Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики
Кафедра ТОРС
Конспект лекций по дисциплине
«Теория электрических цепей (часть II)»
Преподаватель: доц. Михайлов В.И.
Самара, 2013 г.
1. Переходные процессы в электрических цепях и методы их расчёта.................................................. 4
1.1 Переходные процессы в электрических цепях................................................................................ 4
Основные понятия о переходных процессах..................................................................................... 4
Законы коммутации.............................................................................................................................. 6
Начальные и конечные условия........................................................................................................... 7
Схемы замещения элементов в различные моменты времени......................................................... 8
Классический метод анализа переходных процессов.................................................................... 11
в электрических цепях....................................................................................................................... 11
1.2. Переходные процессы в электрических цепях первого порядка................................................ 11
Анализ процессов в последовательных RL и RC цепях................................................................. 11
Понятие о длительности переходного процесса и постоянной времени...................................... 13
Отключение источника....................................................................................................................... 14
Определение τ для сложной цепи с одним реактивным элементом и несколькими резисторами 15
Подключение источника гармонического напряжения.................................................................. 16
1.3. Анализ переходных процессов в последовательной RLC-цепи................................................. 18
Подключение источника постоянного.............................................................................................. 18
напряжения.......................................................................................................................................... 18
Логарифмический декремент затухания:......................................................................................... 23
Напряжение при колебательном режиме может превысить ЭДС при переходном процессе – это надо учитывать............................................................................................................................................. 23
............................................................................................................................................................... 23
Расчетные графики при Е=2в в колебательном режиме................................................................. 23
Отключение источника в последовательной RLC-цепи................................................................. 23
Расчет сложных схем классическим методом.................................................................................. 24
2. Операторный метод расчёта переходных процессов. Преобразования Лапласа. Законы Кирхгофа в операторной форме...................................................................................................................................... 24
2.1.Преобразования Лапласа.................................................................................................................. 24
2.2.Законы Кирхгофа в операторной форме......................................................................................... 26
2.3.Операторные схемы замещения реактивных элементов ЭЦ........................................................ 26
2.4.Применение операторного метода к параллельной LC-цепи....................................................... 27
2.5. Нахождение функции времени в операторном методе................................................................ 28
2.6. Операторные передаточные функции в теории цепей................................................................ 30
3. Временные характеристики цепи. Переходная и импульсная характеристики. Методики расчёта 33
3.1. Временные характеристики электрических цепей....................................................................... 33
3.2. Переходная характеристика, методики расчета............................................................................ 34
3.3. Импульсная характеристика, методики расчета........................................................................... 35
3.4. Пример нахождения временных характеристик........................................................................... 36
..................................................................................................................................................................... 37
4. Реакция цепи на сложное кусочно-непрерывное воздействие. Интегралы Дюамеля и наложения 37
4.1. Общие понятия................................................................................................................................. 37
4.2. Временной метод расчета переходных процессов........................................................................ 38
4.3. Расчет отклика (реакции) на прямоугольный импульс................................................................ 39
4.4. Дифференцирующие и интегрирующие цепи.............................................................................. 43
Общие понятия.................................................................................................................................... 43
Дифференцирующие цепи.................................................................................................................. 44
Интегрирующие цепи......................................................................................................................... 45
5. Спектральный метод расчета в электрических цепях......................................................................... 47
5.1.Понятие о спектре периодического сигнала.................................................................................. 47
5.2.Спектральный анализ и синтез на основе рядов Фурье................................................................ 47
5.3.Графическое временное и частотное изображения........................................................................ 48
спектра периодического сигнала.......................................................................................................... 48
5.4.Спектр последовательности прямоугольных импульсов.............................................................. 49
5.5.Понятие о расчете цепей при периодических сигналах............................................................... 52
5.6.Понятие о спектре непериодического сигнала.............................................................................. 53
5.7.Спектры некоторых типовых сигналов.......................................................................................... 57
5.8.Понятие об энергетическом спектре одиночных сигналов. Ширина спектра........................... 59
5.9.Спектральный или частотный метод расчета в ТЦ................................................ 61
5.11.Прохождение импульсных сигналов через цепь с ограниченной полосой пропускания....... 65
6. Нелинейные электрические цепи.......................................................................................................... 68
6.1.Основные понятия о нелинейных цепях........................................................................................ 68
6.2.Расчет простейших нелинейных резистивных цепей................................................................... 69
6.3. Аппроксимация характеристик нелинейных элементов............................................................. 72
6.4. Определение реакции нелинейного элемента на гармоническое воздействие......................... 74
6.5. Анализ спектра реакции в нелинейном элементе........................................................................ 75
7. Цепи с обратными связями. Устойчивость ЭЦ................................................................................... 85
Автоколебательные цепи............................................................................................................................ 85
7.1.Понятие о цепях с обратными связями........................................................................................... 85
7.2.Виды внешних обратных связей...................................................................................................... 86
7.3.Передаточные функции цепей с внешними обратными связями................................................ 87
7.4.Понятие об устойчивости ЭЦ.......................................................................................................... 88
7.5.Характеристическое уравнение....................................................................................................... 88
7.6.Критерии устойчивости.................................................................................................................... 89
7.7. Автоколебательные цепи или автогенераторы............................................................................. 92
7.8. RC-автогенераторы.......................................................................................................................... 97
7.9. LC-автогенераторы......................................................................................................................... 101
7.10. LC-автогенераторы с внутренней обратной связью................................................................. 102
1. Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.И. Основы теории цепей: Учебник для вузов, под ред. В.П. Бакалова.- 3-е изд., перераб. и доп.- М: Радио и связь, 2009, 592с.
2. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. - М.: Гардарики. 1999. –638с.
3. Шебес М. Р., Каблукова М. В. Задачник по теории линейных электрических цепей. –М.: Высшая школа. 1990. –544с.
Дубинин А.Е., Михайлов В.И., Цаплин Н.Н., Членова Е.Д. Расчет электрических фильтров по рабочим параметрам. Учебное пособие к курсовой работе, ГОУВПО ПГАТИ, кафедра ТЭЦ, Самара, 2005 -54с.
Киреев В.Р., Грачев С.В., Михайлов В.И., Цаплин Н.Н. Методические указания к лабораторным работам по 2-й части курса ОТЦ. ПГАТИ, каф. ТЭЦ, Самара, 2000, -104с.
