Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ТОЭ лабы / ENIN_IsaevKolchanovaHohlovaVasil'eva

.pdf
Скачиваний:
63
Добавлен:
30.05.2015
Размер:
2.02 Mб
Скачать

4) Записываем окончательное решение и строим график i(t) :

 

u(t)

A ep t

uпр

1

 

6

 

10 4

t

0

0.5 4

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(t)

E ep t

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(t) 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

3 10

4

6 10

4

9 10

4

0.0012

0.0015

0.0018

0.0021

0.0024

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

t

 

u(t)

 

 

 

 

 

Рис. 4.13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0003

7.869

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0006

12.642

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0009

15.537

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0012

17.293

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0015

18.358

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0018

19.004

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0021

19.396

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0024

19.634

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) Определяем напряжение на индуктивности U(t):

 

 

 

C 6 10 5

i(t) C d u(t)

 

i(t) C p A ep t

 

1

C E ep t

E ep t

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

C R1

 

R1

 

 

i(t)

E ep t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

i(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0003

-1.213

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0006

-0.736

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0009

-0.446

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0012

-0.271

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0015

-0.164

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0018

-0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0021

-0.06

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0024

-0.037

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

111

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5 0

3 10

4

6 10

4

9 10

4

0.0012

0.0015

0.0018

0.0021

0.0024

 

 

 

 

i(t)

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.15

 

 

 

 

 

 

Пример-3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ищем решение в виде:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i(t)

iсв(t) iпр

A ep t

iпр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) iпр определяет принуждённую составляющую схеме после коммутации:

iпр

 

E

 

 

iпр

0.667

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) из ННУ определяет константу интегрирования A в схеме до коммутации:

i(

0)

i(0)

 

 

E

1

A

 

R1

E

R2

A

 

 

E

1

iпр

A

0.267

 

 

 

 

 

R2

R1

2

 

 

 

 

 

R2

R1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Корень характеристического уравнения через входное сопротивление схеме по-

сле коммутации:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

R1

R2

p L

0

R1

 

R2

x L solve x

 

150

p

 

 

150

 

 

4) Записываем окончательное решение и строим график i(t):

 

 

i(t)

A ep t

iпр

 

1

 

 

6.667

10

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

0

 

0.5

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

112

 

 

 

 

 

 

 

t i(t)

0 0.4

0.0033 0.505

0.0067 0.569

0.01 0.607

0.0133 0.631

0.0167 0.645

0.02 0.653

0.0233 0.659

0.0267 0.662

 

0.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i(t)

0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0.0033

0.0067

0.01

0.0133

0.0167

0.02

0.0233

0.0267

t

Рис. 4.16

4) Определяем напряжение на индуктивности U(t):

u(t)

L d

i(t)

 

dt

 

t

 

i(t)

0 0.4

0.0033 0.505

0.0067 0.569

0.01 0.607

0.0133 0.631

0.0167 0.645

0.02 0.653

0.0233 0.659

0.0267 0.662

8

6 u(t) 4 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0.0033

0.0067

0.01

0.0133

0.0167

0.02

0.0233

0.0267

t

Рис. 4.17

Зависимые и независимые начальные условия

113

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример- 4.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дано:

 

20 L 0.2 E 20 C 60 10 6

R1

10 R2

Ищем решения в виде:

i(t) iсв(t) iпр A ep t iпр

1) iпр определяет принуждённую составляющую схеме после коммутации:

Рис. 4.19

iпр

 

E

iпр 0.8

R2

R1

 

2

 

 

 

 

2) определяет ННУ в схеме до коммутации:

iL( 0) iL(0) 0

3) определяет ЗНУ в схеме после коммутации (Рис. 4.19):

i(0

 

)

 

 

E

 

 

io

E

 

io 0.667

 

 

 

R1

R2

R1 R2

A

 

iпр

io

A

0.133

 

 

4) Корень характеристического уравнения через входное сопротивление в схеме после коммутации:

Z

 

 

R1 R2

p L

 

0 p

1

R1 R2

 

p

33.333

R1 R2

 

6.667

 

 

R1 R2

 

L R1

R2

R1

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5) Записываем окончательное решение и строим график i(t):

i(t)

A ep t iпр

1

 

 

0.03

t 0

 

0.5 4

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

114

t

 

i(t)

i(t)

E

 

ep t

E

 

R1

R1

0

 

0.667

 

 

 

 

 

 

 

0.015

0.719

 

 

 

 

 

0.030.751

0.045 0.77

0.060.782

0.075 0.789

0.090.793

0.105 0.796

0.120.798

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5

 

 

 

 

 

 

 

 

i(t)

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0.015

0.03

0.045

0.06

0.075

0.09

0.11

0.12

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.20

 

 

 

 

Рис. 4.21

Зависимые и независимые начальные условия Пример-5.

Дано :

R 20 L 0.2 J 2

Рис - 6 Ищем решения в виде:

U(t) Uсв(t) iпр A ep t Uпр

1)Uпр определяет принуждённую составляющую схеме после коммутации

2)(рис. 4.22):

115

 

 

 

L

( )

J

R/2

R

 

U t

 

 

 

 

 

R/2

 

Рис. 4.22

Uпр J R2 Uпр 20

2) Определяет ННУ в схеме до коммутации (рис. 4.23):

 

 

 

R

R

1

 

R

R

1

iL(0)

 

J

R

io J

R

 

2

2

2

2

 

 

 

 

 

 

 

L

U(t )

R/2

J

R

U( )

J

 

t

iL(0)

R

R

 

 

 

 

Рис. 4.23

Рис. 4.24

3) Определяет ЗНУ в схеме после коммутации (рис. 4.24):

U(0)

 

R (J

iL(0))

Uo R (J io) Uo

26.667

 

 

A

Uпр

Uo A

6.667

 

4) Корень характеристического уравнения через входное сопротивление в схеме после коммутации (рис. 4.22):

Z

 

R

R

R p L

 

0 p

2 R

p 200

R1 R2

6.667

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

L

R1 R2

 

 

 

 

 

 

5) Записываем окончательное решение и строим график i(t):

U(t) A ep t Uпр

 

1

 

0.005 t 0 0.5 4

 

p

 

 

 

 

 

116

t U(t)

0 26.67

0.0025 24.04

0.005 22.45

0.0075 21.49

0.0120.9

0.0125 20.55

0.015 20.33

0.0175 20.2

0.0220.12

27

18

U(t)

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0.0025

0.005

0.0075

0.01

0.0125

0.015

0.0175

0.02

 

 

 

t

 

 

 

Рис. 4.25

 

 

 

 

 

C

U(t)

J

 

R

R

 

 

 

R

R

 

 

 

 

Рис. 4.26:

Зависимые и независимые начальные условия Пример- 6.

Дано :

R 20 C 40 10 6 J 2

Ищем решения в виде:

U(t) Uсв(t) iпр A ep t Uпр

1)Uпр определяет принуждённую составляющую схеме после коммутации

(рис. 4.27):

117

Рис. 4.27:

Uпр J R 3 Uпр 120

2)определяет ННУ в схеме до коммутации (рис. 4. 28):

Uc(0) J R Uco J R

C

U(t)

J

R

R

R

U(t)

J

R

Uc(0)

Eэ

2R

R

U(t)

J

Rэ

R

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.28

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.29

Рис. 4.30

3)

 

определяет

ЗНУ в схеме после коммутации (рис. 4.29 и 4.30):

Ee

 

 

 

Uco 2 R

 

Re

 

2 R

U(0)

 

 

J (Re

R)

Ee

 

 

 

 

 

3 R

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uo

 

 

 

J (Re

 

R)

Ee

 

Uo

93.333

 

 

 

 

A

 

 

 

 

Uпр

Uo

A

26.667

 

 

 

 

 

 

 

4)

Корень характеристического уравнения через входное сопротивление

в схеме после коммутации:

 

 

 

Z

 

 

 

2 R

R

 

 

1

 

 

 

0

 

p

 

1

 

p

416.667

 

 

 

 

 

p C

 

 

 

 

3 R C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

Записываем окончательное решение и строим график i(t):

 

 

 

1

 

 

 

2.4

10

3

 

t

0 0.5

4

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

U(t)

 

 

 

 

U(t)

A ep t

Uпр

 

 

0 26.67

0.0012 25.24

0.0024 24.13

0.0036 23.25

0.0048 22.55

0.006 22.01

0.0072 21.58

0.0084 21.24

0.0096 20.98

120

100

80 U(t) 60 40 20

0 0.0012 0.0024 0.0036 0.0048 0.006 0.0072 0.0084 0.0096

t

Рис. 4.31

118

Лекция № 10

§4.3 Метод расчета переходных процессов в цепи переменный тока

Для расчета переходный процессов в цепи переменного тока используют символический метод

Пример: Определить ток источника напряжения если:

R1 20 Ом, R2 10 Ом, L 0,2 Гн, e(t) 20sin( t 60o )В, f 50 Гц,2 f 313рад/с.

Рис. 4.32

Решение: Находим индуктивное сопротивление и комплекс напряжения X L L 62,8Ом, E 20e j60o В.

Ищем решение в виде i(t) iсв(t) iпр(t) Ae pt i(t) .

1.Определяем принужденную составляющую в цепи после коммутации, используя символический метод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.33

 

 

 

I

пр

E / R R

jX

L

0,163 j0,237 0,287e j124,466A .

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем мгновенное значение принужденного тока

 

 

i (t) 0,287sin( t 124,466o )A, i

 

(0) 0,237A .

 

 

пр

 

 

 

 

 

 

пр

 

 

2. Определяем корень характеристического уравнения

 

 

Z ( p) R

R pL 0 p

R1

R2

150c-1 .

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Определяем независимые начальные условия, iL (0) используя символический метод.

119

 

 

 

 

 

 

I

 

E

R

R1 R1 jX L

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2R1 jX L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IL0 I e

 

R1

 

0,118

j0,156A, iL (0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2R

jX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

0,156A.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.34

4. Определяем зависимые начальные условия в схеме после коммутации, заменяя индуктивностьL источником тока равным iL (0) .

ie (0 ) iL (0) 0,156A

Рис. 4.35

5. Определяем константу интегрирования A

ie (0 ) A iпр(0) A ie (0 ) iпр(0) 0,081A .

Записываем решение и строим график.

i(t) iсв(t) iпр(t) Ae pt iпр(t) 0,081e 150t 0,287sin( t 124,466o )A .

6. Строим зависимость в пределах одного периода

120

Соседние файлы в папке ТОЭ лабы