- •1. Четырехполюсники. Общие сведения. Коэффициент передачи четырехполюсника. Опытное определение коэффициентов четырех-полюсника.
- •2. Активные и пассивные четырехполюсники. Формы записи уравнений четырехполюсников. Схемы замещения. Связь между входными и выходными параметрами.
- •3.Электрические фильтры. Фильтры низких и высоких частот.
- •4. Нелинейные электрические цепи. Общие сведения. Вольтамперная характеристика. Статические и динамические параметры нелинейных элементов.
- •5. Методы расчета нелинейных электрических цепей. Графический метод расчета.
- •Графические методы расчета
- •6.Расчет нелинейных электрически цепей при последовательном соединении элементов.
- •7. Расчет нелинейных электрически цепей при параллельном соединении элементов.
- •8. Магнитные цепи. Общие сведения. Закон полного тока.
- •9.Основные законы магнитных цепей.
- •10.Расчет магнитных цепей. Прямые и обратные задачи.
- •1. Прямая” задача для неразветвленной магнитной цепи
- •2. “Прямая” задача для разветвленной магнитной цепи
- •1. “Обратная” задача для неразветвленной магнитной цепи
- •2. “Обратная” задача для разветвленной магнитной цепи
- •11. Реальная катушка с линейным сердечником.
- •12. Схема замещения катушки с магнитопроводом.
- •13. Влияние воздушного зазора на свойства катушки с ферромагнитным сердечником.
- •Законы коммутации
- •15. Законы коммутации и начальные условия.
- •16. Методы расчета переходных процессов. Решение дифференциальных уравнений классическим методом.
- •Алгоритм расчета переходного процесса классическим методом
- •17. Переходный процесс в цепи r, l. Установившаяся и свободная составляющие переходного процесса при включении в цепь r, l постоянной эдс. Определение времени завершения переходного процесса.
- •18. Переходный процесс в цепи r, l. Установившаяся и свободная составляющие при коротком замыкании в цепи r, l . Определение времени завершения переходного процесса в цепи r, l.
- •19. Переходной процесс в цепи r, l. Установившаяся и свободная составляющие при включении в цепь r, l синусоидальной эдс.
- •20. Переходный процесс в цепи r, с. Установившаяся и свободная составляющие при включении в цепь r, с постоянной эдс. Заряд конденсатора.
- •21. Переходный процесс в цепи r, с. Установившаяся и свободная составляющие при коротком замыкании в цепи r, с. Определение времени завершения переходного процесса.
- •22. Переходный процесс в цепи r, с. Установившаяся и свободная составляющие при включении в цепь r, с гармонической эдс.
- •23. Операторный метод расчета переходных процессов. Преобразование Лапласа. Оригинал и изображение функции. Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме.
- •24. Цепи несинусоидального тока. Разложение несинусоидальных функций в ряд Фурье. Коэффициенты, характеризующие несинусоидальную функцию.
- •25. Измерения в электрических цепях. Погрешности измерения и классы точности измерительных приборов.
- •26.Классы точности измерительных приборов Потребление электроэнергии измерительными приборами.
- •27.Электроизмерительные приборы магнитоэлектрической и электромагнитной системы. Магнитоэлектрическая система
- •Электромагнитная система
- •28.Электроизмерительные приборы электродинамической и индукционной системы. Электродинамическая система
- •Индукционная система
- •29.Счетчики электрической энергии.
- •Виды и типы
- •30.Измерение активной мощности в трехфазной системе. Метод двух ваттметров.
- •31.Мостовой метод измерения. Уравновешенные мосты постоянного и переменного тока.
- •32. Компенсационный метод измерения.
3.Электрические фильтры. Фильтры низких и высоких частот.
Электрическим фильтром называется четырехполюсник, устанавливаемый между источником питания и нагрузкой и служащий для беспрепятственного (с малым затуханием) пропускания токов одних частот и задержки (или пропускания с большим затуханием) токов других частот.
Диапазон частот, пропускаемых фильтром без затухания (с малым затуханием), называется полосой пропускания или полосой прозрачности; диапазон частот, пропускаемых с большим затуханием, называется полосой затухания или полосой задерживания. Качество фильтра считается тем выше, чем ярче выражены его фильтрующие свойства, т.е. чем сильнее возрастает затухание в полосе задерживания.
В качестве пассивных фильтров обычно применяются четырехполюсники на основе катушек индуктивности и конденсаторов. Возможно также применение пассивных RC-фильтров, используемых при больших сопротивлениях нагрузки.
Фильтры применяются как в радиотехнике и технике связи, где имеют место токи достаточно высоких частот, так и в силовой электронике и электротехнике.
Для упрощения анализа будем считать, что фильтры составлены из идеальных катушек индуктивности и конденсаторов, т.е. элементов соответственно с нулевыми активными сопротивлением и проводимостью. Это допущение достаточно корректно при высоких частотах, когда индуктивные сопротивления катушек много больше их активных сопротивлений ( ), а емкостные проводимости конденсаторов много больше их активных проводимостей ( ).
Фильтрующие свойства четырехполюсников обусловлены возникающими в них резонансными режимами – резонансами токов и напряжений. Фильтры обычно собираются по симметричной Т- или П-образной схеме, т.е. при или (см. лекцию №14). В этой связи при изучении фильтров будем использовать введенные в предыдущей лекции понятия коэффициентов затухания и фазы.
Классификация фильтров в зависимости от диапазона пропускаемых частот приведена в табл. 1.
Таблица 1. Классификация фильтров
Название фильтра |
Диапазон пропускаемых частот |
Низкочастотный фильтр (фильтр нижних частот) |
|
Высокочастотный фильтр (фильтр верхних частот) |
|
Полосовой фильтр (полосно-пропускающий фильтр) |
|
Режекторный фильтр (полосно-задерживающий фильтр) |
и где |
Схема простейшего низкочастотного фильтра
Схема простейшего высокочастотного фильтра
4. Нелинейные электрические цепи. Общие сведения. Вольтамперная характеристика. Статические и динамические параметры нелинейных элементов.
Нелинейными называются цепи, в состав которых входит хотя бы один нелинейный элемент.
Нелинейными называются элементы, параметры которых зависят от величины и (или) направления связанных с этими элементами переменных (напряжения, тока, магнитного потока, заряда, температуры, светового потока и др.). Нелинейные элементы описываются нелинейными характеристиками, которые не имеют строгого аналитического выражения, определяются экспериментально и задаются таблично или графиками.
К нелинейным элементам электрических целей относятся разнообразные электронные, полупроводниковые и ионные приборы, устройства, содержащие намагничивающие обмотки с ферромагнитными магнитопроводами (при переменном токе), лампы накаливания, электрическая дуга и др.
Важнейшей характеристикой нелинейных элементов является вольт-амперная характеристика (в. а. х.), представляющая собой зависимость между током нелинейного элемента и напряжением на его выводах: I(U) или U(I).
Зависимость между током I и напряжением U любого пассивного элемента электрической цепи подчиняется закону Ома, согласно которому I = U/r. Поскольку у линейных элементов с изменением тока или напряжения сопротивление остается постоянным, их в. а. х. не отличаются от прямой (рис. 1.21, а).
Р ис. 1.21. Примеры вольт-амперных характеристик:
а — линейного элемента; б —лампы накаливания; в - полупроводнико- вого диода; г - транзистора (при различных токах базы), д -терморезистора, е – стабилитрона
Статическое сопротивление равно отношению напряжения на резистивном элементе к протекающему через него току. В частности для точки 1 ВАХ на рис. 1
.
Под дифференциальным сопротивлением понимается отношение бесконечно малого приращения напряжения к соответствующему приращению тока
.
Следует отметить, что у неуправляемого нелинейного резистора всегда, а может принимать и отрицательные значения (участок 2-3 ВАХ на рис. 1).
В случае инерционного нелинейного резистора вводится понятие динамического сопротивления
,
определяемого по динамической ВАХ. В зависимости от скорости изменения переменной, например тока, может меняться не только величина, но и знак .