Контрольная работа по дисциплине: Электротехника, электроника и схемотехника (часть 1). Вариант 13

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. рисунок 1) для Вашего варианта (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 uc(t), i2(t), i3(t) в 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.

Рисунок 1 - Исходная электрическая схема (№4)

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: 13
C, нФ: 10
R1, кОм: 1
R2, кОм: 1
R3, кОм: 1
Е, В: 5


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 (см. рисунок 2.1) 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). 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.

Частотный метод расчета:
5. Рассчитайте комплексные спектральные плотности входного U1(jw) и выходного U2(jw) сигналов.
6. Рассчитайте и постройте графики модулей |U1(jw)|=U1(w), |U2(jw)|=U2(w) и модуля комплексной передаточной функции цепи |H(jw)|=H(w), как функций от циклической частоты f в диапазоне частот 0 - 3/tu.

Рисунок 2.1 - Исходная электрическая схема (№4)

Таблица 3 - Исходные данные в соответствии с вариантом задания
Вариант: 13
L, мкГн: 25
R1, кОм: 1
tu, нс: 35
U1, В: 4

Без замечаний.
2020 год
Преподаватель: Борисов А.В.