Контрольная работа по дисциплине: Теория электрических цепей. Вариант 9

Задача №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. рисунок 1) для Вашего варианта – последним двум цифрам пароля (см. таблицу 1).
2. Выпишите числовые данные для Вашего варианта (см. таблицу 2).
3. Рассчитайте все токи и напряжение на С или L в три момента времени t: 0-, 0+, oo.
4. Рассчитайте классическим методом переходный процесс в виде uL(t), i1(t), i2(t), i3(t) в схемах 1 – 5, i1(t), i2(t), i3(t), uC(t) в схемах 6 – 10. Проверьте правильность расчетов, выполненных в п. 4, путем сопоставления их с результатами расчетов в п. 3.

Рисунок 1 – Исходная электрическая схема (№10) - см. скрин

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 i2 операторным методом.

Таблица 1 – Исходные данные в соответствии с вариантом задания
Вариант: 09
C, нФ: 20
R1, Ом: 2
R2, Ом: 2
R3, Ом: 2
E, В: 10


Задача №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 (см. рисунок 2) содержат емкости C или индуктивности L, а также сопротивления R. Для всех вариантов R2=3*R1. В схемах, где имеется сопротивление R3, его величина R3=0,2*R1. Во всех схемах входным напряжением u1(t) является прямоугольный импульс длительностью tu и амплитудой U1.
1. Перерисуйте схему Вашего варианта (см. таблицу 1 и рисунок 2.1 в МУ). Выпишите исходные данные Вашего варианта (см. таблицу 2).
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 в одинаковом масштабе.
Частотный метод расчета:
5. Рассчитайте комплексные спектральные плотности входного U1(jw) и выходного U2(jw) сигналов.
6. Запишите выражение комплексной передаточной функции цепи H(jw).
7. Рассчитайте и постройте графики модулей |U1(jw)|, |U2(jw)| и модуля комплексной передаточной функции цепи |H(jw)|, как функций от циклической частоты f в диапазоне частот 0 – 3/tu.

Рисунок 2 – Исходная электрическая схема (№10) - см.скрин

Таблица 2 – Исходные данные в соответствии с вариантом задания
Вариант: 09
L, мкГн: 20
R1, кОм: 1
tu, нс: 30
U1, В: 3

Без замечаний.
2023 год
Преподаватель: Черных Ю.С.