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

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.