Материал: Переходные процессы и спектры. Матвеев Б.В
Б. В. Матвеев
ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ И СПЕКТРЫ
Учебное пособие
i
I0m
E
свL
I1m
I2m
===================
t1 |
t |
t1+T0
T0
I0m
E
свL
Воронеж 2019
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный технический университет»
Б. В. Матвеев
ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ И СПЕКТРЫ
Учебное пособие
Воронеж 2019
УДК 621.372.01:621.396.6 ББК 32.841я73
М333
Рецензенты:
кафедра информационной безопасности и систем связи Международного института компьютерных технологий (зав. кафедрой канд. техн. наук О. С. Хорпяков); канд. техн. наук, ведущий науч. сотр. АО «НКТБ Феррит» Н. А. Костров
Матвеев, Б. В.
Переходные процессы и спектры: учебное посо-
М333 бие / Б. В. Матвеев; ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет». - Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2019. - 192 с.
ISBN 978-5-7731-0742-2
В учебном пособии приводятся материалы для освоения разделов «Переходные процессы» и «Спектры» дисциплины «Электротехника и электроника». Включены примеры решения задач на основе программных продуктов «Mathcad» и «Electronics Workbench».
Предназначено для студентов направления 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств» (профиль «Проектирование и технология радиоэлектронных средств»), дисциплины «Электротехника и электроника» очной и заочной форм обучения.
Ил.151. Библиогр.: 10 назв.
УДК 621.372.01:621.396.6 ББК 32.841я73
Печатается по решению учебно-методического совета Воронежского государственного технического университета
ISBN 978-5-7731-0742-2 |
© Матвеев Б. В., 2019 |
|
© ФГБОУ ВО «Воронежский |
|
государственный технический |
|
университет», 2019 |
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………. |
6 |
1. Аналитические методы расчета переходных процес- |
|
сов в линейных электрических цепях ………………. |
7 |
1.1. Возникновение переходных процессов, законы |
|
коммутации, сложность цепи …………………… |
7 |
1.2.Классический метод анализа переходных про-
цессов …………………………………………….. 12
1.2.1.Общая схема применения классического метода анализа переходных процессов для цепей первого порядка ……………………. 14
1.2.2.Составление дифференциальных уравнений для разветвленных цепей …………….. 18
1.3.Переходные процессы в линейных цепях второ-
го порядка сложности …………………………… |
20 |
1.4. Операторный метод анализа переходных про- |
|
цессов …………………………………………….. |
29 |
1.4.1.Сущность операторного метода и его пре-
имущества …………………………………. 29
1.4.2.Прямое и обратное преобразование Лапласа……………………………………... 30
1.4.3.Некоторые основные свойства преобразо-
вания Лапласа ……………………………… |
32 |
1.4.4. Операторные схемы замещения идеализи- |
|
рованных двухполюсных элементов …….. |
33 |
1.4.4.1.Эквивалентная операторная схема конденсатора при ненулевых начальных условиях ……………... 34
1.4.4.2.Эквивалентная операторная схема
индуктивности при ненулевых начальных условиях……………… 36
1.4.4.3.Эквивалентная операторная схема сопротивления…………………….. 37
1.4.4.4.Основные этапы анализа переходных процессов операторным ме-
тодом ……………………………… 39
3
1.5. Временной метод анализа переходных процессов 42
1.5.1.Единичный и импульсный сигналы ……….. 42
1.5.2.Переходная и импульсная характеристики электрической цепи …………………………. 46
1.5.3.Определение реакции цепи на произволь-
ное внешнее воздействие по ее переходной и импульсной характеристикам. Интеграл
Дюамеля ……………………………………... 47 2. Применение ЭВМ для расчета переходных процес-
сов в линейных цепях ……………………………….. 54
2.1.Решение дифференциальных уравнений с помощью вычислительного блока Given-Odesolve . 55
2.2.Решение дифференциальных уравнений опера-
торным методом …………………………………. 60
2.3.Применение процедур численного дифферен-
цирования и интегрирования к вычислениям |
|
методом интеграла Дюамеля …………………… |
64 |
3. Моделирование переходных процессов……………… |
72 |
3.1.Общие подходы к моделированию переходных процессов в линейных электрических цепях ….. 72
3.2.Моделирование переходных процессов при воз-
действии стандартных сигналов………………… 75
3.3.Моделирование переходных процессов при воздействии колебаний сложной формы………….. 79
4.Задания для самостоятельной работы по теме «Переходные процессы в линейных цепях»……………….. 89
4.1.Анализ переходных процессов в электрических цепях первого порядка сложности классическим методом…………………………………………… 89
4.2.Анализ переходных процессов в электрических цепях второго порядка сложности классическим методом…………………………………………… 102
4.3.Операторный метод ……………………………... 108
4.4.Расчет переходных процессов методом интегра-
ла Дюамеля……………………………………….. 113
5.Спектры электрических колебаний………………….. 121
4