 |
|
Раздел 2. Линейные цепи при гармоническом воздействии
Гармонические колебания. Мгновенное значение, амплитуда, фаза, период, частота, угловая частота, начальная фаза. Среднее и действующее значение. Задачи анализа установившегося синусоидального режима. Метод комплексных амплитуд. Представление гармонических функций в комплексной форме. Текущий комплекс, комплексная амплитуда. Векторные диаграммы на комплексной плоскости. Входное комплексное сопротивление и проводимость. Законы Ома и Кирхгофа для комплексных амплитуд. Идеализированные элементы цепи при гармоническом воздействии. Последовательное и параллельное соединение R, L, и C при гармоническом воздействии. Треугольники сопротивлений и проводимостей.
Энергетические процессы в смешанной цепи при гармоническом воздействии. Мгновенная, активная, реактивная, полная и комплексная мощности. Условия передачи максимума средней мощности от источника в нагрузку. Баланс мощностей.
Преобразование схем электрических цепей. Эквивалентные участки цепи с последовательным и параллельным соединением. Эквивалентные источники напряжения и тока. Преобразование схемы с двумя узлами. Перенос источников в схеме.
Индуктивно-связанные электрические цепи. Взаимная индуктивность. Коэффициент индуктивной связи. Индуктивность рассеяния. Э.д.с. взаимной индукции. Согласное и встречное включение индуктивностей. Уравнения и схемы замещения линейного трансформатора. Условия физической реализуемости схем замещения. Совершенный и идеальный трансформаторы и их эквивалентные схемы. Свойства идеального трансформатора. Входное сопротивление нагруженного трансформатора. Линейный трансформатор с тремя и более обмотками, особенности анализа.
Основные методы расчета сложных электрических цепей. Использование топологических представлений для определения числа независимых уравнений, составленных по 1-му и 2-му законам Кирхгофа. Обобщеная ветвь электрической цепи. Метод контурных токов. Метод узловых напряжений. Метод наложения.
Входные и передаточные сопротивления и проводимости. Основные теоремы и свойства линейных цепей. Теорема суперпозиции. Теорема обратимости. Теорема об эквивалентных цепях. Теорема подстановки. Теорема Теледжена. Формулировка и доказательство теорем. Частные случаи и следствия из основных теорем: эквивалентные преобразования источника тока и напряжения, эквивалентные преобразования группы источников, эквивалентные преобразования пассивных цепей.
Постановка задачи машинного анализа электрических схем. Основные этапы анализа. Топологическое описание электрических схем. Матричные уравнения законов Ома и Кирхгофа. Матричные уравнения контурных токов и узловых потенциалов. Порядок составления матричных уравнений электрического равновесия и алгоритмов для вычисления на ЦВМ.
Практические занятия по 2 разделу курса: “Простейшие цепи при гармоническом воздействии. Применение метода комплексных амплитуд к расчету цепей, содержащих последовательное и параллельное соединение двухполюсников”, “Расчет индуктивно-связанных цепей”, “Применение методов контурных токов и узловых напряжений при расчетах сложных электрических цепей”, “Применение метода наложения и теоремы об эквивалентном источнике при расчетах электрических цепей” предназначены для приобретения навыков анализа установившегося синусоидального режима в линейных цепях. На этом занятии рассматриваются методы решения задач ДКР №1.
Раздел 3. Частотные характеристики и резонанс в электрических цепях.
Понятие о комплексных частотных характеристиках линейных цепей и систем. Входные и передаточные КЧХ. Амплитудно-частотная, фазо-частотная и амплитудно-фазовая характеристики (годограф цепи). Комплексные частотные характеристики идеализированных двухполюсных элементов. КЧХ цепей с одним энергоемким элементом.
Анализ резонансных явлений в RLC - цепях. Дифференциальное уравнение цепи. Условие резонанса. Резонанс в последовательном контуре. Энергетические соотношения. Резонансная частота. Добротность. Частотные характеристики последовательного RLC -контура.Частотные характеристики высокодобротного последовательного контура вблизи резонансной частоты. Обобщенная расстройка. Полоса пропускания. Влияние нагрузки и внутреннего сопротивления генератора на избирательные свойства контура.
Резонанс в параллельном контуре. Дуальность параллельной и последовательной цепей. Резонансная частота. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики сопротивления контура. Контур с неполным включением. Соотношения между токами при резонансе.
Связанные колебательные контуры. Виды связи. Коэффициент связи. Сопротивление связи. Вносимые сопротивления. Контурные уравнения обобщенной схемы. Эквивалентные схемы 1-го и 2-го контуров. Частный, сложный и полный резонансы. Частотные характеристики и полоса пропускания системы связанных контуров. Настройка связанных контуров.
Лабораторные работы по 3 разделу курса: “Исследование параллельного и последовательного колебательного контура” предназначены для экспериментального подтверждения и закрепления пройденного материала.