НЕСИНУСОИДАЛЬНЫХ ЭДС, НАПРЯЖЕНИЯХ И ТОКАХ

Расчеты мгновенных установившихся напряжений и токов в электрических цепях при действии периодических несинусоидальных ЭДС. Зависимость формы кривой тока от характера цепи при несинусоидальном напряжении. Активная мощность при периодических несинусоидальных токах и напряжениях. Особенности поведения высших гармоник в трехфазных цепях. О составе высших гармоник при наличии симметрии форм кривых тока или напряжения. Ряд Фурье в комплексной форме. Биения и модулированные колебания.

Тема 8. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ И МЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТА

Понятие о переходном процессе в линейной электрической цепи. Причины возникновения и сущность переходного процесса.

Классический метод расчета. Порядок составления и методы решения уравнений электрического равновесия электрической цепи. Переменные состояния. Свободный и принужденный режимы. Установившийся режим. Свободные частоты цепи. Определение постоянных интегрирования.

Переходные процессы в цепях с одним накопителем энергии. Переходные процессы в последовательной rLC-цепи при ее включении на постоянное и синусоидальное напряжения.

Переходные процессы при мгновенном изменении параметров участков цепи. Расчеты переходных процессов в сложной цепи. Применение вычислительных машин для расчетов установившихся режимов и переходных процессов в электрических цепях.

Операторный метод расчета. Основные положения операторного метода. Уравнения цепей в операторной форме. Расчет переходных и свободных токов операторным методом. Схемные функции в операторной форме. Импульсная переходная характеристики цепи, их связь со схемной функцией.

Частотный метод расчета. Преобразование Фурье непериодических функций времени – спектральное представление непериодических функций. Частотные характеристики и их применение к расчету переходных процессов. Связь между частотными и временными характеристиками. Связь преобразования Фурье с преобразованием Лапласа.

Расчеты при воздействии ЭДС произвольной формы. Интеграл свертки и его применение при анализе переходных процессов. Аналитические и численные методы решения уравнений состояния электрических цепей. Применение дискретных схем замещения динамических цепей при использовании неявных методов численного интегрирования.

Тема 9. ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКИ И МНОГОПОЛЮСНИКИ

Различные виды уравнений пассивного четырехполюсника. Системы параметров четырехполюсника и их взаимосвязь. Эквивалентные схемы замещения взаимных четырехполюсников. Характеристические параметры. Схемные функции и частотные характеристики. Способы соединений. Передаточные функции согласованных схем. Дифференцирующие и интегрирующие цепи. Обратные связи. Четырехполюсник с активными элементами. Электрические фильтры. Структурные схемы. Вопросы устойчивости в электрических цепях с обратной связью. Многополюсники. Применение матриц и графов для описания многополюсников.

Тема 10. СИНТЕЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

Задача синтеза электрических цепей. Неоднозначность решения задач синтеза и проблемы выбора решения. Энергетическая теорема теории цепей и фундаментальные свойства схемных функций цепей.

Положительная вещественная функция, ее свойства. Свойства входных функций пассивных двухполюсников. Методы синтеза пассивных двухполюсников. О синтезе передаточных функций четырехполюсника.

Тема 11. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

Примеры цепей с распределенными параметрами. Уравнения линии с распределенными параметрами.

Решение уравнений однородной линии при установившемся синусоидальном режиме. Моделирование однородной линии цепной схемой. Бегущие волны. Различные режимы работы. Условия для неискажающей линии. Линия без потерь. Режим работы однородной линии с активной и реактивной нагрузками. Измерительная линия.

Переходные процессы в цепях с распределенными параметрами. Решение уравнений однородной неискажающей линии при переходном процессе. Прямая и обратная волны. Характер и происхождение волн в линиях. Отражение и преломление волн. Формирование импульсов с помощью линии.

Раздел 3. ТЕОРИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ЦЕПЕЙ

Тема 12. ЭЛЕМЕНТЫ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ,

ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ

Общие понятия об элементах и свойствах цепей. Определение, классификации нелинейных элементов: нелинейные пассивные и активные элементы, нелинейные двухполюсники и многополюсники; инерционные и безынерционные нелинейные элементы; нелинейные реактивные элементы . Характеристики нелинейных элементов; статические и дифференциальные параметры.

Реальные и идеальные нелинейные элементы; их физические и математические модели.

Тема 13. УСТАНОВИВШИЕСЯ ПРОЦЕССЫ В НЕЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЯХ

И МЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТА

Основные свойства и методы расчета нелинейных электрических и магнитных цепей при постоянных токах и напряжениях. Графические расчеты цепей при последовательном, параллельном и смешанном соединениях элементов. Расчет сложной нелинейной цепи, графоаналитические и численные методы. Расчет разветвленных магнитных цепей. О расчете магнитных цепей с постоянными магнитами.

Особенности расчета режимов нелинейных цепей при переменных токах и напряжениях. Особенности периодических режимов в нелинейных цепях. Общая характеристика методов расчета. Соотношения задач анализа линейных и нелинейных цепей. Идеи линеаризации. Способы аппроксимации характеристик нелинейных элементов: кусочно-линейная, степенная, сплайнами. Простейшие графические и графоаналитические методы, итерационные методы. Аналитический метод, метод гармонического баланса и др.

Цепи с нелинейными индуктивностями – катушками с ферромагнитным сердечником. Метод эквивалентных синусоид. Эквивалентные параметры и схемы замещения катушки и трансформатора. Резонансные явления в нелинейных цепях. Феррорезонансы напряжения и тока. Цепи с вентильными преобразователями как электрические цепи с нелинейными активными и пассивными элементами, а также как цепи с дискретно и периодически изменяющимися параметрами.