- •Раздел 1. Электрические цепи с линейными элементами
- •Тема 1.1. Электрические цепи постоянного тока
- •Тема 1.2. Электрические цепи переменного тока
- •Вопросы для самоконтроля и задачи для самостоятельного решения
- •К вопросу «Измерение сопротивлений»
- •1. Делитель напряжения
- •2. Мост Уитстона
- •К вопросам «Измерение токов» и «Измерение напряжений»
- •Схемы с общим эмиттером и с общей базой
Вопросы для самоконтроля и задачи для самостоятельного решения
1. Объясните, что понимается под переходным процессом в электрической цепи и каковы причины его возникновения.
2. Приведите примеры использования переходных процессов в электротехнике.
Рис.1.21
4. Объясните, какой метод расчета называется классическим и что понимается под установившейся и свободной составляющими переходного процесса в электрической цепи.
5. Сформулируйте законы коммутации. Поясните, почему ток конденсатора может изменяться скачком.
6. Поясните, какие условия называются начальными и как они определяются.
Рис.1.22
Ответ: 8–0,8 е–15t А.
8. Дайте определение постоянной времени и укажите, как она связана с длительностью переходного процесса.
9. Определите затухание, постоянную времени и длительность переходного процесса при включении последовательной RL-цепи на постоянное напряжение 10 В, если R= 100 Ом, R=0,l Гн; переходный процесс можно считать законченным, когда ток достигает значения 0,99iуст.
Ответ: 103c–1; 10–3 с; 4,610–3 с.
Рис.1.23
Ответ: 0,01е–1000t А.
11. Объясните, как, вычислив корни характеристического уравнения, можно определить характер переходного процесса. Поясните это на примере последовательного RLС-контура, если R=5 Ом, L=0,4 Гн, С=100 мкФ.
Ответ: характер процесса – колебательный.
12. Дайте определение декремента колебаний и коэффициента затухания. Поясните, как они вычисляются.
13. Ответьте на вопросы: при каких значениях постоянной времени RС-цепи она является дифференцирующей и при каких – интегрирующей; с какого элемента цепи (R или С) снимается выходной сигнал в первом и втором случае; от каких параметров зависит точность дифференцирования и интегрирования в RС-цепи и уровень выходного сигнала.
14. Поясните принципы электрического моделирования.
К вопросу «Измерение сопротивлений»
1. Делитель напряжения
Если на сопротивлении падает напряжение U, то с части сопротивления можно снять часть полного напряжения. Т.е. если (см. рис.) U1 - падение напряжения на участке с сопротивлением R1, U - падение напряжения на всем сопротивлении R, R1 - часть сопротивления, R - полное сопротивление, то
Обратите внимание:
Приведенная формула является строгой только в том случае, когда к делителю напряжения не подключена дополнительная нагрузка, или сопротивление нагрузки бесконечно велико. При конечном, но большом по сравнению с R1 сопротивлении нагрузки формула верна лишь приближенно. В случае малого сопротивления нагрузки через сопротивление R1 течет только часть полного тока и падение напряжения U1 значительно меньше определяемого данной формулой.
2. Мост Уитстона
Мост Уитстона предназначен для измерения
сопротивлений. Принцип его действия
основан на законах Кирхгофа. Положение
движка D (см. рис.) на сопротивлении
подбирается таким, чтобы ток в
гальванометре, включенном в диагональ
моста, был равен нулю и соответственно
напряжение UCD
было равно нулю. В этом случае
Rx / R3 = R1 / R2.
Отсюда для измеряемого сопротивления Rx получаем:
Обратите внимание:
Сопротивления R1 и R2 можно заменить длинами провода только в том случае, когда используется однородный провод.