Тема № 5. Некомплексные методы расчета линейных цепей при гармоническом воздействии

Вид занятия:лекция № 7 (академическая: обычная): «Некомплексные способы расчета линейных цепей при гармоническом воздействии»

Время:2 часа(90 мин)

Место проведения: учебная аудитория

Категория обучающихся: студенты 3-го курса (очная форма обучения)

Воронеж ‑ 2015


Цели занятия:

а) образовательная (исследование; раскрытие; ознакомление; формирование познания, умения, способностей);

б) развивающая (формирование и развитие познавательного энтузиазма учащихся к предмету; формирование и Тема № 5. Некомплексные методы расчета линейных цепей при гармоническом воздействии развитие самостоятельности; овладение основными методами мыслительной деятельности; развитие речи);

в) воспитательная (формирование и развитие инженерных, технических, экономических и других свойств личности).

Учебно-материальное обеспечение:

дидактический, иллюстративный и раздаточный материал по теме (мультимедийные презентации);

технические средства обучения (мультимедийный проектор, компьютер).

Способ(ы) обучения:

объяснительно-репродуктивный, репродуктивный, разъяснение с иллюстрацией.

Учебные вопросы Тема № 5. Некомплексные методы расчета линейных цепей при гармоническом воздействии:

Расчет сложных цепей при гармонических воздействиях тригонометрическим способом; Векторное диаграммы в поочередном соединении сопротивления, индуктивности и емкости.

Главные понятия:

Всеохватывающие величины, векторные диаграммы, сдвиг фаз.

Межпредметные связи:

главные сведения из физики, арифметики

Литература:

1. Бычков, Ю. А. Базы теории электронных цепей: учебник для вузов [Текст] / Ю. А. Бычков, В Тема № 5. Некомплексные методы расчета линейных цепей при гармоническом воздействии. М. Золотницкий, Э. П.Чернышев. – 3-е изд., стер. – СПб.: Издательство «Лань». – 2004.

2. Бакалов, В. П. Базы теории цепей, учеб. пособие для вузов, 2013.- гриф.

3. Попов, В. П. Базы теории цепей: учебник для вузов [Текст] / В. П. Попов. – 5-е изд. – М.: Высш. шк., 2005. – 574

Ход занятия: Время, мин.
1. Вводная часть: приветствие; проверка Тема № 5. Некомплексные методы расчета линейных цепей при гармоническом воздействии явки и наполнение журнальчика; проверка готовности обучающихся к занятию; мотивационное обеспечение учебно-познавательной деятельности (установка на роль в работе; актуализация трудности (познаний) и др.). Определение порядка работы на занятии и др. 5 мин.
2. Основная часть: Сообщение новых познаний педагогом и усвоение их обучаемыми. 75 мин.
3. Подведение итогов проведенного занятия, ответ на вопросы обучаемых. Оценка Тема № 5. Некомплексные методы расчета линейных цепей при гармоническом воздействии работы обучающихся. 5-7 мин.
4. Формирование домашнего задания: постановка вопросов для самопроверки и списка заданий из учебника. Цели домашнего задания: чтение учебной литературы (основной, дополнительной, справочной), конспектирование, решение задач, подготовка к экзамену, зачету. 2-3 мин.
5. Организационное окончание занятия (сбор раздаточного дидактического материала). 2-3 мин.


Векторное представление гармонических колебаний, сдвиг фаз.

Применение Тема № 5. Некомплексные методы расчета линейных цепей при гармоническом воздействии закона Ома, первого и второго законов Кирхгофа к расчету сложных цепей при гармоническом воздействии

Суммирование синусоидальных сигналов упрощается при их представлении при помощи крутящихся векторов. Проекция вектора с модулем Im, вращающегося с радиальный частотой w (рис. 1, а), на вертикальную ось равна моментальному значению изображаемого тока i. Развертка во времени этой проекции дает Тема № 5. Некомплексные методы расчета линейных цепей при гармоническом воздействии график синусоиды (рис. 1, б).

Рис. 1.

Изображение 2-ух сигналов одной частоты (рис. 1, в) учитывает их фазовый сдвиг. Относительное размещение векторов на плоскости — векторной диаграмме — не меняется в течение периода, потому что оба вектора крутятся с схожей скоростью. Потому задачку суммирования моментальных синусоидальных токов в согласовании с первым Тема № 5. Некомплексные методы расчета линейных цепей при гармоническом воздействии законом Кирхгофа можно свести к суммированию изображающих эти токи векторов (рис. 1, в). Схожим же образом суммируются векторы, изображающие напряжения в контуре цепи согласно второму закону Кирхгофа. Обычно векторные диаграммы строят не для амплитуд токов и напряжений, а для их действующих значений.

Для введения всеохватывающего изображения синусоидальной величины напомним формулу Эйлера cos Тема № 5. Некомплексные методы расчета линейных цепей при гармоническом воздействии (wt + y) + j sin (wt + y) = ej(wt + y), (в какой для надуманной единицы применено принятое в технических дисциплинах обозначение ). Будем изображать синусоидальную величину Im sin (wt + y) всеохватывающим числом Im ej(wt + y), аргумент которого равен аргументу синуса, а модуль — амплитуде тока. Его изображение на всеохватывающей плоскости (рис Тема № 5. Некомплексные методы расчета линейных цепей при гармоническом воздействии. 1, а) тождественно изображению синусоидального тока на векторной диаграмме при помощи вектора Im. При определении обоюдной ориентации векторов, отвечающих сигналам одной частоты, всю нужную информацию несет всеохватывающая величина İm = Im ejy — всеохватывающая амплитуда, равная всеохватывающему изображению моментального тока при t = 0.

Условно запишем выполненное преобразование:

Аналогично вводятся всеохватывающие амплитуды напряжений и ЭДС Тема № 5. Некомплексные методы расчета линейных цепей при гармоническом воздействии:

Всеохватывающие амплитуды (либо всеохватывающие действующие токи и напряжения ) содержат информацию о фазовых сдвигах суммируемых величин также, как и векторная диаграмма. Потому к ним применимы уравнения Кирхгофа. Так, для суммы токов веток: İm = İm1 + İm2. Используя всеохватывающие амплитуды, перепишем это равенство в форме:

Модуль приобретенного всеохватывающего числа равен Тема № 5. Некомплексные методы расчета линейных цепей при гармоническом воздействии:

где q = y1 – y2 — угол сдвига фаз обоих токов.

Аналогично суммируются и действующие всеохватывающие токи: İ = İ1 + İ2.

Для перехода от моментального значения синусоидального тока i(t) к его всеохватывающей амплитуде İm (действующему значению İ) следует записать всеохватывающее число, модуль которого равен амплитуде тока Im (действующему значению I), а аргумент — исходной фазе y Тема № 5. Некомплексные методы расчета линейных цепей при гармоническом воздействии:

прямое преобразование

Для оборотного перехода — нахождения амплитуды Im, действующего значения I и исходной фазы y имеем оборотное преобразование

В последних формулах заместо a и b можно использовать am и bm.

Секундные и всеохватывающие значения напряжений и ЭДС связаны подобными соотношениями.

Подготовила:

педагог кафедры ОРЭ, к.ф.-м.н. _____________ Т. И. Касаткина


tema-5-prohozhdenie-gosudarstvennoj-sluzhbi-za-rubezhom-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-zarubezhnij-opit.html
tema-5-proizvodstvennaya-programma-i-proizvodstvennaya-moshnost-predpriyatiya.html
tema-5-psiholog-konsultant-mozhet-bit-kak-dopolnitelnij-psihologicheskij-frilans.html