- •Раздел 5. Несинусоидальные периодические процессы в линейных электрических цепях
- •5.1. Основы метода расчета несинусоидальных процессов
- •5.1.1. Разложение несинусоидальной периодической функции в ряд Фурье
- •5.1.2. Действующие значения несинусоидальных периодических токов и напряжений
- •5.1.3. Мощность в цепи при несинусоидальных токе и напряжении
- •5.2. Расчет линейных цепей с несинусоидальными эдс
- •Раздел 6. Применение дифференциальных уравнений к расчету переходных процессов
- •6.1. Классический метод расчета переходных процессов.
- •6.1.1. Общие положения
- •6.1.2. Законы коммутации. Начальные условия
- •6.1.3. Расчет переходных процессов
- •6.1.4. Расчет переходных процессов в цепях с одним накопителем энергии - индуктивностью
- •6.1.5. Расчет переходных процессов в цепях с одним накопителем энергии - емкостью
- •6.1.6. Метод переменных состояния
- •6. 2. Применение интегрального преобразования Лапласа для расчета переходных процессов (операторный метод)
- •6.2.1. Основы операторного метода
- •6.2.2. Преобразование Лапласа
- •6.2.3.Операторные уравнения и схемы замещения элементов r, l, c
- •6.2.4. Схемы замещения электрических цепей
- •6.2.5. Законы Кирхгофа в операторной форме
- •6.2.6. Аналогии уравнений цепей постоянного тока, синусоидального тока в комплексной форме и переходных процессов, записанных в операторной форме
- •6.2.7. Переход от операторных токов к оригиналам
- •Методические указания
Методические указания
Расчет переходного процесса в линейных электрических цепях операторным методом состоит из этапов:
1. Определим независимые начальные условия, т.е. токи индуктивностей iL(– 0) и напряжения на емкостях uC(– 0) в момент времени, непосредственно предшествующий моменту коммутации.
2. Составим операторную схему замещения электрической цепи.
3. Для операторной схемы замещения п. 2 запишем систему уравнения согласно законам Кирхгофа или методу контурных токов.
4. Решая систему п. 3, определяем операторные токи в ветвях цепи.
5. Используя теорему разложения или таблицы, находим мгновенные значения токов в цепи, соответствующие операторным токам п. 4.
Пример 8. Определить напряжения и ток в переходном процессе в цепи, изображенной на рис. 7, д: R1 = R2 = 10 Ом; C = 10 мкФ; U = 20 В.
Решение. 1. Определим начальные условия:
2. Составим операторную схему замещения (рис. 8).
I(p)
R1
Рис. 8
3. Запишем уравнение для операторной схемы замещения по второму закону Кирхгофа:
.
4. Определим операторное изображение тока:
5. По изображению найдем оригинал:
и мгновенные значения напряжений uR и uC :