Теория электрических цепей (часть 1). Контрольная работа. Вариант №5.

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.
 Перерисуйте схему цепи (см. рис. 3.1) для Вашего варианта (таблица 1).

Рисунок 3.1. Схема цепи.
 Выпишите числовые данные для Вашего варианта (таблица 2).
L=20 мГн, R_1=2 кОм, R_2=2 кОм, R_3=2 кОм, E=10 В.
3. Рассчитайте все токи и напряжение на 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.

Рисунок 3.2

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 C или индуктивности L, а также сопротивления R. Для всех вариантов R_2=3∙R_1. В схемах, где имеется сопротивление R_3, его величина R_3=0,2∙R_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).

Рис. 3.6
Выпишите исходные данные Вашего варианта (таблица 4):
L=20 мкГн=20∙〖10〗^(-6) Гн, R_1=1 кОм=〖10〗^3 Ом, t_u=30 нс=30∙〖10〗^(-9) с, U_1=3 В.
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.
4. Постройте временные диаграммы входного и выходного напряжений.
Частотный метод расчета
5. Рассчитайте комплексные спектральные плотности входного U_1 (jω) и выходного U_2 (jω) сигналов.
6. Рассчитайте и постройте графики модулей |U_1 (jω)|=U_1 (jω), |U_2 (jω)|=U_2 (jω) и модуля комплексной передаточной функции цепи |H(jω)|=H(ω), как функций от циклической частоты f в диапазоне частот 0-3/t_u .

Год сдачи: 2017,
Оценка: Зачет,
Преподаватель: Журавлева Ольга Борисовна