Лекция 22 ЭТ
.pdfЛекция 22
Переходные процессы в последовательной rLC цепи.
Классический метод расчѐта
uc t , iL t ? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
I. |
ННУ |
|
|
|
uc 0 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
iL 0 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
II. |
|
ur uL uC |
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
ur |
|
r i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
uL L |
|
diL |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
iC |
|
C |
duC |
|
|
iC iL |
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
du |
|
|
|
|
|
|
|
|
di |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
du |
|
||||||||
r C |
|
|
|
|
C |
L |
|
|
|
|
uC E |
|
|
i C |
C |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
dt |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
L C |
|
d 2u |
|
r C |
|
du |
|
|
u |
E |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
C |
|
– уравнение 2-о порядка относительно напряжения на |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
dt2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
конденсаторе uC . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
d |
2u |
|
|
|
|
|
r |
du |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
u |
|
|
|
E |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
dt2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
dt |
|
|
|
|
LC |
|
|
C |
|
|
LC |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
uC t uC. уст uC.св t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
d |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
u |
|
|
|
1 |
|
E u |
|
|
E |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
LC |
|
|
C. уст |
|
|
|
LC |
|
|
C. уст |
|
uC. уст E
Характеристическое уравнение:
2 |
|
r |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
L |
|
|
|
LC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1,2 |
|
|
r |
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
– корни характеристического уравнения. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2L |
|
|
|
|
|
|
|
|
2L |
|
|
|
|
LC |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
(где – коэффициент затухания) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2L |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
|
2 |
|
|
(где |
|
|
|
|
– резонансная частота) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
LC |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
1,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
1. |
|
, |
|
|
|
|
|
r |
|
0 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2L 0 |
|
2Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
0 |
|
Q |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
2Q |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
1 |
2 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
u |
|
|
t k e 1t |
|
k |
2 |
e 2t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
C.св |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
u |
t E k e 1t k |
e 2t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
t 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
duC |
|
k e 1t k |
|
e 2t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
duC |
|
0 k k |
|
|
|
? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
i t C |
duC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
duC |
|
iC t |
|
duC |
|
|
|
|
iC 0 |
0 – ЗНУ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
C |
|
dt |
|
|
|
C |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
u |
|
0 E k k |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
duC |
0 k1 1 k2 2 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
k2 k1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k1 |
|
|
|
|
|
E 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
k2 |
|
|
|
E 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u |
t E E |
|
2 |
|
e 1t |
E |
|
1 |
|
e 2t |
|||||
1 2 |
1 2 |
||||||||||||||
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
i t C |
duC |
|
E |
|
|
e |
1t |
e |
2t |
|
|||||
dt |
L |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
– апериодический процесс
Q 0 L 1 r 2
r |
2 |
|
r 2 L 2 |
|
L |
|
r |
(где r |
– критическое сопротивление) |
0 L |
|
||||||||
|
|
0 |
|
C |
|
кр |
кр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. 0 , |
r rкр , |
||||
u |
t k k |
2 |
t |
e t |
|
C.св |
1 |
|
|
|
1,2 0
t 0
u |
0 E k 0 |
C |
1 |
|
|
|
||
|
duC |
0 k1 1 |
k2 |
0 |
|
||||
dt |
|
|
Q 12
k1 E
k2 E
uC t E E 1 t e t |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
– для критического апериодического процесса. |
||||
i t C |
duC |
|
|
|
|
||||||
C E 2t e t |
|
|
|
|
|
||||||
dt |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«Картинки» по виду совпадают, только затухание происходит быстрее. |
|||||||||||
3. 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
j |
2 2 j |
|
2 2 – частота свободных колебаний |
|||||||
1,2 |
|
|
0 |
|
|
св |
св |
0 |
|
r rкр – затухающий колебательный процесс
u |
t k e t sin |
|
t или |
|
C.св |
|
св |
|
|
u |
t (k sin t k |
2 |
cos t) e t |
|
C.св |
1 |
св |
св |
t 0
u |
0 E k sin 0 |
|
|
|
E |
||||||
C |
|
|
|
|
|
|
k |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
duC |
0 k sin св k cos 0 |
|
sin |
|||||||
|
|
||||||||||
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
k |
|
E |
|
E |
0 |
uC |
t E E |
0 |
|
||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
sin arctg |
св |
|
св |
|
|
|
св |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tg |
св |
|
arctg |
св |
|
|
|
|
|
||||
e t sin t |
|
i t C |
duC |
... |
||
|
|
|||||
св |
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
iC C duC dt
uL L diL dt
T 2
св
Рациональный способ определения корней характеристического уравнения
Характеристическое уравнение можно получить следующим образом: в любой ветви схемы для свободной составляющей делаем разрыв и записываем входное
комплексное сопротивление относительно точек разрыва, сделав замену: j
Zвх Zвх j j
Zвх 0 – характеристическое уравнение.
Zвх1
Zвх 2
Zвх3
|
|
|
|
|
r |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
L |
|
C |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
r |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1 |
|
|
|
|
r L |
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
|
|
|
0 |
||
C |
|
|
r C |
rC |
LC |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
L |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
r |
|
C |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
L |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Удобнее разрывать ветвь с конденсатором (так как уравнение получается проще).
Замечание.
Классический метод расчета можно применять в схемах высокого порядка ( n 2 ) с n накопителями.
Но возникают следующие трудности:
а). При определении корней характеристического уравнения Zвх 0 , n 2 необходимо применять численные методы расчета.
б). При определении n постоянных интегрирования нужно знать значение функции и n 1 еѐ производных в t 0 .
Для этого нужно n 1 раз дифференцировать уравнения Кирхгофа и решать n
систем уравнений. Поэтому для схем, порядок которых больше 2, применяют численные методы расчета.
Пример 1
L 0,1 Гн
C 60 мкФ
r1 r2 100 Ом E 100 B
iC (0), didtC (0),i1 (0), didt1 (0) ?
1.ННУ
iL (0)
uC (0)
2.Так как по условию задачи требуется найти ЗНУ, то схему надо рисовать для t=0+
или
(вторую схему можно рассчитывать по методу наложения) Система уравнений Кирхгофа:
(1) |
i |
|
(0) i |
(0) i (0) |
|
|
|
L |
C |
1 |
|
(2) |
uL (0) uC (0) E |
|
|||
(3) |
|
|
uC (0) i1 (0)r1 |
|
|
|
|
iC (0) iL (0) i1 (0) 0, 5 A uL (0) E uC (0) 0 B
i1 (0) uC (0) 100 1 A r1 100
u |
L |
diL |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
diL |
|
|
|
uL (0) |
0 |
A |
||||||||||||
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
=> |
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
L |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Для нахождения |
|
|
diC |
и |
|
di1 |
дифференцируем уравнения (1) и (3) по t, a потом |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
dt |
|
dt |
||||||||||||||||||||||||||||
подставляем t=0+. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
(3) |
duC |
|
(0) r |
di1 |
(0), |
|
|
duC |
|
(0) |
iC (0) |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
1 |
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
C |
||||||||
|
di1 |
|
(0) |
iC (0) |
|
83,3 A / C |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
dt |
C r |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
(1) |
|
diL |
(0) |
diC |
(0) |
di1 |
(0) |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
dt |
|
|
|
dt |
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
diC |
(0) |
di1 |
|
(0) 83,3 |
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример 2 (8.55)
J 1 A
r 100 Ом L 2, 083 Гн
С 50 мкФ uC ,i1,i2 ?
ННУ
iL (0) J
uC (0)
После коммутации:
Характеристическое уравнение оставим по Zвх(p)=0
1 |
|
r pL |
0 |
|
pC |
r pL |
|||
|
|
p2 LCr pL r 0 p2 p rC1 LC1 0
p |
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1,2 |
|
2rC |
|
|
4r2C2 |
|
LC => |
p1 80 c 1 p2 120 c 1
uC (t) uC уст K1e p1t K2e p2t
i (t) i |
K e p1t K |
e p2t |
|||
1 |
1уст |
3 |
4 |
|
|
i (t) i |
K |
e p1t K |
|
e p2t |
|
2 |
2 уст |
5 |
6 |
|
t (уст. режим)
i1уст i2 уст 0 A
uC уст 0
i2 (t) uCr(t)
2
t 0
iL iC i2 |
|
|||||
|
|
di |
|
|
|
|
|
|
r |
i2 |
0 |
||
L |
|
L |
||||
|
dt |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
u |
|
r i |
|
|
||
|
C |
|
2 |
|
|
i2 (0) uC (0) 1 A r
iC (0) iL (0) i2 (0) 0
iL (0) iC (0) i2 (0) |
||||||
|
|
di |
|
|
||
|
|
r i2 (0) |
0 |
|||
L |
|
L |
(0) |
|||
|
|
|||||
|
|
|
dt |
|
|
|
u |
|
(0) r i (0) |
|
|||
|
C |
|
|
2 |
|
duC (0) iC (0) 0 B c dt C
Дифференцируем решение для :
duC |
K p e p1t K |
|
p e p2t |
|
||||||
|
|
2 |
|
|||||||
dt |
|
|
1 |
1 |
|
|
2 |
=> |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
t 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
u |
(0) K K |
|
100 |
|
||||||
C |
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
du |
|
80K1 120K2 0 |
|
|||||||
|
|
C |
(0) |
|
||||||
|
|
|
|
|||||||
dt |
|
|
|
|
|
|
|
K1 300 B
K2 200 B
uC (t) 300e 80t 200e 120t В i2 (t) uCr(t) 3e 80t 2e 120t А
iL i2 C dudtC 1,8e 80t 0,8e 120t
=>
А
Пример №3(11.5)
r 80 Ом
L 0,1Гн
С 62,5 мкФ J 12 A
iC (t) ?
ННУ:
uC (0) 0 iL (0) 0
Характеристическое уравнение:
r |
1 |
|
pL 0 |
|
||||
pC |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||
p2 |
r |
|
p |
1 |
|
0 |
|
|
L |
LC |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||
p2 800 p 16104 0 |
|
|||||||
|
|
|
|
400 c 1 |
||||
p |
400 |
16104 16104 |
||||||
1,2 |
|
|
|
|
|
|
|
=> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
(t) (K K t)e pt |
|
||||||
C св |
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
iC уст 0 |
=> |
|
iC (t) iC св (t) |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
t 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
J |
iC iL |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
i |
r L |
diL |
u |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
L |
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
C |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
dJ |
|
di |
di |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
L |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
=> |
|
|
||||||
dt |
|
dt |
|
|
|||||||||||||
iC (0) J 12 A |
|
|
|
||||||||||||||
diC |
|
|
|
|
|
0 A / с |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
dt |
|
|
|
0 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
i |
(0) K 12 |
|
|
|
|||||||||||||
C |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||
di |
(0) 400K1 K2 |
0 |
|
|
|||||||||||||
|
|
C |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
K2 |
4800 |
||||||||||
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
iC (t) (12 4,8103 t)e 400t A
Пример 4
r 10 Ом
L 29, 4 мГн
C 100 мкФ
E 100 В iL (t) ?
ННУ:
iL (0) 0
uC (0) E 100 В
После коммутации:
Характеристическое уравнение:
1 |
|
|
r pL |
0 |
|
||||
pC |
|
r pL |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
p2 |
|
1 |
p |
|
1 |
|
0 |
||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
rC |
LC |
|
p2 1000 p 3, 4105 0 p1,2 500 300 j, c 1
Проще найти uC (t) .
uC (t) uC уст Ae t sin( свt )
t (уст. режим)
uC уст 0