Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Топ:
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Интересное:
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Дисциплины:
2017-10-01 | 1660 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Длинные линии
1. Дать определение длинной линии и перечислить ее свойства и параметры.
2. Какие условия работы длинной линии Вы знаете? Какие особенности поведения линии имеют место в разных условиях?
3. Что понимается под первичными и вторичными параметрами длинной линии и какова связь между ними?
4. Что такое коэффициент распространения и волновое сопротивление длинной линии. Как их использовать?
5. Как определяются коэффициенты отражения тока и напряжения в длинной линии?
6. Представить эквивалентную схему замещения элементарного отрезка длинной линии и уравнения, отражающие его поведение.
Вопрос 1. Что понимается под переходным процессом в электрической цепи? Какова его длительность? Чем обусловлены переходные процессы в электрических цепях? Существуют ли цепи, в которых их нет?
Установившийся режим – состояние цепи, в котором все токи и напряжения являются периодическими функциями времени, либо постоянными величинами (в цепях постоянного тока).
Переходный процесс – переход из одного установившегося состояния в другое. Такой процесс возникает, например, при резком изменении сопротивления цепи. Если в ЭЦ имеется только источники ЭДС или тока и активные сопротивления, то переход от одного установившегося режима к другому происходит мгновенно, то есть без ПП.
Возникновение ПП объясняется тем, что в индуктивностях и емкостях цепи энергия не может измениться мгновенно, так как для осуществления этого необходимы источники, имеющие бесконечно большую мощность. ПП не протекает в цепях, где отсутствуют реактивные элементы.
На практике длительность ПП равна , в теории длительность ПП равна
|
Вопрос 2. Что понимается под коммутацией? Как долго она длится? Сформулируйте законы коммутации. Каковы схемы замещения катушки индуктивности и конденсатора в момент коммутации и установившемся режиме?
Коммутация – любое скачкообразное изменение в цепи, приводящее к нарушению установившегося режима. Принято считать, что коммутация происходит мгновенно в момент времени t=0, с помощью идеального ключа или ступенчатого сигнала.
Коммутирующее устройство на схеме изображают в виде идеального ключа, у которого при замыкании сопротивление равно нулю, а в разомкнутом состоянии равно бесконечности:
K |
При анализе ПП в цепи, как правило, можно пренебречь длительностью процесса коммутации, то есть считать, что коммутация осуществляется практически мгновенно. Начало отсчета времени ПП обычно совмещают с моментом коммутации, причем через обозначают, момент времени, непосредственно предшествующий коммутации.
Законы коммутации используются для определения начальных условий при расчете переходных процессов.
I ЗК : в начальный момент времени после коммутации ток индуктивности сохраняет такое же значение как и непосредственно перед коммутацией: , а затем плавно изменяется, начиная с этого значения;
II ЗК: в начальный момент времени после коммутации напряжение на емкости сохраняет такое же значение, как и непосредственно перед коммутацией: , а затем плавно изменяется, начиная с этого значения.
Начальные значения величин, сохраняющиеся неизменными в момент времени t = 0, называются независимыми начальными условиями. Таковыми являются токи индуктивностей и напряжения на ёмкостях, подчиняющиеся правилам коммутации. Токи и напряжения сопротивлений, токи ёмкостей и напряжения на индуктивностях в момент коммутации могут изменяться скачком. Их величины после коммутации (t = 0+) называют зависимыми начальными значениями. Последние не определяются непосредственно правилами сохранения, но всегда могут быть выражены через независимые начальные значения с помощью уравнений Кирхгофа, записанных для мгновенных значений токов и напряжений, действующих в послекоммутационной цепи для момента t = 0+.
|
Если в момент коммутации токи всех индуктивных и напряжения всех емкостных элементов равны нулю, то НУ называются нулевыми.
В момент коммутации (t = 0) в общем случае индуктивность можно заменить источником тока с , а емкость – источником напряжения с . В частном случае при и индуктивность заменяется обрывом, а емкость – коротким замыканием.
Конечные условия – это значение токов и напряжений в установившемся режиме при t = ∞.
Схемы замещения реактивных элементов для установившегося режима постоянного тока:
Законы коммутации могут не выполняться и при некоторых коммутациях, затрагивающих ветви, содержащие реактивные элементы. Коммутации такого типа называются некорректными. Анализ процессов в цепях при некорректных коммутациях производят с использованием принципов непрерывности потокосцепления и электрического заряда :
Принцип непрерывности потокосцепления – алгебраическая сумма потокосцеплений индуктивностей в любом замкнутом контуре электрической цепи являются непрерывными функциями времени:
.
Принцип непрерывности электрического заряда – алгебраическая сумма зарядов ёмкостей, подключённых к любому узлу электрической цепи, являются непрерывными функциями времени:
.
Некорректность коммутации возникает вследствие излишне упрощенного рассмотрения процесса коммутации и может быть устранена при более строгом анализе.
Этап 1.
Ток в индуктивности до коммутации: , поскольку ключ разомкнут. | |
Согласно I закону коммутации: –индуктивность заменяем разрывом. |
Этап 2.
На основании законов Кирхгофа составим дифференциальное уравнение (этап № 2) относительно переменной тока в индуктивности по схеме после коммутации, описывающей мгновенные значения токов и напряжений.
Согласно II з-ну Кирхгофа:
– НДУ
Решение в виде:
1) Определим свободную составляющую, решая ОДУ
Из ОДУ получим характеристическое уравнение (этап № 3), осуществляя замену . , откуда [c-1],
где [c] – постоянная RL-цепи.
Знак «минус» в выражении указывает на то, что переходный процесс заканчивается и наступает установившийся режим.
|
Поскольку корень характеристического уравнения отрицательный и вещественный, то – свободная составляющая (этап № 4) переходного тока.
2) Определим принуждённую составляющую (1 способ). Поскольку внешнее воздействие является постоянным, т.е. , то решение для принуждённой составляющей будем искать в виде:
Осуществляя подстановку последнего соотношения в НДУ, получим:
Определим принужденную составляющую тока в индуктивности
при t = ∞ (2 способ).
Индуктивность заменяем перемычкой.
На основании закона Ома: – конечное условие.
3) Таким образом, вид переходного тока в индуктивности определяется в виде:
4) Определим const A (этап № 6), используя начальное условие .
ð
5) Переходные напряжения на индуктивности и резисторе:
Постоянная времени последовательной RL-цепи графически определяется длиной подкасательной кривой при любом значении .
Дифференцирование оригинала
Если , то .
3. Интегрирование оригинала сводится к делению изображения на р
Если , то .
Сжатие (теорема подобия)
Если , то .
Запаздывание
Если , то .
Смещение
Если , то .
Свертка
Если , то .
8. Предельные соотношения:
.
Оригинал функции можно найти и с помощью теоремы разложения.
Если изображение функции представлено в виде дроби
,
причем многочлены (относительно р) F1 (p) и F2 (p) удовлетворяют следующим условиям:
- степень ниже степени ,
- ак и bk – вещественные числа,
тооригинал находим по формуле , где – значение производной при р = р к, – значение числителя при р = р к.
В том случае, если один из корней равен нулю, то
Дифференцирование оригинала
Если , то .
3. Интегрирование оригинала сводится к делению изображения на р
Если , то .
4. Сжатие (теорема подобия - Теорема позволяет определить изображение функции времени при изменении масштаба её аргумента.)
Если , то .
5. Запаздывание ( Теорема позволяет определить изображение функции f(t – t0), отличающейся от функции f(t) тем, что она сдвинута вправо вдоль оси времени на t0)
Если , то .
6. Смещение ( Теорема смещения позволяет определить, как изменяется изображение при умножении оригинала на показательную функцию e ±at, где a - постоянное число)
|
Если , то .
Свертка
Если , то .
8. Предельные соотношения:
.
Операторные изображения некоторых функций:
Оригинал (f(t)) | Изображение (F(p)) |
A | |
sin wt | |
cos wt | |
sin(wt+y) |
1) Изображение постоянной функции f(t)=А:
2) Изображения экспоненциальных функций:
3) Изображения гармонических функций:
5) Изображения 1-ой и 2-ой производной от функции времени:
6) Изображение определенного интеграла от функции:
Метод главного определителя
· Составляем цепь, соответствующую свободному режиму.
· Выбираем независимые контуры и задаем направление их контурных токов.
· Составляем главный определитель , состоящий из собственных и общих контурных комплексных сопротивлений.
· Повсеместно заменяем на p и приравниваем нулю.
· Уравнение – характеристическое уравнение
.
Метод главного определителя. Выберем независимые контуры и укажем направление их обхода. Составим главный определитель, заменяя на p
Существует еще один способ, основанный на определении постоянной времени, применимый только для цепей I порядка.
Постоянной времени t цепи называют промежуток времени, за который искомая величина изменится в е раз. Время переходного процесса прямо пропорционально t и приближённо равно: .
Для устойчивых цепей (цепей, в которых соблюдается условие ) корни характеристического уравнения должны быть отрицательными или иметь отрицательную действительную часть. Постоянная времени для цепей I порядка связана с корнем характеристического уравнения: .
Причём для цепей, содержащих ёмкость, – t = R э С, а для цепей, содержащих индуктивность, – t= L/R э, где R э – эквивалентное сопротивление послекоммутационной цепи, вычисленное относительно зажимов единственного реактивного элемента (накопителя энергии) при удаленных источниках.
Длинные линии
1. Дать определение длинной линии и перечислить ее свойства и параметры.
2. Какие условия работы длинной линии Вы знаете? Какие особенности поведения линии имеют место в разных условиях?
3. Что понимается под первичными и вторичными параметрами длинной линии и какова связь между ними?
4. Что такое коэффициент распространения и волновое сопротивление длинной линии. Как их использовать?
5. Как определяются коэффициенты отражения тока и напряжения в длинной линии?
6. Представить эквивалентную схему замещения элементарного отрезка длинной линии и уравнения, отражающие его поведение.
Вопрос 1. Что понимается под переходным процессом в электрической цепи? Какова его длительность? Чем обусловлены переходные процессы в электрических цепях? Существуют ли цепи, в которых их нет?
|
Установившийся режим – состояние цепи, в котором все токи и напряжения являются периодическими функциями времени, либо постоянными величинами (в цепях постоянного тока).
Переходный процесс – переход из одного установившегося состояния в другое. Такой процесс возникает, например, при резком изменении сопротивления цепи. Если в ЭЦ имеется только источники ЭДС или тока и активные сопротивления, то переход от одного установившегося режима к другому происходит мгновенно, то есть без ПП.
Возникновение ПП объясняется тем, что в индуктивностях и емкостях цепи энергия не может измениться мгновенно, так как для осуществления этого необходимы источники, имеющие бесконечно большую мощность. ПП не протекает в цепях, где отсутствуют реактивные элементы.
На практике длительность ПП равна , в теории длительность ПП равна
Вопрос 2. Что понимается под коммутацией? Как долго она длится? Сформулируйте законы коммутации. Каковы схемы замещения катушки индуктивности и конденсатора в момент коммутации и установившемся режиме?
Коммутация – любое скачкообразное изменение в цепи, приводящее к нарушению установившегося режима. Принято считать, что коммутация происходит мгновенно в момент времени t=0, с помощью идеального ключа или ступенчатого сигнала.
Коммутирующее устройство на схеме изображают в виде идеального ключа, у которого при замыкании сопротивление равно нулю, а в разомкнутом состоянии равно бесконечности:
K |
При анализе ПП в цепи, как правило, можно пренебречь длительностью процесса коммутации, то есть считать, что коммутация осуществляется практически мгновенно. Начало отсчета времени ПП обычно совмещают с моментом коммутации, причем через обозначают, момент времени, непосредственно предшествующий коммутации.
Законы коммутации используются для определения начальных условий при расчете переходных процессов.
I ЗК : в начальный момент времени после коммутации ток индуктивности сохраняет такое же значение как и непосредственно перед коммутацией: , а затем плавно изменяется, начиная с этого значения;
II ЗК: в начальный момент времени после коммутации напряжение на емкости сохраняет такое же значение, как и непосредственно перед коммутацией: , а затем плавно изменяется, начиная с этого значения.
Начальные значения величин, сохраняющиеся неизменными в момент времени t = 0, называются независимыми начальными условиями. Таковыми являются токи индуктивностей и напряжения на ёмкостях, подчиняющиеся правилам коммутации. Токи и напряжения сопротивлений, токи ёмкостей и напряжения на индуктивностях в момент коммутации могут изменяться скачком. Их величины после коммутации (t = 0+) называют зависимыми начальными значениями. Последние не определяются непосредственно правилами сохранения, но всегда могут быть выражены через независимые начальные значения с помощью уравнений Кирхгофа, записанных для мгновенных значений токов и напряжений, действующих в послекоммутационной цепи для момента t = 0+.
Если в момент коммутации токи всех индуктивных и напряжения всех емкостных элементов равны нулю, то НУ называются нулевыми.
В момент коммутации (t = 0) в общем случае индуктивность можно заменить источником тока с , а емкость – источником напряжения с . В частном случае при и индуктивность заменяется обрывом, а емкость – коротким замыканием.
Конечные условия – это значение токов и напряжений в установившемся режиме при t = ∞.
Схемы замещения реактивных элементов для установившегося режима постоянного тока:
Законы коммутации могут не выполняться и при некоторых коммутациях, затрагивающих ветви, содержащие реактивные элементы. Коммутации такого типа называются некорректными. Анализ процессов в цепях при некорректных коммутациях производят с использованием принципов непрерывности потокосцепления и электрического заряда :
Принцип непрерывности потокосцепления – алгебраическая сумма потокосцеплений индуктивностей в любом замкнутом контуре электрической цепи являются непрерывными функциями времени:
.
Принцип непрерывности электрического заряда – алгебраическая сумма зарядов ёмкостей, подключённых к любому узлу электрической цепи, являются непрерывными функциями времени:
.
Некорректность коммутации возникает вследствие излишне упрощенного рассмотрения процесса коммутации и может быть устранена при более строгом анализе.
|
|
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!