¾ определитель системы,
¾
определитель, полученный из
определителя путем
замены первого столбца коэффициентов столбцом из свободных членов.
Подставим определители и
в формулу
Крамера:
(33)
(34)
(35)
(36)
Выполнив обратную замену и
,
получим линейное дифференциальное уравнение:
(37)
Приравняв правую часть уравнения (36) нулю, получим характеристическое уравнение, аналогичное (13):
(38)
Найдем корни характеристического уравнения, полученного ранее различными способами
Для облегчения расчетов сделаем замену и перепишем характеристическое уравнение следующим образом::
(39)
Где:
¾ коэффициент затухания колебаний в контуре;
Откуда:
¾ угловая частота незатухающих колебаний;
Проверим
размерность и
, для этого
в формулах заменим элементы их размерностями. При этом учтем, что:
Из
(39) следует, что корни характеристического уравнения имеют размерность и рассчитываются
по формуле:
(40)
Так как , корни
вещественные отрицательные:
(41)
Выражение
свободной составляющей силы тока определяется видом корней характеристического
уравнения (13). Так как корни и
вещественные,
выражение свободной силы тока имеет вид:
(42)
Уравнение (42) физически определяет поведение цепи при отсутствии внешних источников электрической энергии.
Установившийся
режим работы цепи обусловлен действием источников энергии, поэтому принужденная
составляющая в
случае постоянного напряжения
может быть найдена методами расчета установившегося процесса в цепи
после коммутации. В схеме, изображенной на рис. 2 закоротим индуктивность (
– при постоянном токе напряжение на катушке не
изменяется) и разорвем ветвь с емкостью – нарисована пунктирной линией (
– при постоянном напряжении ток в ветви с конденсатором
равен нулю
), таким образом, в цепи на рис.3 все установившиеся
токи и напряжения не будут зависеть от времени.
Рис.3.
По второму закону Кирхгофа (рис.3) после коммутации:
(43)
Тот же результат получаем, если в уравнении (12) учесть, что производная от константы равна нулю:
Теперь найдем принужденные составляющие остальных токов и напряжений:
(44)
(45)
(46)
(47)
(48)
(49)
Независимые
начальные условия определяются количеством реактивных накопителей энергии в
схеме. Состояние каждого накопителя может быть охарактеризовано либо текущим
через него током, либо падением напряжения на нем. Независимыми переменными
являются: для емкости – напряжение на ней , для индуктивности – ток через нее
.
Определим независимые начальные условия. Для этого найдем ток в индуктивности и напряжение на емкости до коммутации. Так как до коммутации ключ в ветви с источником ЭДС был разомкнут, то:
Согласно первому закону коммутации ток через
индуктивность непосредственно до коммутации равен току через ту же индуктивность
после коммутации
.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.