Файл: Билан Н.А. Анализ переходных процессов в линейных электрических цепях.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.07.2024

Просмотров: 97

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

нос противоположной фа-юл в -- .С st lUàt

 

«цО.Включениѳ

второго источника

вызывает

в контуре

 

пеірилодный процесс:

uc =-Em

 

-

 

(u)J-у),

Ô ( / - е

* * Ism

i~--±f-ti-e'

)cos(u)Bt

 

 

Попринципу наложения для линейны/

электрических

цепей оба колебания в контуре

сложатся. Пршіеы момент

включения второго источника ti

за новое начало отсчета

времени. Тогда для t > t

 

будем

иметь:

і ^ ^ { і - е

Jc o «[4 ( t • *,Ьр] -

 

( і -

+ l|/ J= £-.(y-«-^)e"^cos[4(éf^)^].

C1'76)

и с = Е г а а ( У - ^ " Л ' ) г " ^ 5 ^ [ а ; 0 ( е + ^ ) + ( р | С 1.77)

Полученный результат свидетельствует о том, что ха­ рактер колебаний после включения источника э.д.с. не за­ висит от выбора момента выключения. Ток и напряжение про­ должают изменяться по тому же синусоидальному закоку, по которому они изменялі.сь до моы-знта выключения э.д.с, но амплитуда колебаний уменьшается по экспоненциальному за­ кону.

Если время выключения э.д.с. іі больше времени уста­ новления t „

і

пер )

s

 

 

то формулы (1.76) и (1.77) примут вид:

,

(1.78)

L=z-±a-e

cosfait + t^+y]

 

Л

 

 

 

 

uc = Em Qe.~^s:n[cû0(tHt)^},

 

 

(1.79)

По формуле (1.7.)) на рис. ІЛбизобрази график нгппяжения на емкости теле выключения источника э.д.с.

Пользуясь формулами а.72), (1.73)» и (1 . 76), (1 . 77), можно найти реакцию колео~тельного контура на воздействие

73


источника прямоугольных радиоимпульсов напряжения. Нача­ ло действия прямоугольного радиоимпульса напряжение с

длительностью £

можно трактовать как включение сину­

соидальной b.a.G,e,

= Emco$(cût+fh

момент t = 0, а

окончание импульса как включение синусоидальной э.д.с

£ ~-Е (и)і + ш) в момент t - £

(рис. 1.47).

Рис.1.46.

Il

Рис.1.47.

При включения синусоидальной І>.Д.С. С амплитуда лоле- ОЗКИІІ в KCHïype нарастает по экспоненциальному з'лкону (1.72) и (1.73) (рис. 1.Ь4,г).

74

При включении синусоидальной э.д.с.

ег

амплитуда

убывает по экспоненциальному закону

(1.76) и (1.77)

(рис. 1.46).

 

 

Рис. 1.48.

На рис. 1.46, а изображен воздействующий прямоуголь­ ный радиоимпульс напряжения, апа рисунках 1.48,6 и 1.48,в показаны радиоимпульоы напряжения на конденсаторе контура при двух разных добротностнх. Сравнение рисунков 1.48,6 и 1.48,в покаі-ываѳт, что искаженна і^рмы прямоугольных радиоимпульсов колебательным контуром тем меньше, чем шире пропускания контура.

75

76

Второй случай ùû = tJ0+ûu)

 

(u)-U)0.-(0)

При небольшой

расстройке да?

можно приблизительно

считать, что Мг-~1.

Тогда выражения (1.70) и (1.71)

принимают вид:

*

^

 

LLc = ~£\sLn(u)t

+у -<f)e~

5Іп(а)01+у-}?Ц.

(I..81)

 

Вынужденная составляющая имеет постоянную амплитуду

и

частоту колебаний источника э.д.с. и)

(рис. ІЛ9,а).

Свободная

составляющая имеет.экспоненциально убываю­

щую амплитуду и частоту

свободных колебаний (рис.

1.49,6).

Колебание в контуре в переходные период является результа­ том сложения (биений) этих двух колебаний. В первый мо­

мент фазы обоих противоположны, что дает нулев-ую ампли­

туду переходных колебаний. Так ѵлти частоты колебаний раз­

личны:

Cûs[((JB+&o)i

f Г - У]

,

-G~âicos(<Oet + Y - Г) ,

то будет происходить непрерывный набет1 разности фаз

и чѳчез некоторое время t{

, за которое произойдет набег

фаз, равный П, обь колебания будут в фазе. Определим это

время i t

:

à cjt,

= <?5f&f t,

=

%,

 

z<~ùf

f-f,

і-т

Y

суммарная

амплитуда колебаний в этот момент'времени

будет раляа т

і -Em/,

 

„Si-л

 

Через время t = Zi4

набег фаг будет равен 2 Î ~ ^ынужден-

ныа и свободные колебания скова будут в противофазе и их

амплитуда будет равна .

/

^ .

Через время t -5l1 колебания

снова будут в фазе и т.д.

Приведенные рассучсденгч прончлюстрированы графиком

рис. ІЛЦв. График построен слѴдуюшим образом. ha уровиях

+ I и - I проведены горизонтальные

прямые

ЛІ*ЗИИ, соответ-

стіущие амплитуде вынужденных колебаеий. Сверху и :низу этих прямых, как оком ОСИ времени, проведены кривые ли-

77


Й Й И экспон. Hi + ;.'

и - г. , соответствующие

амплитуде

свободных колео-.ний, В моменты времени t = t i t

l t i } . . ,

оиьния имеют суммарные амплитуды. В этих точках орди­ наты прямых и экспонент складнь&іыся, ооразуя точки

йу- В моменты времени /=0,2 tt

н tt)... биения имеют

разностные амплитуды. Ь этих тешках ординаты

прямых

и экспонент вычитаются,

образу л точки О^и, а.

., да-

лав полученные точки 0)

а і } û ^ û

соединяются плавной

пунктирной кълвой, являющееся огибающей кривой биений. Ьта кричал осциллирует около примой линии, постепенно приближаясь цОЙ.

Оплошной линией изображено высокочастотное заполнение биений.

• TîtKOb построение, конечно, дает только приближенное представление о форме огибающей кривой.

Получим аналитическое выражение огибающее.

Для этого переходный ток представим в следующее

'

7

 

 

- 4 U

[cos (ti)J+y-

(f)coiuu)t.

- Unlust* y - с?Ыпди)£ -в cos((jù0t+

hlp-<f)j= ^p[(co$ùu)t-è~

koilu>0tH[j-i?)-tiiiaoûtWu^+f-ifjj

T

 

 

 

Обозначим;^

Разделив второе уравнение на первое, найдем: -

у"*- ~ cosùut -a-st '

Возведя оба уравнение в квадрат и сложив их,полу­ чим:

Й=исоійо)і-е

)+sin ьи)і-we

~яе co$uu)t.( і . зз)

Выразим ток через Л к «(..

m

~E

?8


По формуле

(1.83) можно

точно построить огибающую

кривую. Величина A

( I . R

2 )

является функнийй времени.

Это означает, что периоды суммарных колебаний различны.

При і—~

е~ ^O^afictylyutâhaWt

и кгло^ачйп

становятся состоящими

только из вынужденной состав •нющѳй:

(_--£&-

cos(cot+ip-

 

 

 

Проведя рассуждения, аналогичные рассуждениям в пер­

вом случае (иЗ = ^о),

легко убедиться в том, что после вы­

ключения синусоидальной

э.д.с. в контуре возникают колеба­

ния с частотой свободных колебаний СОа

и с убывающей

по экспоненциальному закону амплитудой:

 

• L=-&P-€~**cos(uJ,t +у-

< f j ,

(1.85)

ut = £-ëStsin(tû0t

+ y-4).

(1.86)

Пользуясь формулами (1.81) и (1 . 86), нетрудно опре­

делить реакцию контура на воздействие нерезонансного пря-' моугольного радиоимпульса напряжения (рис. 1.50),

Переедем к рассмотрению случаевсоки^ u-lo^^o. Свободные составляющие тока к напряжения выражений

(1.79) и (І.7І) содержат слагаемые с множителями:

Рис,Іо50в

Это означает, что ла^актор переходных проиѳ^сов существенно зависит эт фазы включения ичто воз-, мокнг возникновение .таких юков и напряжений, которые

.иигут быть значительно больше токоь и напряжений з уста­

новившемся режиме.

79