Теория электрических цепей. 2-й семестр. Контрольная работа. Вариант 04

Задача 3.1

Задача посвящена анализу переходного процесса в цепи первого порядка, содержащей резисторы, конденсатор или индуктивность. В момент времени t = 0 происходит переключение ключа К, в результате чего в цепи возникает переходной процесс.
1. Перерисуйте схему цепи (см. рис. 3.1) для Вашего варианта (таблица 1).
2. Выпишите числовые данные для Вашего варианта (таблица 2).
3. Рассчитайте все токи и напряжение на С или L в три момента времени t:0_+ , 0_-, ∞.
4. Рассчитайте классическим методом переходный процесс в виде U_C (t), i_2 (t), i_3 (t) в схемах 1 – 5, i_2 (t), i_3 (t), U_L (t), в схемах 6 – 10. Проверьте правильность расчетов, выполненных в п. 4, путем сопоставления их с результатами расчетов в п. 3.
5. Постройте графики переходных токов и напряжения, рассчитанных в п. 4. Определите длительность переходного процесса, соответствующую переходу цепи в установившееся состояние с погрешностью 5%.
6. Рассчитайте ток i_2 операторным методом.

 Для варианта 04 номер схемы цепи - 5

Рис.1.
 Данные для варианта 04:
Таблица 1. Исходные данные
Вариант С, нФ R1, кОм R2, кОм R3, кОм E, В
от 00 до 09 20 2 2 2 10








Задача 3.2
Задача посвящена временному и частотному (спектральному) методам расчета реакции цепей на сигналы произвольной формы. В качестве такого сигнала используется импульс прямоугольной формы (видеоимпульс).
Электрические схемы цепей (рис. 3.6) содержат емкости С или индуктивности L, а также сопротивления R. Для всех вариантовR_2=3R_1 . В схемах, где имеется сопротивление R_3, его величина R_3=0.2R_1. Во всех схемах входным напряжением U_1 (t) является прямоугольный импульс длительностью t_U и амплитудой U_1.
1. Перерисуйте схему Вашего варианта (см. табл. 1 и рис. 3.6). Выпишите исходные данные Вашего варианта (таблица 4).
Временной метод расчета
2. Рассчитайте переходную g_2 (t) и импульсную h_2 (t) характеристики цепи по напряжению классическим или операторным методами (по выбору).
3. Рассчитайте реакцию цепи в виде выходного напряжений u_2 (t) используя:
 интеграл Дюамеля;
 интеграл наложения.
 Постройте временные диаграммы входного и выходного напряжений.

Частотный метод расчета
5. Рассчитайте комплексные спектральные плотности входного U_1 (jw) и выходного U_2 (jw) сигналов.
6. Рассчитайте и постройте графики модулей |U_1 (jw)|=U_1 (w), |U_2 (jw)|=U_2 (w) и модуля комплексной передаточной функции цепи |H(jw)|=H(w), как функций от циклической частоты f в диапазоне частот 0 -3/t_u.


 Для варианта 04:

Рис.9. Схема цепи

Таблица 4. Исходные данные
Вариант L, мкГн R1, кОм tu, нс U1, В
04 20 1 30 3

Работа сдана в июне 2017 г. Зачтена без замечаний. Преподаватель Крук Б.И.