- •Классификация элементов.
- •3. Элементы, рассеивающие энергию. Резисторы.
- •4. Двухполюсник индуктивного типа.
- •5. Емкость.
- •6. Взаимная индуктивность.
- •Соотношение для идеального трансформатора.
- •7. Многополюсник.
- •8. Зависимые источники энергии.
- •12. Метод контурных токов.
- •15. Матрицы параметров цепей.
- •Свойства матрицы .
- •Свойства матрицы .
- •21. Метод узловых потенциалов.
- •22.Расчет цепей на синусоидальном токе.
- •23. Изображение синусоидальных величин векторами и комплексными числами.
- •25.Задача.
- •1 Способ:
- •2 Способ:
- •Важно!!!
- •27.Мощности в цепях синусоидального тока.
- •28.Балансы мощностей.
- •30. Резонанс токов (резонанс в параллельном контуре).
- •33. Классический метод расчета переходных процессов.
- •Переходные процессы.
- •34.ВключениеRLцепи на постоянное напряжение.
- •35.ВключениеRLцепи на источник синусоидального напряжения.
- •36.Задачи с некорректными начальными условиями.
- •37.Разряд конденсатора с начальным напряжением наRl-цепь.
- •1 Случай.Апериодический характер процесса.
- •38.Разряд конденсатора с начальным напряжением наRl-цепь.
- •2 Случай.Граничный характер процесса.
- •39. Разряд конденсатора с начальным напряжением на rl-цепь.
- •Периодический характер процесса.
- •2) .
- •40. Операторный метод расчета переходных процессов.
- •41.Расчет переходных процессов операторным методом.
- •Переход от изображений к оригиналам.
- •43. Общие свойства четырехполюсников.
- •48.Задача на а – параметры.
- •49.Характеристические параметры четырехполюсников.
- •50.Последовательное соединение четырехполюсников.
- •51.Параллельное соединение четырехполюсников.
- •52.Каскадное соединение четырехполюсников.
- •54,Методы расчета нелинейных элементов.
- •57.Метод Ньютона-Рафсона.
34.ВключениеRLцепи на постоянное напряжение.
Действуем точно так же, как и в предыдущем
примере. Записываем 2 закон Кирхгофа и
выражения для свободного и принужденного
токов: 




Решая характеристическое уравнение, находим pи постоянную времени:


Пользуясь законами коммутации, находим постоянную интегрирования:




Записываем окончательное выражение для тока через индуктивность:
.
Теперь найдем напряжение на индуктивности:
;
Постоянная времени одинакова для всех процессов цепи!
Рассмотрим поведение индуктивности в
переходном процессе. В начальный момент
времени
,
т.е. все напряжение источника приложено
к зажимам индуктивности. Кроме того, по
1 закону коммутации, ток через индуктивности
до и после коммутации одинаков. Значитиндуктивность в начальный момент
времени после коммутации ведет себя
как источник тока.
35.ВключениеRLцепи на источник синусоидального напряжения.
Проделываем те же ходы, что и в предыдущих
случаях, только с учетом синусоидального
принуждающего напряжения:
.
Второй закон Кирхгофа теперь имеет вид:
;
.
Принуждающая составляющая тока после коммутации является синусоидальной функцией той же частоты, что и источник, а амплитуда его не зависит от времени:
;
;
;
Как говорилось выше, свободная составляющая тока не зависит от входного воздействия:
;
;
Итак, общий ток в контуре после коммутации равен:
.
В начальный момент времени до коммутации
,
тогда



.
Ток в начальный момент времени равен нулю, значит характеристики свободного и принужденного токов начинаются со значений равных по модулю и противоположных по знаку (равные расстояния по оси ординат отмечены на графике). Результирующий график получается сложением двух графиков. Со временем характеристика результирующего тока бесконечно близко приближается к принуждающему воздействию.
Заметим, что при
установившийся режим наступает сразу
после коммутации (свободная составляющая
будет отсутствовать, поскольку
).
36.Задачи с некорректными начальными условиями.
Перед нами цепь первого порядка (после коммутации 2 последовательно соединенные индуктивности можно объединить в одну). Решаем так же, как и предыдущие задачи:
;
;
;
;
.
Посмотрим, что произошло в момент коммутации. После коммутации по 1 закону Кирхгофа для неразветвленного участка цепи,
,
действительно, индуктивности находятся в одной ветви, значит и ток через них протекает один и тот же. С другой стороны, до коммутации
;
.
Данный тип задач называется задачей с некорректными начальными условиями.
Ток в момент коммутации меняется скачком. Запишем уравнения в несколько ином виде. По 2 закону Кирхгофа,
.
Чтобы понять, что произошло в нулевой
момент времени, проинтегрируем оба
уравнения в интервале от
до
:
;
Даже если ток изменился скачком, интеграл
,
Значит
.
Последнее уравнение можно переписать в виде:
,
.
При некорректных условиях мы переходим от сохранения тока к сохранению магнитного потока. Если в условиях данной задачи ток через индуктивность не сохраняется, то должен сохраняться магнитный поток. Исходя из этой формулировки первого закона коммутации, запишем:


.
Рассмотрим, как с энергетической точки
зрения происходит скачок тока. 
Значение тока сразу после коммутации
должно находиться между двумя начальными
значениями (в нашем случае, между 0 и
),
потому что при скачке тока на индуктивности
будет бесконечное напряжение и,
соответственно, на ней будет выделяться
бесконечная мощность. Но если у одной
индуктивности скачок будет отрицательным,
т.е. она будетотдавать энергию в цепь,
то скачок тока на второй индуктивности
будет обусловлен не за счет энергии
источника,а за счет энергии, которую
отдаст в цепь первая индуктивность.
Для емкостей будет аналогичная ситуация,
только со скачком напряжения, и будет
сохраняться заряд.
Чтобы обеспечить скачок тока или напряжения, источник должен обладать бесконечной мощностью, что невозможно. Поэтому и начальные условия называются некорректными.
