Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы теории цепей» подготовлен в рамках инновационной образовательной программы «Структурная перестройка научнообразовательного центра "Радиоэлектроника"», реализованной в ФГОУ ВПО СФУ в 2007 г.

Рецензенты:

Красноярский краевой фонд науки; Экспертная комиссия СФУ по подготовке учебно-методических комплексов дисциплин

О-75 Основы теории цепей. Версия 1.0 [Электронный ресурс] : конспект лекций / В. И. Вепринцев, Г. К. Былкова, В. В. Тюрнев и др. – Электрон. дан. (8 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2008. – (Основы теории цепей : УМКД № 56-2007 / рук. творч. коллектива В. И. Вепринцев). – 1 электрон. опт. диск (DVD). – Систем. требования : Intel Pentium (или аналогичный процессор других производителей) 1 ГГц ; 512 Мб оперативной памяти ; 8 Мб свободного дискового пространства ; привод DVD ; операционная система Microsoft Windows 2000 SP 4 / XP SP 2 / Vista (32 бит) ; Adobe Reader 7.0 (или аналогичный продукт для чтения файлов формата pdf).

ISBN 978-5-7638-1528-3 (комплекса)

ISBN 978-5-7638-1378-4 (конспекта лекций)

Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320802741 от 22.12.2008 г. (комплекса)

Настоящее издание является частью электронного учебно-методического комплекса по дисциплине «Основы теории цепей», включающего учебную программу, лабораторный практикум, виртуальный лабораторный практикум, методические указания по самостоятельной работе, контрольноизмерительные материалы «Основы теории цепей. Банк тестовых заданий», наглядное пособие «Основы теории цепей. Презентационные материалы».

Рассмотрены: основные методы расчета линейных электрических цепей; изби-рательные (резонансные) цепи; основы теории четырехполюсников; методы анализа переходных процессов в линейных электрических цепях при различных видах воздействия; основы теории электрических фильтров типа k и m, а также безындукционных фильтров; режимы работы цепей с распределенными параметрами; методы синтеза линейных цепей по заданным входным и передаточным функциям.

Предназначен для студентов направления подготовки бакалавров 210300.62 «Радиотехника» укрупненной группы 210000 «Электронная техника, радиотехника и связь».

Рекомендовано к изданию Инновационно-методическим управлением СФУ

Редактор Н. Н. Вохман

Разработка и оформление электронного образовательного ресурса: Центр технологий электронного обучения информационно-аналитического департамента СФУ; лаборатория по разработке мультимедийных электронных образовательных ресурсов при КрЦНИТ

Содержимое ресурса охраняется законом об авторском праве. Несанкционированное копирование и использование данного продукта запрещается. Встречающиеся названия программного обеспечения, изделий, устройств или систем могут являться зарегистрированными товарными знаками тех или иных фирм.

Подп. к использованию 01.10.2008 Объем 8 Мб

Красноярск: СФУ, 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ...............................................................	10
Лекция 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ,
АКТИВНЫЕ И ПАССИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ......................................	11
Электрическая цепь. ....................................................................................................	11
Элементы электрической цепи. .................................................................................	13
Электрические схемы замещения физических устройств
идеализированными элементами цепи. ..................................................................	19
Контрольные вопросы................................................................................................	25
Лекция 2. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ...........................................	26
Схема электрической цепи. ........................................................................................	26
Граф цепи.......................................................................................................................	27
Основные законы электрических цепей..................................................................	28
Контрольные вопросы................................................................................................	30
Лекция 3. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА
ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ.................	31
Применение законов Кирхгофа для расчета сложных цепей..............................	31
Метод контурных токов...............................................................................................	32
Метод наложения..........................................................................................................	34
Метод узловых напряжений. ......................................................................................	35
Метод эквивалентного генератора............................................................................	38
Контрольные вопросы................................................................................................	41
Лекция 4. ЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
ПРИ ГАРМОНИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ..............	42
Гармонические колебания. .........................................................................................	42
Среднее и действующее (эффективное) значения гармонической функции.	. 43
Контрольные вопросы................................................................................................	44
Лекция 5. МЕТОД КОМПЛЕКСНЫХ АМПЛИТУД...	45
Представление гармонических функций с помощью комплексных величин. 45
Гармонический ток в элементах электрической цепи...........................................	49
Контрольные вопросы................................................................................................	54
Лекция 6. ЗАКОНЫ ОМА И КИРХГОФА В
КОМПЛЕКСНОЙ ФОРМЕ .........................................	55
Гармонический ток с последовательным соединением RLC. .............................	55
Гармонический ток с параллельным соединением RLC. .....................................	58
Контрольные вопросы................................................................................................	60
Основы теории цепей. Конспект лекций	-3-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Лекция 7. МОЩНОСТЬ В ЦЕПИ
ГАРМОНИЧЕСКОГО ТОКА......................................	61
Мгновенная мощность. ................................................................................................	61
Активная мощность......................................................................................................	62
Реактивная мощность..................................................................................................	63
Полная мощность. ........................................................................................................	64
Условие передачи максимума средней мощности от генератора к нагрузке.
Коэффициент полезного действия. ..........................................................................	65
Контрольные вопросы................................................................................................	68
Лекция 8. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ
(РЕЗОНАНСНЫЕ) ЦЕПИ..........................................	69
Последовательный колебательный контур. Резонанс напряжений. .................	70
Энергетические соотношения в колебательном контуре. ....................................	72
Частотные характеристики последовательного колебательного контура. ......	74
Входные частотные характеристики последовательного контура....................	79
Полоса пропускания последовательного контура.................................................	80
Передаточные функции последовательного контура...........................................	81
Влияние сопротивления генератора и нагрузки на избирательность
последовательного колебательного контура. ........................................................	83
Контрольные вопросы................................................................................................	84
Лекция 9. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ
КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР....................................	85
Входные частотные характеристики параллельного
колебательного контура..............................................................................................	88
Передаточные функции параллельного колебательного контура.....................	90
Частотная зависимость токов в ветвях параллельного контура. ......................	90
Влияние внутреннего сопротивления генератора и нагрузки на
избирательность параллельного контура...............................................................	91
Контрольные вопросы................................................................................................	93
Лекция 10. СЛОЖНЫЕ СХЕМЫ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ
КОНТУРОВ................................................................	94
Контур с неполным включением индуктивности...................................................	94
Контур с неполным включением емкости. ..............................................................	96
Контрольные вопросы................................................................................................	98
Лекция 11. КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ.
СВЯЗАННЫЕ КОНТУРЫ..........................................	99
Виды связи. ...................................................................................................................	99
Коэффициент связи. ..................................................................................................	100
Соотношения между токами в связанных контурах............................................	102
Векторные диаграммы связанных контуров........................................................	104
Контрольные вопросы..............................................................................................	105
Основы теории цепей. Конспект лекций	-4-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Лекция 12. НАСТРОЙКА
СВЯЗАННЫХ КОНТУРОВ......................................	106
Первый частный резонанс. ......................................................................................	106
Первый сложный резонанс. .....................................................................................	107
Второй частный резонанс.........................................................................................	107
Второй сложный резонанс........................................................................................	108
Полный резонанс........................................................................................................	108
Энергетические соотношения в двухконтурной системе. ..................................	109
Контрольные вопросы..............................................................................................	110
Лекция 13. РЕЗОНАНСНЫЕ КРИВЫЕ
СВЯЗАННЫХ КОНТУРОВ......................................	111
Полоса пропускания связанных контуров. ...........................................................	115
Коэффициент передачи связанных контуров. .....................................................	116
Контрольные вопросы..............................................................................................	119
Лекция 14. ОСНОВЫ ТЕОРИИ
ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ ......................................	120
Определение четырехполюсника. ..........................................................................	120
Классификация четырехполюсников.....................................................................	120
Системы уравнений четырехполюсника...............................................................	121
Входное сопротивление четырехполюсника. ......................................................	125
Контрольные вопросы..............................................................................................	127
Лекция 15. ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИЕ (ВТОРИЧНЫЕ)
ПАРАМЕТРЫ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА .................	128
Рабочее и вносимое затухание четырехполюсника............................................	133
Передаточные функции четырехполюсника. .......................................................	136
Контрольные вопросы..............................................................................................	138
Лекция 16. ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ СХЕМЫ
ПАССИВНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ
И СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ.......................................	139
Эквивалентные схемы пассивных линейных четырехполюсников. ..............	139
Схемы замещения четырехполюсника. .................................................................	141
Контрольные вопросы..............................................................................................	142
Лекция 17. СЛОЖНЫЕ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКИ .143
Каскадное соединение четырехполюсников. .......................................................	143
Последовательное соединение четырехполюсников. .......................................	145
Параллельное соединение четырехполюсников.................................................	146
Последовательно-параллельное соединение четырехполюсников. ..............	147
Параллельно-последовательное соединение четырехполюсников. ..............	148
Мостовой четырехполюсник....................................................................................	149
Контрольные вопросы..............................................................................................	152
Основы теории цепей. Конспект лекций	-5-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Лекция 18. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ...............	153
Законы коммутации и начальные условия. ..........................................................	153
Принужденный и свободный режим. .....................................................................	154
Переходные процессы в RL-цепи. ..........................................................................	157
Включение в RL-цепь постоянного напряжения. .................................................	158
Короткое замыкание RL-цепи...................................................................................	160
Включение в RL-цепь гармонического напряжения. ...........................................	161
Контрольные вопросы..............................................................................................	164
Лекция 19. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ
В RC-ЦЕПИ ............................................................	165
Включение в RC-цепь постоянного напряжения..................................................	165
Разряд емкости на сопротивление..........................................................................	168
Включение в RC-цепь гармонического напряжения............................................	169
Контрольные вопросы..............................................................................................	171
Лекция 20. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ
В ЦЕПИ RLC ..........................................................	172
Включение в RLC-цепь постоянного напряжения................................................	173
Включение в цепь RLC гармонического напряжения..........................................	180
Контрольные вопросы..............................................................................................	189
Лекция 21. КЛАССИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА
ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В РАЗВЕТВЛЕННОЙ
ЦЕПИ......................................................................	190
Общая схема применения классического метода. ...............................................	190
Примеры применения классического метода
расчета переходных процессов. .............................................................................	193
Контрольные вопросы..............................................................................................	200
Лекция 22. ОПЕРАТОРНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА
ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ................................	201
Преобразование Лапласа..........................................................................................	201
Изображение простейших функций. .......................................................................	203
Основные свойства преобразования Лапласа.....................................................	203
Нахождение оригинала по изображению...............................................................	209
Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме. ..................................................	210
Последовательность расчета в операторном методе. .......................................	213
Контрольные вопросы..............................................................................................	219
Лекция 23. РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
ПРИ ПРОИЗВОЛЬНЫХ
ВХОДНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ .................................	220
Единичная функция и переходная характеристика цепи. ..................................	220

Основы теории цепей. Конспект лекций

-6-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Интеграл Дюамеля......................................................................................................	221
Импульсная функция и импульсная характеристика..........................................	227
Интеграл наложения...................................................................................................	230
Связь между переходной и импульсной характеристиками..............................	231
Связь интеграла Дюамеля с интегралом наложения. .........................................	232
Контрольные вопросы..............................................................................................	236
Лекция 24. ОПЕРАТОРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ..............................................	237
Отклик на экспоненциальное воздействие. ..........................................................	237
Понятие об операторных характеристиках. ..........................................................	239
Определение операторных характеристик............................................................	240
Контрольные вопросы..............................................................................................	243
Лекция 25. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ............	244
Основные уравнения теории фильтров и их анализ.
Условие пропускания реактивного фильтра. .......................................................	247
Фильтры типа k...........................................................................................................	253
Фильтры нижних частот............................................................................................	253
Влияние сопротивления нагрузки на ФНЧ. ...........................................................	258
Контрольные вопросы..............................................................................................	264
Лекция 26. ФИЛЬТРЫ ВЕРХНИХ ЧАСТОТ .........	265
Определение граничной частоты............................................................................	265
Частотные характеристики ФВЧ..............................................................................	267
Контрольные вопросы..............................................................................................	268
Лекция 27. ПОЛОСОВЫЕ ФИЛЬТРЫ...................	269
Эквивалентные схемы полосовых фильтров......................................................	269
Частотные характеристики полосовых фильтров. .............................................	270
Заграждающие фильтры...........................................................................................	274
Контрольные вопросы..............................................................................................	277
Лекция 28. ФИЛЬТРЫ ТИПА m...........................	278
Фильтры нижних частот типа m. .............................................................................	283
Фильтры верхних частот типа m.............................................................................	288
Полосовые и заграждающие фильтры типа m.....................................................	291
Контрольные вопросы..............................................................................................	293
Лекция 29. БЕЗЫНДУКЦИОННЫЕ ФИЛЬТРЫ.....	294
RC-фильтры нижних частот. ....................................................................................	294
RC-фильтры верхних частот....................................................................................	295
Полосовые RC-фильтры...........................................................................................	296
Заграждающие RC-фильтры. ...................................................................................	298
Контрольные вопросы..............................................................................................	299
Лекция 30. ЦЕПИ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ
ПАРАМЕТРАМИ......................................................	300

Основы теории цепей. Конспект лекций

-7-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Типы линий передач. .................................................................................................	300
Уравнения однородной линии передачи. ..............................................................	302
Контрольные вопросы..............................................................................................	305
Лекция 31. РЕЖИМ БЕГУЩИХ ВОЛН..................	306
Распределение напряжений и тока в линии передачи........................................	306
Вторичные (волновые) параметры однородной линии.....................................	310
Контрольные вопросы..............................................................................................	313
Лекция 32. РЕЖИМ СТОЯЧИХ ВОЛН..................	314
Разомкнутая линия. ....................................................................................................	314
Короткозамкнутая линия. ..........................................................................................	320
Линия, нагруженная на реактивное сопротивление. ...........................................	323
Контрольные вопросы..............................................................................................	327
Лекция 33. РЕЖИМ СМЕШАННЫХ ВОЛН...........	328
Линия без искажений. ................................................................................................	333
Коэффициент полезного действия линии передачи. ..........................................	335
Контрольные вопросы..............................................................................................	337
Лекция 34. СОГЛАСОВАНИЕ
ЛИНИИ С НАГРУЗКОЙ ...........................................	338
Задачи согласования линии передач с нагрузкой. ..............................................	338
Согласование с помощью реактивных шлейфов. ...............................................	338
Контрольные вопросы..............................................................................................	344
Лекция 35. ЧЕТВЕРТЬВОЛНОВЫЙ
ТРАНСФОРМАТОР .................................................	345
Частотная зависимость входного сопротивления четвертьволнового
трансформатора. ........................................................................................................	347
Частотная компенсация четвертьволнового трансформатора.........................	349
Ступенчатые четвертьволновые трансформаторы. ..........................................	352
Контрольные вопросы..............................................................................................	355
Лекция 36. ВВЕДЕНИЕ В СИНТЕЗ
ПАССИВНЫХ ЦЕПЕЙ............................................	356
Свойства входных функций пассивных цепей. ...................................................	357
Энергетические функции цепи.................................................................................	360
Критерии реализуемости двухполюсника по заданной входной функции....	363
Контрольные вопросы..............................................................................................	372
Лекция 37. СИНТЕЗ ДВУХПОЛЮСНИКОВ...........	373
Методы реализации двухполюсника по заданной входной функции. ............	373
Свойства и реализация входных функций LC-двухполюс-ников. ...................	378
Контрольные вопросы..............................................................................................	388
Лекция 38. СВОЙСТВА И РЕАЛИЗАЦИЯ ВХОДНЫХ
ФУНКЦИЙ RC-ДВУХПОЛЮСНИКОВ .....................	389
Основы теории цепей. Конспект лекций	-8-

ОГЛАВЛЕНИЕ
Свойства входных функций RC-двухполюсников. .............................................	389
Примеры реализации входных функций RC-двухполюсников. .......................	391
Свойства и реализация входных функций RL-двухполюсников......................	394
Контрольные вопросы..............................................................................................	397
Лекция 39. СИНТЕЗ RLC-ДВУХПОЛЮСНИКОВ ...	398
Общий метод синтеза двухполюсников с потерями по О. Бруне. ....................	398
Примеры реализации RLC-двухполюсников. .......................................................	403
Контрольные вопросы..............................................................................................	409
Лекция 40. СИНТЕЗ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ....	410
Свойства передаточных функций четырехполюсников. ...................................	410
Свойства Z-параметров четырехполюсников. .....................................................	411
Нули передачи и свойства K12XX...............................................................................	413
Условия Фиалкова − Герста......................................................................................	414
Синтез передаточных функций четырехполюсников.........................................	415
Контрольные вопросы..............................................................................................	421
Лекция 41. ЛЕСТНИЧНЫЕ ЦЕПИ
С ЭЛЕМЕНТАМИ ДВУХ ТИПОВ...........................	422
Лестничные RC-цепи..................................................................................................	422
Лестничные LC-цепи. .................................................................................................	430
Другие возможности лестничной реализации четырехполюсников. ..............	434
Контрольные вопросы..............................................................................................	436
Лекция 42. РЕАЛИЗАЦИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ
МЕТОДОМ ДАРЛИНГТОНА...................................	437
Реализация схемы без потерь с нагрузкой R2 (рис. 42.2). ..................................	438
Реализация схемы без потерь, нагруженной только
со стороны источника сигнала (рис. 42.4). ............................................................	441
Реализация четырехполюсника без потерь
с двухсторонними нагрузками (рис. 42.6). .............................................................	443
ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................	451
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК........................	452

Основы теории цепей. Конспект лекций

-9-

1 / 351 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
06.03.201616.34 Кб102ОТИ практическая 2.docx
#
06.03.201612.81 Кб34ОТИ практическая 3.docx
#
06.03.201697.04 Кб25ОТИ практическая 4.docx
#
06.03.20161.42 Mб35ОТИ практическая 5.docx
#
12.08.2019143.26 Кб1Отсканировано 14.02.2012 15-37.rtf
#
17.03.20156.1 Mб1065ОТЦ лекции.pdf
#
17.03.2015958.14 Кб18Отчёт Бондарев 5 работа.docx
#
17.03.201522.24 Кб104Отчет по практике.docx
#
17.03.201561.95 Кб159Отчет по практике_образец.doc
#
09.11.2019152.26 Кб3Отчет по производственной практике-3.rtf
#
17.03.201584.18 Кб85отчёт работа 6.docx

ОГЛАВЛЕНИЕ