Алгоритмизированные задания по курсу ТОЭ. Анализ переходных процессов: Методическое руководство

Министерство высшего и среднего специального образования

Новосибирский Государственный Технический Университет   

  Кафедра теоретических основ электротехники    

УДК  621.3.01 (075.8)

АЛГОРИТМИЗИРОВАННЫЕ  ЗАДАНИЯ

ПО КУРСУ ТОЭ

АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

(ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 4)

Методическое руководство

для  студентов  ЭМФ, АВТФ, ФЭН,  РЭФ 

всех форм обучения

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                                                                  

1. РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

1.1. Формирование РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ

1.3. СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ

1.4. ГРАФИКИ ИЗМЕНЕНИЯ ЭДС ВО ВРЕМЕНИ

1.5. УКАЗАНИЯ К РАСЧЕТУ

1.5.1. Классический метод

1.5.2. Операторный метод

1.4.3. Классический метод расчета переходного процесса в цепи с синусоидальным источником питания  

1.5.4. Метод расчета с помощью интеграла Дюамеля

1.5.5. Расчет переходного процесса методом переменныхсостояния

1.5.6. Расчет переходного процесса в нелинейной цепи

1.6. ЛИТЕРАТУРА

ВЕДЕНИЕ

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 примени-

ем 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. Титульный лист должен быть выполнен в соответствии с указанным образцом (см. приложение1).

 1. РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

1.1. ФОРМИРОВНИЕ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ

Для расчета задания студент получает от преподавателя индивидуальную карточку. На рис. 1 показана электрическая схема, которую рекомендуется составлять по данным этой карточки в такой последовательности:

1. На поле чертежа наносятся и нумеруются узлы, определяющие начало и конец соответствующих ветвей схемы.

2. В каждую из ветвей включаются активные сопротивления R, номера которых соответствуют номерам ветвей.

3. Источник ЭДС E, а также емкостьC 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).

4. Направления заданной ЭДС E и рассчитываемх токов i(t) выбираются от начала к концу соответствующих ветвей^*.

^*)  В общем случае, выбор направлений токов в ветвях является произвольным. В данном задании рекомендации по выбору направлений токов, нумерации узлов и т.д. даны для облегчения контроля промежуточных расчетных этапов.

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

Ветвь №	Узел (начало-конец ветви)	R(Ом)	Ключ зам. R4			Задание – 4 № 1011101
1 2 3 4 5 6	1 – 4 3 – 2 2 – 4 1 – 2 1 – 3 3 – 4	60 70 50 50 60 40	E5 = 1,0 ×10 02 В L1 = 2,0 ×10– 01 Гн СК3 = 7,0 ×10+ 00 мкФ СА3 = 2,5 ×10+ 00 мкФ OMG = 3,0 ×10+ 02 1/с FI = 0 град			1. Ап-кий опр. i6        2. Кол-ый опр. i2        3. Раз. C3опр. i1        4. Раз. C3опр. i5        5. Раз. L1 опр. i3        6. Раз. L1 опр. uC3
Для пункта 4 е5(t) взять по рис. 25
Характеристика нелинейного элемента
q(К) u(B)	0 0	1,92×10- 06 2,62+00		3,07×10- 06 4,19+00	4,02×10- 06 5,94+00		4,3×10- 06 6,98+00	4,75×10- 06 8,73+00

Электрическая схема, составленная по данным этой карточки, показана на рис.1.

1.2. СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ

1. Рассчитать схему (рис.1) классическим методом (пункт 1 задания индивидуальной карточки). Определить значения указанного тока (напряжения). При расчете апериодического процесса (ап-кий) принять значение емкости C, заданное как C_A, а при расчете колебательного режима (кол-ый) принять значение емкости C, заданное как C_K. Эдс E – величина постоянная (в соответствии с карточкой E = 100 В).