МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Тольяттинский государственный университет

Кафедра "Электроснабжение и электротехника"

Томникова Л.Г., Пичугина А.А., Шлыков С.В.

Материалы для студента

по изучению дисциплины

«Электротехника»

Модуль 4

Анализ цепей при несинусоидальных периодических воздействиях. Переходные процессы.

Тольятти 2011

Содержание

Содержание 2

Модуль 4. Анализ цепей при несинусоидальных периодических воздействиях. Переходные процессы. 2

§ 4.1. График выполнения задания Модуля 4 2

§ 4.2. Теоретические вопросы Модуля 4 3

§ 4.3. Задание Модуля 4 4

§ 4.4. Схемы к Модулю 4 5

§ 4.5. Методические указания к лабораторному исследованию задания Модуля 4 6

§ 4.6. Методические указания к компьютерному моделированию задания Модуля 4 8

§ 4.7. Краткая теория и примеры 9

§ 4.7.1. Переходные процессы в электрических цепях 9

§ 4.7.2. Периодические несинусоидальные сигналы 12

§ 4.8. Примеры тестовых задач 15

Модуль 4. Анализ цепей при несинусоидальных периодических воздействиях. Переходные процессы.

§ 4.1. График выполнения задания Модуля 4

№ недели	Аудиторные занятия	Самостоятельная работа
13	Лекция. Обзор теоретического материала модуля 4.	Изучение теоретического материала, вопрос 1. Выполнение 1 пункта задания.
14	Физический эксперимент.	Изучение теоретического материала, вопрос 2. Выполнение 2 пункта задания. Подготовка к физическому эксперименту
15	Лекция. Обзор теоретического материала модуля 4.	Изучение теоретического материала, вопрос 3. Выполнение 3 и 4 пункта задания.
15	Компьютерное моделирование.	Изучение теоретического материала, вопрос 4. Выполнение пункта 5 задания. Подготовка к компьютерному моделированию.
16	Практическое занятие. Защита отчета по Модулю.	Изучение теоретического материала, вопросы 1 – 4. Решение примеров тестовых задач. Оформление отчета.
17	Тестирование.	Подготовка к тестированию.

§ 4.2. Теоретические вопросы Модуля 4

1. Причины возникновения переходных процессов. Законы коммутации.

2. Классический метод расчета переходных процессов.

3. Спектральное представление периодических несинусоидальных электрических величин. Действующее значение несинусоидального тока.

4. Анализ электрических цепей с несинусоидальным напряжением и токами.

§ 4.3. Задание Модуля 4

Цель задания: Изучение электронных устройств, переходных процессов в линейных электрических цепях, приобретение навыков анализа цепей при несинусоидальных периодических воздействиях.

Исходные данные: каждому студенту преподаватель выдает вариантзадания, номер которого обозначается числом из трех цифр.

Первая цифра варианта указывает схему электрической цепи для расчета переходного процесса (табл. 4.1).

Вторая цифра соответствует номер столбца в табл.4.2, в которой приводятся параметры элементов интегрирующего звена.

Третья цифра варианта определяет номер столбца в табл.4.3, где указаны номер гармоники, частоту которой требуется найти, а также рассчитать период несинусоидального сигнала.

Получить вариант заданияу преподавателя на обзорной лекции. На установочном практическом занятии согласовать пакет задач для самостоятельного решения.

Содержание и порядок выполнения задания:

1. Вывести теоретически формулу для определения постоянной времени и переходного напряжения на конденсаторе для заданной вариантом цепи.

2. Экспериментально в лаборатории кафедры исследовать интегрирующее звено (рис.4.2.) при воздействии последовательности прямоугольных импульсов напряжения. Считать момент подачи входного импульса началом переходного процесса. При заданном, согласно варианту значении ёмкости Сопытным путём определить величину сопротивленияR, обеспечивающую треугольную форму напряжения на выходе интегрирующего звена (см. Методические указания к выполнению лабораторного исследования).

3. Рассчитать постоянную времени, заданной вариантом цепи τ и переходное напряжение на конденсаторе (по формулам пункта 1 задания Модуля) при найденном экспериментально значении сопротивленияR. Построить графикu_c(t) на интервале от 0 до 5 τ.

4. Используя формулу разложения в ряд Фурье кривых напряжения (для четной последней цифры варианта) и(для нечетной последней цифры варианта), рассчитать их действующие значения и частоту заданной, согласно варианту гармонике. (См. Краткая теория и примеры § 4.7.)

5. Методом компьютерного моделирования исследовать влияние изменения амплитуды заданной варианту гармоники и частоты основной гармоники на параметры и форму несинусоидального периодического сигнала пункта 4. (См. методические указания к компьютерному моделированию)

6. Сделать выводы.