- •Узбекское агентство почты и телекоммуникации Ташкентский электротехнический институт связи
- •Ташкент 2002
- •Введение
- •Лекция 1. Основные элементы, понятия и законы электрических цепей
- •Определение электрических цепей. Понятие тока, напряжения и эдс
- •Элементы электрических цепей и их свойства
- •Пассивные элементы
- •А dq ктивные элементы
- •Схемы замещения реальных элементов эц
- •Электрическая схема и ее элементы
- •Виды соединений элементов эц
- •Законы Кирхгофа
- •Закон Ома
- •Вопросы для самоконтроля к лекции 1
- •Лекция 2. Методы расчета цепей постоянного тока
- •2.1. Определение и порядок расчета цепей постоянного тока
- •Порядок расчета лэц при воздействии постоянной эдс
- •2.2. Расчет резистивных лэц
- •2.3. Метод контурных токов
- •Правила составления уравнений по мкт
- •Порядок расчета по мкт
- •2.4. Метод узловых напряжений
- •Правила составления уравнений по мун
- •Порядок расчета по мун
- •2.5. Вопросы для самоконтроля к лекции 2
- •Лекция 3. Лэц при гармоническом воздействии
- •3.1. Гармонические колебания и их описание
- •3.2. Действующее значение периодической функции
- •3.3. Представление гармонических колебаний векторами
- •3.4. Связь между мгновенными значениями напряжения и тока на элементах цепи
- •1. Активное сопротивление
- •2. Индуктивность
- •3.Емкость
- •3.5. Последовательное соединение элементов r, l, c
- •3.6. Вопросы для самоконтроля к лекции 3
- •Лекция 4. Символический метод расчета цепей гармонического тока
- •4.1. Символическое изображение синусоидальных функций комплексными величинами
- •4.2. Изображение производной и интеграла от синусоидальной функции
- •4.3. Комплексные сопротивления и проводимость
- •4.4. Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме
- •4.5. Выражение мощности в комплексной форме. Баланс мощностей
- •4.6. Условие передачи максимальной мощности от источника в нагрузку
- •4.7. Вопросы для самоконтроля к лекции 4
- •Лекция 5. Простейшие частотно-избирательные цепи
- •5.1. Комплексная передаточная функция
- •5.2. Явление резонанса и его значение в радиотехнике и электросвязи
- •5.3. Последовательный колебательный контур.
- •5.4. Виды расстроек контура
- •5.5. Частотные характеристики последовательного колебательного контура
- •5.6. Полоса пропускания
- •5.7. Вопросы для самоконтроля к лекции 5
- •Литература: [1] с. 148-170; [2] с. 54-62; [3] с. 122-131; [4] с. 126-128; [5] с. 191-205; 211-226. Лекция 6. ПереходнЫе процессы в лэц
- •6.1. Понятие о переходном процессе
- •6.2. Законы коммутации
- •6.3. Классический метод расчёта переходных процессов
- •Например, переходной процесс в цепи, состоящей из последовательно соединённых r,l,с элементов при включении в неё источника эдс е(t) описывается уравнением:
- •6.4. Способы составления характеристического уравнения
- •6.5. Порядок расчёта переходных процессов классическим методом
- •6.6. Включение цепи rl на постоянное напряжение
- •Мерой длительности переходного процесса является постоянная времени .
- •6.7. Включение цепи rc на постоянное напряжение
- •6.8. Вопросы для самоконтроля к лекции 6
- •Литература: [1] с. 185-198; [2] с. 103-112; [3] с. 199-209; [5] с. 344-363. Лекция 7. Операторный метод расчёта переходных процессов
- •7.1. Преобразования Лапласа
- •7.2. Некоторые свойства преобразования Лапласа
- •7.3. Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме Благодаря линейности преобразования Лапласа, законы Ома и Кирхгофа можно написать для изображений токов и напряжений
- •7.4. Определение оригинала функции по его изображению
- •7.5. Порядок расчёта переходных процессов операторным методом
- •7.6. Операторная передаточная функция
- •7.7. Вопросы для самоконтроля к лекции 7
- •Литература: [1] с. 218-248; [2] с. 121-127; [3] с. 219-237; [4] с. 251-257; [5] с. 381-391. Лекция 8. Анализ лэц при импульсных воздействиях
- •8.1. Единичная и импульсная функции
- •8.2. Переходная и импульсная характеристики
- •8.3. Временной метод анализа лэц
- •8.4. Частотный метод анализа лэц
- •8.5. Вопросы для самоконтроля к лекции 8
- •Литература: [1] с. 254-302; [3] с. 238-241, 245-277; [4] с. 257-258, 215-219, 274-277; [5] с. 391-397.
- •9.1. Назначение и классификация электрических фильтров
- •9.2. Рабочие характеристики электрических фильтров
- •. Полиномиальные фильтры
- •Передаточная функция фч определяется выражением
- •. Расчёт полиномиальных фильтров
- •9.5. Табличный метод расчёта фильтров
- •9.6. Вопросы для самоконтроля к лекции 9
- •Литература
- •Содержание
- •7.7. Вопросы для самоконтроля к лекции 7 ………………………………….… 65
- •8.5. Вопросы для самоконтроля к лекции 8 ……………………………………. 73
- •9.5. Вопросы для самоконтроля к лекции 9 ……………………………………. 80
-
Схемы замещения реальных элементов эц
Реальные элементы ЭЦ можно представить моделью (эквивалентной схемой) из нескольких идеализированных элементов, причем только один из них отражает полезное качество. Остальные элементы являются паразитными.
Качество реальных элементов, т.е. их степень близости к идеализированным, оценивается с помощью коэффициента Q, называемого добротностью.
1.Резистор
2. Катушка индуктивности
3. Конденсатор
4. Реальный источник напряжения
5. Реальный источник тока
6. Трехполюсный усилитель (лампа, транзистор)
-
Электрическая схема и ее элементы
Схемой называется графическое изображение ЭЦ. Ее элементами являются узлы, ветви, контуры.
Простым узлом называют место соединения зажимов двух элементов (рис. 1.7, а), а сложным - место соединения зажимов трех и более элементов
а) б)
в)
Рис. 1.7.
Ветвью - называют участок цепи, включаемой между двумя узлами, через который течет один и тот же электрический ток.
Контур - любой замкнутый путь, проходящий по нескольким узлам (рис. 1.7, в).
Главные (независимые) контуры, это контуры, отличающиеся друг от друга хотя бы одной ветвью.
Рис. 1.8.
Например, схема рис. 1.8 содержит узлов NУ = 4, ветвей NВ = 6, независимых контуров NН.К = 3.
Ч исло независимых контуров можно рассчитать по формуле:
-
Виды соединений элементов эц
Последовательным соединением элементов называется такое, при котором через все элементы проходит один и тот же ток i (рис. 1.9, а)
а) б)
Рис. 1.9.
При последовательном соединении эквивалентное сопротивление определяется по формуле:
) 9 . 1 (
Параллельным соединением элементов называется такое, при котором ко всем элементам приложено одно и то же напряжение u (рис. 1.10, а)
а) б)
Рис. 1.10.
При параллельном соединении
) 10 . 1 (
Последовательно-параллельные цепи с одним источником можно рассчитывать путем эквивалентных преобразований, когда вся цепь, кроме источника , преобразуется в одно эквивалентное сопротивление.
-
Законы Кирхгофа
В основе всех методов анализа и расчета ЭЦ лежат законы Кирхгофа, установленные опытным путем в 1845 году. Распределение токов и напряжений в электрических цепях подчиняется этим законам.
Первый закон Кирхгофа: алгебраическая сумма токов в любом узле электрической цепи равна нулю, т.е. в любой момент времени
) 11 . 1 (
Правило знаков: со знаком «-» берут токи, направленнные от узла и со знаком «+»- к узлу или наоборот.
Если ЭЦ содержит NУ узлов, то по первому закону Кирхгофа необходимо составить N1 = NУ – 1 линейно-независимых уравнений.
Второй закон Кирхгофа: алгебраическая сумма падений напряжений на элементах любого замкнутого контура ЭЦ равна алгебраической сумме ЭДС в любой момент времени:
) 12 . 1 (
Правило знаков: со знаком «+» берут те напряжения и ЭДС, направления которых совпадают с произвольно выбранным направлением обхода контура, в противном случае берут знак «-».
В общем случае для ЭЦ, содержащей NВ ветвей и NИ.Т. источников тока, по второму закону Кирхгофа необходимо составить
N2 = NВ – NУ + 1 – NИ.Т.
линейно независимых уравнений).
Общее число линейно-независимых уравнений по законам Кирхгофа
N = N1 + N2
Замечание: Перед тем как составлять уравнения по законам Кирхгофа необходимо:
Произвольно выбрать положительные направления токов в ветвях и обозначить их на схеме стрелками;
Выбрать положительные направления обходов независимых контуров и указать их стрелками;
Пример: Составить уравнения по законам Кирхгофа для схемы рис. 1.11.
Рис. 1.11.
+ i1 i2 – i3 = 0
+ u1 + u2 + u3 = e1
– u2 + u4 + u3 = – e2