Методичка РГР 4. Задание 4 расчет переходных процессов в электрических цепях
 Скачать 2.22 Mb.
|
|
ЗАДАНИЕ № 4 РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ Задание предназначено для освоения студентами наиболее распространенных методов расчета переходных процессов в линейных и нелинейных электрических цепях с сосредоточенными параметрами (классический метод, операторный метод, метод расчета с применением интеграла Дюамеля, метод переменных состояния). В основу алгоритмизированного задания № 4 положена трехконтурная электрическая схема, различный характер переходного процесса в которой обеспечивается изменением ее параметров и конфигурации, а также различными законами изменения в функции времени электродвижущей силы источника питания. Переходные процессы в этой схеме предлагается рассчитать несколькими методами. Приведенные рекомендации к составлению расчетных методов иллюстрируются конкретной схемой. ФОРМИРОВНИЕ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ Для расчета задания студент получает от преподавателя индивидуальную карточку. По данным этой карточки составляется электрическая схема, аналогичная представленной на рис. 4.1. Рекомендуемый порядок составления расчетной схемы следующий: а) на поле чертежа наносятся и нумеруются узлы, определяющие начало и конец соответствующих ветвей схемы; б) в каждую из ветвей включаются активные сопротивления R, номера которых соответствуют номерам ветвей; в) источник ЭДС E, а также емкость C и индуктивность L включаются последовательно с сопротивлениями тех ветвей, номера которых совпадают с индексами соответствующих элементов (например, в соответствии с данными примерной карточки E5 включается в ветвь с R5, индуктивность L1 в ветвь с R1, конденсатор C3 в ветвь с R3); г) направления заданной ЭДС E и рассчитываемых токов i(t) выбираются от начала к концу соответствующих ветвей. Характер коммутации задан словами «зам.» (ключ замыкается) или «раз.» (ключ размыкается). При этом ключ необходимо располагать параллельно с коммутируемым сопротивлением, если он работает на замыкание, и последовательно, если он работает на размыкание. Пример:  Индивидуальная карточка
Электрическая схема, составленная по данным этой карточки, показана на рис. 4.1.  Рис. 4.1 СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ Рассчитать схему (рис. 4.1) классическим методом (п. 1 задания индивидуальной карточки). Определить значения указанного тока (напряжения). При расчете апериодического процесса (ап-кий) принять значение емкости C, заданное как CA, а при расчете колебательного режима (кол-ый) принять значение емкости C, заданное как Ck. Эдс E – величина постоянная (в соответствии с карточкой E = 100 В). Рассчитать схему (рис. 4.1) операторным методом (п. 2 карточки) и определить значения указанного тока (напряжения). Значение емкости C взять соответствующее характеру заданного в данном пункте переходного процесса. Значение источника эдс E = const (то же, что и в п. 1). Рассчитать переходный процесс классическим методом и определить значение указанного в карточке тока (напряжения). В соответствии с п. 3 карточки разомкнуть (сокращенное обозначение «раз.») один из реактивных элементов схемы (рис.4.2), а источник постоянной ЭДС Eзаменить на синусоидальный источник эдс e(t) = Emsin(щt + цe) (при этом, согласно данным карточки, максимальное значение синусоидальной функции Em принимается равным E, угловая частота щ обозначена как OMG, а начальная фаза цe как FI). В результате в соответствии с карточкой схема 1 для данного пункта преобразуется в схему, представленную на рис. 4.2. Рассчитать переходный процесс с помощью интеграла Дюамеля. При этом ключ переносится в ветвь с источником ЭДС и работает на включение. В соответствии с п. 4 задания один из реактивных элементов закорачивается, а вместо ЭДС E (рис. 4.1) включается ЭДС e(t),   Рис. 4.2 Рис. 4.3 график изменения во времени которой взять в соответствии с карточкой из рис. 4.6–4.35. Определить значение указанного тока (напряжения). Согласно данным карточки расчетная схема для п. 4 будет иметь вид, представленный на рис. 4.3. Рассчитать переходный процесс (ток в индуктивности или напряжение на емкости) методом переменных состояния. Значение источника ЭДС E = const и принимается тем же, что и в пп. 1 и 2 задания. Расчетная схема к п. 5 задания в соответствии с карточкой показана на рис. 4.4. Рассчитать переходный процесс в электрической цепи, содержащей нелинейный элемент с заданной кулон-вольтной (q,u) или вебер-амперной (ш, i) характеристикой. Один из реактивных элементов в соответствии с п. 5 задания размыкается. Оставшийся реактивный элемент рассматривается как нелинейный. Значение источника ЭДС E = const и принимается тем же, что и в пп. 1 и 2 задания. Определить закон изменения указанного в п. 5 тока или напряжения и построить зависимость искомой величины от времени. Расчетная схема к п. 5 задания в соответствии с карточкой показана на рис. 4.5.   Рис. 4.4 Рис. 4.5 Примечание. Для пп. 3, 4 и 5 в случае если в схеме остается емкость C, ее значение принимается равным Ck. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||