НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
“ СОГЛАСОВАНО” “ УТВЕРЖДАЮ”
Зав. кафедрой РП и РПУ Декан РТФ
Д. т.н., проф. ___________ профессор __________ “____”_______________2001г. “____”_______________2001г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине
«Основы теории цепей»
для студентов, обучающихся по направлению подготовки
инженеров ускоренной формы обучения:
210302 “Радиотехника”
Факультет: РЭФ
Кафедра: Общей электротехники
Курс : 2 Семестр: 3, 4
Экзамен 3 семестр, зачет 4 семестр
Лекции 85 часов
Упражнения 34 часа
Лабораторные
занятия 34 часа
Индивидуальная работа 34 часа
Всего аудиторных занятий 153 часа
Курсовая работа 1 работа
Контр. работы 4 работы
РГР 4 работы
Всего часов работы студента 240 часов
2006 г.
Рабочая программа составлена на основании Государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по направлению подготовки инженеров ускоренной формы обучения специальности - 210302 - Радиотехника.
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры общей электротехники.
Протокол № 6 от 2 июня 2006 г.
Программу составил
д. т.н., проф. _________________
Заведующий кафедрой
к. т.н., доцент __________________
Ответственный за образовательную
программу д. т.н., профессор __________________
Председатель учебно-методической
комиссии факультета, к. т.н., доцент __________________
1. ВНЕШНИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Квалификационные требования
Для решения профессиональных задач инженер:
изучает специальную литературу и другую научно-техническую информацию, достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области радиоэлектроники; проводит экспериментальные исследования радиоэлектронных устройств и систем с целью их модернизации или создания новых образцов; составляет описания проводимых исследований, готовит данные для составления отчетов, обзоров и другой документации; выполняет математическое моделирование радиотехнических устройств и систем с целью оптимизации их параметров;Инженер должен знать:
действующие стандарты и технические условия, положения и инструкции по эксплуатации оборудования, программам испытаний, оформлению технической документации; технические характеристики и экономические показатели отечественных и зарубежных разработок в области радиоэлектронной техники; основную аппаратуру для измерения характеристик радиотехнических цепей и сигналов; порядок пользования периодическими, реферативными и справочно-информационными изданиями по профилю специальности; правила и нормы охраны труда.
Требования к профессиональной подготовленности выпускника
по направлению подготовки дипломированного специалиста
«РАДИОТЕХНИКА»
Выпускник должен обладать профессиональными знаниями и умениями, которые необходимы ему при решении задач, соответствующей его квалификационной характеристике, указанной в п.1.4 настоящего государственного стандарта.
Инженер по направлению подготовки "Радиотехника"
должен знать:
основные научно-технические проблемы и перспективы развития радиотехники и областей ее применения; базовые языки и основы программирования, методы хранения, обработки, передачи и защиты информации, типовые программные продукты, ориентированные на решение научных и проектно-конструкторских задач радиотехники; математический аппарат и численные методы, физические и математические модели процессов и явлений, лежащих в основе принципов действия приборов и устройств радиоэлектроники;должен уметь применять:
методы исследования, проектирования и проведения экспериментальных работ; методы организации и осуществления измерений и исследований, включая организацию и проведение стандартных испытаний и технического контроля, обеспечивающих требуемое качество продукции; действующие стандарты, технические условия, положения и инструкции по оформлению технической документации; основные методы работы на ПЭВМ с прикладными программными средствами.
2. ОСОБЕННОСТИ (ПРИНЦИПЫ) ПОСТРОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина "ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ" в системе подготовки дипломированных специалистов по направлениям 200700 входит в цикл общепрофессиональных дисциплин учебного плана.
Связь с другими дисциплинами
«Основы теории цепей» базируются на двух фундаментальных дисциплинах «Высшая математика(общий курс и спец. разделы)» и «Физика(общий курс и спец. разделы)». Важнейшими разделами математики, необходимыми для изучения теории цепей, являются «Дифференцирование и интегрирование», "«обыкновенные дифференциальные уравнения"» , «Уравнения математической физики(колебания струны), «Основы теории функций комплексного переменного», «Операционное исчисление», «Численные методы».
Важнейшими разделами физики для изучения теории цепей являются «Электричество и магнетизм», «Колебания и волны». Курс «Информатика» должен подготовить студентов к практическому программированию и технике операций с компьютером в степени, достаточной для работы студента в качестве пользователя при изучении методов автоматизированного анализа цепей.
Лекционный курс построен в соответствии со следующими принципами:
- Соответствие целей и содержания дисциплины требованиям Государственного образовательного стандарта подготовки дипломированных специалистов по направлениям 200700.
- Курс является одним из первых изучаемым студентами в цикле "Общепрофессиональных дисциплин", он представляет собой теоретическую основу, на которой базируется подготовка бакалавров и дипломированных специалистов. Поэтому, в курсе закладываются такие общепредметные умения как классификация, моделирование, абстрагирование, многовариантность решения поставленной задачи, оценка полученных результатов, т. д. Модульность - деление курса на самостоятельные, но в то же время, взаимосвязанные части. Ядро курса - общие подходы, принципы и методы анализа линейных электрических цепей. Практическая направленность. Использование проблемного метода обучения. Использование компьютерных технологий при расчете и экспериментальном исследовании электрических цепей. Обеспечение высокой степени самостоятельности студента при изучении модулей курса. Ритмичность изучения курса (достигается использованием рейтинговой системы).
3. ЦЕЛИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина «Основы теории цепей» является первой общепрофессиональной дисциплиной в системе подготовки радиоинженеров. Она представляет собой теоретическую основу, на которой базируется подготовка бакалавров, инженеров и магистров по указанным специальностям.
Главная задача, которую должно решать преподавание данной дисциплины, заключается в том, чтобы ввести студентов в сферу основных понятий, терминов и принципов теории электрических цепей, развить идеи моделирования важнейших электромагнитных процессов и способов отражения реальных физических явлений в виде различных электрических схем замещения. Важнейшая цель преподавания основ теории цепей заключается в развитии у студентов умений и навыков в анализе электрических цепей в стационарных и переходных режимах с использованием современных компьютерных программ.
Ближайшая задача курса «Основы теории цепей» состоит в подготовке студентов к изучению общепрофессиональных дисциплин «Радиотехнические цепи и сигналы», «Теория электрической связи», «Электроника» и д. р.
Практические цели
Номер Цели | Содержание цели |
Студент будет иметь представление: | |
1. | О разнообразии электрических и радиотехнических цепей и их элементов |
2. | О множестве задач анализа работы электрических и радиотехнических цепей и их элементов |
3. | О различных математических моделях электромагнитных устройств и подходах, используемых при моделировании важнейших электромагнитных процессов |
4. | О задачах, решаемых специалистами при проектировании радиотехнических систем |
Студент будет знать: | |
5. | Способы отражения реальных физических явлений в виде различных электрических схем замещения |
6. | Основные определения, теоремы, законы и принципы, используемые в электротехнике |
7. | Методы расчета линейных электрических цепей в стационарном режиме |
8. | Особенности расчета электрических цепей несинусоидального тока и напряжения |
9. | Особенности трехфазных электрических цепей, использование их в устройствах радиотехнических систем и методы их расчета |
10. | Методы расчета нелинейных электрических цепей |
11. | Методы расчета линейных цепей в динамических режимах при питании их от источников: постоянного напряжения; гармонического напряжения; произвольной формы сигнала |
12. | Особенности анализа электрических цепей с распределенными параметрами |
13. | Свойства и частотные характеристики идеализированных элементов и простейших двухполюсников |
14. | Избирательные свойства колебательных контуров, фильтров и примеры их использования в радиотехнических цепях |
Студент будет уметь: | |
15. | Использовать методы расчета электрических цепей при анализе стационарных и переходных режимов в цепях и устройствах радиотехнических систем |
16. | Рассчитывать входные и передаточные частотные характеристики двухполюсников и многополюсников |
17. | Использовать для анализа электрические и радиотехнических цепей современные компьютерные программные продукты |
Студент будет иметь: | |
18. | Практические навыки по проведению как натурного, так и компьютерного эксперимента при исследовании радиотехнических цепей |
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ
ПРОГРАММЕ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ
ДИПЛОМИРОВАННОГО СПЕЦИАЛИСТА «РАДИОТЕХНИКА»
ОПД. Ф.03.01 | Основы теории цепей: основные понятия и законы электромагнитного поля, электрических и магнитных цепей; законы Ома и Кирхгофа; дифференциальные уравнения и методы их решения для простых цепей; метод узловых напряжений и уравнения состояния; контурные уравнения; анализ цепей переменного тока во временной области; использование преобразования Лапласа для анализа цепей; анализ в частотной области; частотные характеристики электрических цепей; системные функции цепей; нелинейные резистивные цепи; анализ четырехполюсников и цепей с многополюсными элементами; численные методы расчета электрических цепей; современные пакеты прикладных программ расчета электрических цепей на ЭВМ. | 260 |
4. СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Общие замечания
Содержание приведенной ниже программы сформировано на основе многолетнего опыта преподавания «Основ теории цепей» кафедрой общей электротехники Новосибирского государственного технического университета. Оно явилось также продуктом критической переработки действовавших в прежние годы утвержденных Минвузом программ и неоднократных обсуждений вопроса с ведущими профессорами и преподавателями радиотехнического направления. Программа в своей основе содержит обязательный минимум сведений, предписываемых вузу образовательной программой по направлению 200700 – Радиотехника. Ключевые слова обязательного минимума подчеркнуты. Кроме того, в программу включены отмеченные звездочкой разделы, которые могут быть предложены либо для самостоятельной работы студентов, проявивших интерес к учебно-исследовательской деятельности, либо прочитаны в виде факультативных или спец. курсов.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УЧЕБНЫХ ЧАСОВ ПО РАЗДЕЛАМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДАМ ЗАНЯТИЙ
Раздел дисциплины | Лекции | Лабораторные работы | Индивидуальные занятия |
4.1. Введение | 1 | - | - |
4.2. Основные понятия, законы и задачи теории цепей | 3 | - | - |
4.3. Линейные цепи постоянного тока | 8 | 3 | 6 |
4.4. Нелинейные резистивные цепи | 4 | 3 | 2 |
4.5. Анализ линейных электрических цепей при гармоническом воздействии | 12 | 6 | 6 |
4.6. Анализ цепей с многополюсными элементами | 13 | 4 | |
4.7. Применение сигнальных графов к расчету линейных электрических цепей | - | - | |
4.8. Частотные характеристики цепей | 8 | 6 | 4 |
4.9. Теория линейных четырехполюсников | 6 | 3 | 4 |
4.10. Электрические цепи с распределенными параметрами | 12 | 3 | 4 |
4.11. Анализ цепей во временной области | 18 | 6 | 8 |
4.12.* Анализ цепей при обобщенном экспоненциальном воздействии | 8 | - | - |
4.13.* Основы синтеза электрических цепей | - | - | - |
Введение
Предмет курса и его место в системе подготовки радиоинженеров. Электротехника и радиотехника как движители и символы материальной и общей культуры человечества (историческая справка). Развитие теории цепей как научно-технической дисциплины. Порядок изучения курса.
Основные понятия, законы и задачи теории цепей.
Определение электрической цепи. Электротехнические устройства; источники (генераторы), потребители (приемники). Линии, аппаратура. Схемы электрической цепи: структурные, принципиальные и схемы замещения (схемные модели). Эквивалентные схемы замещения.
Классификация электрических цепей (по физическим признакам и математическим моделям): энергетические и информационные, линейные и нелинейные, с сосредоточенными и распределенными параметрами, взаимные и невзаимные, пассивные и активные. Классификация цепей по частотному признаку и по топологическим особенностям. Идеализированные пассивные элементы электрических цепей. Активные элементы: независимые и зависимые источники напряжений и токов.
Топологические понятия теории цепей: граф цепи, узел, ветвь, путь, контур, дерево графа, ветви связи.
Основные законы электрических цепей: закон Ома и законы Кирхгофа. Режимы работы электрических цепей(холостой ход, короткое замыкание, номинальный и согласованный).
Задачи анализа и синтеза электрических цепей.
Линейные цепи постоянного тока.
Особенности работы цепей при постоянных источниках. Методы анализа линейных цепей: метод непосредственного применения законов Кирхгофа, метод контурных токов, метод узловых(потенциалов) напряжений. Основные теоремы электрических цепей: наложения, взаимности, компенсации, автономного(активного) двухполюсника. Метод эквивалентного источника. Баланс мощностей в цепи постоянного тока. Эквивалентные преобразования схем: последовательные, параллельные и смешанные соединения пассивных участков, параллельное соединение пассивных и активных ветвей, треугольник и звезда сопротивлений, преобразование схем с идеализированными источниками. Свертывание схем и метод пропорционального пересчета. Расчеты токораспределения с помощью универсальных компьютерных систем MathCAD и Elektroniks workbench.
4.4. Нелинейные резистивные цепи
Нелинейные элементы. Классификация, основные свойства, характеристики и параметры нелинейных элементов. Линеаризация характеристик в окрестностях рабочей точки. Статические и динамические сопротивления.
Нелинейные цепи постоянного тока. Графический и графоаналитический методы расчета нелинейных цепей постоянного тока. Применение метода эквивалентного источника к расчету нелинейных цепей. Нелинейное сопротивление при гармоническом воздействии.
Анализ линейных электрических цепей при гармонических
воздействиях.
Основные определения. Условно-положительные направления переменных ЭДС, токов и напряжений. Простейший генератор синусоидального тока. Гармонические ЭДС, напряжения и токи, угловая частота, амплитуда, начальная фаза, сдвиг по фазе. Диапазоны частот, применяемых в электротехнике и радиотехнике. Динамические уравнения цепи.
Мгновенное, среднее и действующее значения гармонических величин. Графики и векторные диаграммы. Неразветвленные цепи, содержащие активное сопротивление, индуктивность, емкость. Пассивный двухполюсник в цепи переменного тока. Принцип дуальности. Параллельное соединение приемников. Колебания энергии и мощность в цепи переменного тока. Закон сохранения мощностей. Измерение мощности ваттметром. Активные, реактивные и полные сопротивления, проводимости и мощности. Коэффициент мощности и его технико-экономическое значение.
Анализ цепей в частотной области. Изображение гармонических процессов в комплексной форме. Комплексная схема замещения. Символический метод как средство анализа цепей при гармонических воздействиях. Резонанс напряжений и резонанс токов. Выражение мощности в комплексной форме. Топографическая диаграмма.
Уравнения состояния цепи в матричной форме. Методы расчета цепей, ориентированные на применение компьютера. Основные этапы анализа цепи с помощью компьютера. Топологическое описание электрической цепи. Матрицы инциденций, матричная форма обобщенного закона Ома для ветви. Методы формирования уравнений: для узловых напряжений, для контурных токов.
4.6. Анализ цепей с многополюсными элементами
Многополюсные элементы цепей. Цепи с взаимной индуктивностью. Способы соединения индуктивно связанных катушек и разметка их зажимов. Последовательное и параллельное соединение катушек. «Развязывание» индуктивных связей. Общий случай расчета цепей, содержащих индуктивные связи. Линейный трансформатор.
Согласование нагрузки с источником по критерию максимальной мощности. Согласующие устройства.
Формирование матричных уравнений цепей, содержащих индуктивные связи и зависимые источники. Определение входного сопротивления неавтономного двухполюсника.
*Трехфазные цепи. Образование симметричной трехфазной системы напряжений. Линейные и фазные величины. Трех проводная и четырех проводная трехфазные цепи. Расчет трехфазных цепей. Мощность в трехфазных цепях.
4.7.* Применение сигнальных графов к расчету линейных электрических цепей. Упрощение графов. Формула Мэзона.
4.8. Частотные характеристики цепей.
Электрические цепи, работающие при изменяющихся частотах. Частотная избирательность цепей, содержащих накопители энергии. Системные функции цепей - комплексные частотные характеристики. Амплитудно-частотная, фазо-частотная и амплитудно-фазовая характеристики. Понятие о добротности и затухании для цепи и ее реальных элементов.
Частотные характеристики цепи с одним накопителем энергии.
Простейшая колебательная система в виде одиночного контура. Последовательный резонансный контур. Резонансная частота. Энергетические соотношения при резонансе. Колебание энергии в контуре. Входные сопротивления и проводимость последовательного контура. Частотные характеристики. Абсолютная, относительная и обобщенная расстройки. Добротность и затухание контура. Влияние нагрузки и сопротивления источника.
Параллельный колебательный контур. Резонансная частота. Определение токов в ветвях. Входные сопротивления и проводимость. Добротность параллельного контура. Сложные схемы параллельных контуров.
Общая характеристика связанных колебательных контуров. Виды связи. Сопротивление связи. Коэффициент связи. Эквивалентная схема двух связанных контуров, вносимое сопротивление. Резонанс в системе связанных контуров. Частные, сложные и полный резонансы. Критическая связь. Резонанс при связи выше и ниже критической. Энергетические соотношения в системе связанных контуров. Частотные характеристики и полоса пропускания системы из двух связанных колебательных контуров.
4.9. Теория линейных четырехполюсников.
Определение и классификация. Основные уравнения пассивных
четырехполюсников. Матричная форма уравнений. Входные сопротивления. Определение первичных параметров. Схемы замещения. Характеристические параметры: характеристические сопротивления и мера передачи. Передаточные функции, выраженные через параметры четырехполюсника. Четырехполюсник как согласующий трансформатор. Уравнения в гиперболической форме. Соединения четырехполюсников. Цепочечные схемы. Активные четырехполюсники.
*Четырехполюсники как электрические фильтры. Условия пропускания идеального фильтра. Низкочастотные, высокочастотные, полосовые и заграждающие фильтры типа «К», их частотные характеристики. Преимущества и недостатки фильтров типа «К». Фильтры типа «m».
4. 10. Цепи с распределенными параметрами.
Двухпроводная линия передачи электрической энергии как пример цепи с распределенными параметрами. Первичные параметры и дифференциальные уравнения однородной двухпроводной линии. Установившийся синусоидальный режим. Волны в линии. Вторичные параметры: волновое сопротивление, коэффициенты распространения. Фазовая скорость и длина волны. Уравнения в гиперболических функциях. Входное сопротивление линии. Коэффициент отражения.
Частные режимы: линия постоянного тока, линия с согласованной нагрузкой, линия без искажений, линия без потерь. Стоячие волны в линии без потерь. Коэффициенты бегущей и стоячей волн. Примеры практических применений отрезков линий. *Круговая диаграмма.
*Переходные процессы в цепях с распределенными параметрами. Распространение волн в однородной линии без потерь. Отражение и преломление волн в месте нарушения однородности. Расчетная схема для определения отраженной волны. Многократные отражения волн.
Анализ цепей во временной области.Переходные процессы в линейных цепях. Возникновение переходных процессов. Непрерывность изменения энергии электрического и магнитного полей. Начальные условия. Законы коммутации. Основные методы анализа переходных процессов:
а) интегрирование дифференциальных уравнений (классический метод). Вынужденный и свободный режимы. Переходные процессы в цепях первого и второго порядков. Разряд конденсатора в колебательном контуре. Включение цепи - колебательного контура на постоянное и синусоидальное напряжения. Общий случай расчета переходных процессов в разветвленных цепях. Расчет при некорректных начальных условиях;
б) операторный метод. Преобразование Лапласа. Изображения типичных электротехнических функций. Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме. Операторная схема замещения. Общий случай расчета разветвленных цепей в операторной форме. Теорема разложения. Переходные процессы в индуктивно-связанных цепях;
в) применение интегралов наложения. Ступенчатая и импульсная единичные функции. Переходная и импульсная характеристики. Определение реакции цепи при воздействии сигналов произвольной формы;
г) применение метода переменных состояния с помощью компьютера.
4.12. *Анализ цепей при обобщенном экспоненциальном воздействии.
Обобщение метода комплексных амплитуд. Комплексная частота. Операторные характеристики цепи. Нули и полюсы операторных характеристик.
4.13. * Основы синтеза электрических цепей.
Входные функции двухполюсников. Реактивные двухполюсники (одно-, двух-, трех-, четырехэлементные). Общее выражение входной функции реактивного многоэлементного двухполюсника. Теорема о реактивном сопротивлении (теорема Фостера). Расположение нулей и полюсов входной функции на комплексной плоскости. Частотные характеристики сложных реактивных двухполюсников. Двухполюсники с потерями.
Задача синтеза. Входные функции двухполюсника как положительные действительные функции. Физическая реализуемость функции. Необходимые и достаточные условия физической реализуемости. Синтез двухполюсников путем разложения входной функции на простые дроби (схемы Фостера) и в цепную дробь (схемы Кауэра).
Основы синтеза четырехполюсников. Дифференцирующие и интегрирующие цепи.
ТЕМЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ДОМАШНИХ ЗАДАЧ
Вычисление входных сопротивлений резистивных схем и напряжений между двумя точками при источниках ЭДС и тока. Расчет разветвленных резистивных цепей любым методом. Расчет нелинейных резистивных цепей графо-аналитическим методом. Последовательные или параллельные соединения пассивных элементов в цепях гармонического источника. Треугольники сопротивлений (проводимостей), мощностей. Расчет разветвленных цепей гармонического тока. Общий случай: цепи, содержащие взаимную индуктивность, топографические диаграммы, показания ваттметров. Последовательный и параллельный колебательные контуры. Четырехполюсники. Первичные и вторичные параметры. Длинные линии (с потерями и без потерь), первичные и вторичные параметры. Переходные процессы: начальные условия и их определение. Переходные процессы в цепях первого порядка сложности при постоянных источниках. Переходные процессы в цепях первого порядка сложности с гармоническими или смешанными источниками. Переходные и импульсные характеристики. Интеграл Дюамеля.
Темы расчетно-графических заданий
№ 1. Расчет цепей при постоянных воздействиях.
№ 2. Расчет цепей с сосредоточенными параметрами при гармоническом
воздействии.
№ 3. Переходные процессы в цепи второго порядка.
№ 4. Переходные процессы при импульсных воздействиях.
Тема курсовой работы:
Анализ гармонического процесса в отрезке радиотехнического кабеля.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Изучение оборудования лаборатории и измерительной аппаратуры. Исследование резистивной цепи постоянного тока. Исследование нелинейной резистивной цепи. Экспериментальное исследование пассивных элементов цепи в частотной области. Последовательная цепь. Пассивный двухполюсник в цепи гармонического тока и его схемы замещения. Резонанс в электрических цепях. Цепи с взаимной индуктивностью. Воздушный трансформатор. Анализ на компьютере установившихся гармонических процессов в линейных электрических цепях. Одиночный колебательный контур. Связанные колебательные контуры. Переходные процессы в цепях с одним реактивным элементом. Переходные процессы в цепях с двумя реактивными элементами. Анализ импульсной схемы с использованием численного интегрирования на компьютере. Частотные электрические фильтры. Цепная схема как модель длинной линии. Синтез двухполюсников с потерями.
ЛИТЕРАТУРА
Основная
Основы теории цепей. –М.: ВШ, 1998 и 1985. , , Сборник задач по теории цепей.- М.: ВШ, 1985. Основы анализа электрических цепей. Линейные цепи. Изд. З., М.: ВШ, 1990.Дополнительная
Ежегодно каждый студент получает «Путеводитель по курсу «Основы теории цепей», в котором на 12 страницах сообщаются исчерпывающие сведения о содержании и порядке изучения дисциплины.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИМЕРЫ
КОНТРОЛИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ И ВОПРОСЫ К ЗАЩИТЕ
ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
2.1.
Запишите выражение для напряже-
ния ветви U через ток I и парамет-
ры ее элементов.
2.2. Известны значения параметров
элементов цепи:
E1 = 45 B R1 = 30 Oм
E2 = 70 B R2 = 10 Oм
R3 = 14 Oм RA = 1 Oм
R4 = 20 Oм R5 = 30 Oм
Проверьте, соблюдается ли первый закон Кирхгофа для всех узлов, если:
φ5 = 0, φ3 = 45 B, φ2 = 30 B.
Катушка подключается сначала к источнику постоянного напряжения 100 В, а затем к источнику гармонического напряжения 100 В с частотой 50 Гц. В первом случае значение тока равно 5 А, а во втором – 4 А. Изобразите схему замещения катушки и определите значения параметров её элементов.
Рис. 3.2
Постройте (качественно) графики амплитудно-частотной y = y(ω) = mod Y(jω) и фазо-частотной θ = θ(ω) = arg Y(jω) характеристик ветви (рис. 3.2), указав их характерные точки и асимптоты. Запишите выражение мгновенного напряжения конденсатора, если u(t) = Um sin ωt, а R = 1/ωC.21.1. Определите значения токов элементов схемы цепи, если U0 = 6 В,
R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом, а нелинейный элемент задан своей ВАХ.
21.2.
Изобразите вольт-амперную характеристику цепи, образованной резистором и параллельной ветвью, состоящей из идеального диода.
ПРИМЕРЫ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАЧ
1
I. ЭДС задана в вольтах, сопротивления – в омах. Определить 
, 
.
II. Вместо источника ЭДС включить источник тока 
1 А. Найти 
, 
.
2
20 В; 
30 А; 
2 Ом; 
3 Ом. Определить 
и 
. Составить баланс мощностей.
3
20 В; сопротивления даны в омах. ВАХ нелинейного сопротивления (термистора) задана таблицей
I, А | 0 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,0 |
U, В | 0 | 5 | 12 | 25 | 45 | 55 |
Определить ток через термистор.
4
127 В; 
10 Ом; 
319 мкФ. Как изменится напряжение на выходе схемы, если частоту питающего источника увеличить с 50 до 500 Гц?
5
200 В; 
140 Ом; 
60 Ом; 
30 Ом. Определить: 
, 
, 
, 
.
6
Для некоторого симметричного четырёхполюсника известны уравнения:
,
.
Определить сопротивления T-схемы замещения.
7
На конце линии с волновым сопротивлением 600 Ом включена индуктивность 2 мкГн. Частота источника ЭДС, питающего линию, 100 МГц. Определить, на каком расстоянии от конца линии находится ближайший узел напряжения. Потерями в линии пренебречь.
8
4 Ом; 
2 Ом; L = 1,34 Гн; U = 10 В (const.). Найти зависимость токов i, i1 и i2 от времени и изобразить их графически. Определить время t0 , когда i1 = i2 и численные значения токов в этот момент времени.
9
Найти: 
; 
; 
; 
.
10
; 
10 Ом; 
50 мГн. Определить 
в переходном режиме.
11
Найти переходную проводимость и импульсную входную функцию цепи.
12
Найти диапазон частот, в котором амплитуда тока последовательного колебательного контура уменьшается не более, чем в 2 раза относительно своего максимального значения.
Данные контура: 
0,8 мГн; 
1,2 нФ; 
20.
