Контрольная работа по «Электротехника и электроника»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

по курсу «Электротехника и электроника»

Задача 2.

Задача посвящена анализу переходного процесса в цепи первого порядка, содержащей резисторы, конденсатор или индуктивность. В момент времени t = 0 происходит переключение ключа К, в результате чего в цепи возникает переходной процесс.

1. Перерисуйте схему цепи (см. рис. 2.1) для Вашего варианта (таблица 1).

2. Выпишите числовые данные для Вашего варианта (таблица 2.1).

Таблица 2.1

3. Рассчитайте все токи и напряжение на С или L в три момента времени

            t=0─, t=0+, t=∞.

Ход решения задачи

Цепь (рис. 2.1 а) содержит резисторы R1 = 2 кОм, R2 = 2 кОм, R3 =  2 кОм, индуктивность L = 20 мГн и источник постоянного напряжения Е = 10 В. В момент t = 0 происходит замыкание ключа К и в цепи возникает переходной процесс.

[pic 1]

                      а                                                                        б

Рисунок 2.1

1. Находим токи i1, i2, i3 и напряжение uL в три момента времени t = 0–, 0+ и ∞.

1.1. Момент t = 0–. Он соответствует стационарному состоянию цепи до коммутации. В этом состоянии резистор R4 закорочен ключом К и не влияет на работу цепи. Сама схема (рис. 2.2 а) представляет собой цепь, в которой uL(0–) = 0, поэтому она может быть рассчитана по следующим формулам:

[pic 2]

[pic 3]

[pic 4]

1.2. Момент t = 0+. Это первое мгновение после размыкания ключа. В соответствие с законом коммутации

[pic 5]                                        (2.1)

Остальные величины находим путем составления и решения системы уравнений по законам Кирхгофа, описывающих электрическое состояние цепи в момент t = 0+ (рис. 2.1 б)

[pic 6] 

После числовых подстановок с учетом (2.1) получим

[pic 7]

Решая систему, находим

[pic 8]

1.3. Момент t = ∞. Означает новое стационарное состояние цепи после окончания переходного процесса. Внешне схема цепи при t = ∞ соответствует рис. 2.1 б, причем [pic 9], то есть R3 замкнуто накоротко индуктивностью, поэтому [pic 10], а остальные токи рассчитываются по формуле

[pic 11]

                                       Задание №3

Для своего варианта определить:

1. Сопротивление диода постоянному току при заданном прямом напряжении и температуре t1 градусов.
2. Сопротивление диода постоянному току при заданном обратном напряжении  и температуре t2 градусов.
3. Дифференциальное сопротивление диода  при заданном прямом напряжении и температуре t1 градусов.
4. Дифференциальное сопротивление диода  при заданном обратном напряжении и температуре t2 градусов.
5. Рассчитать ток и напряжение в нагрузке, и падение напряжения на диоде в схеме, приведенной ниже, при заданном напряжении источника E и сопротивлении нагрузки Rн. Построить нагрузочную прямую. Температура равна t1 градусов.

[pic 12]

Варианты задания.  № варианта соответствует последней цифре кода студента.