Контрольная работа по дисциплине: Теория электрических цепей. Вариант №2

Задача посвящена анализу переходного процесса в цепи первого порядка, содержащей резисторы, конденсатор или индуктивность. В момент времени t = 0 происходит переключение ключа K, в результате чего в цепи возникает переходной процесс.
1. Перерисуйте схему цепи (см. рисунок 1.1) для Вашего варианта (таблица 1.1).
2. Выпишите числовые данные для Вашего варианта (таблица 1.2).
3. Рассчитайте все токи и напряжение на C или L в три момента времени:t-, t+, oo.
4. Рассчитайте классическим методом переходный процесс в виде uc(t)i2(t), i3(t) схемах 1 – 5, i2(t), i3(t), uL(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 операторным методом.
Таблица 1.1 Номер схемы по вариантам.
Варианты: 02 12 22 32 42 52 62 72 82 92
Номер схемы или задания: 3 (см.скрин)
Таблица 1.2. Числовые данные по вариантам.
Варианты: От 02 до 09
С, нФ: 20
R1, кОм: 2
R2, кОм: 2
R3, кОм: 2
E, В: 10

Задача
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 (см. рисунок 2.1) содержат емкости C или индуктивности L, а также сопротивления R. Для всех вариантов . В схемах, где имеется сопротивление R3, его величина . Во всех схемах входным напряжением u1(t) является прямоугольный импульс длительностью tu и амплитудой U1.
1. Перерисуйте схему Вашего варианта (таблица 1.1 и рисунок 2.1). Выпишите исходные данные Вашего варианта (таблица 2.1).
Временной метод расчета
2. Рассчитайте переходную g2(t) и импульсную h2(t) характеристики цепи по напряжению классическим или операторным методами (по выбору).
3. Рассчитайте реакцию цепи в виде выходного напряжений u2(t) используя:
• интеграл Дюамеля;
• интеграл наложения.
4. Постройте временные диаграммы входного и выходного напряжений.
Частотный метод расчета
5. Рассчитайте комплексные спектральные плотности входного U1(jω) и выходного U2(jω) сигналов.
6. Рассчитайте и постройте графики модулей , и модуля комплексной передаточной функции цепи , как функций от циклической частоты f в диапазоне частот 0 – 3/tu
Номер схемы: 3 (см. скрин)
Таблица 2.1 Исходные данные по вариантам.
Варианты: От 00 до 09
L, мкГн: 20
R1, кОм: 1
tu, нс: 30
U1, В: 3