Z - Y~4 |
|
|
(4У.) |