Теоретической электротехнике

Направлении и снова создает электрическое поле, в в момент, когда ток снова равен нулю, конденсатор оказывается заряженным до некоторой величины, меньшей 1/со из-за тепловых потерь. Затем снова начинается разряд конденсатора, и процесс повторяется теоретически бесконечно долго.

Б удел предполагать, что система заряжается весьма медленно, теоретически — бесконечно медленно. При этом электрические токи, возникающие при переносе зарядов на поверхность заряжаемых тел, бесконечно малы, а следовательно, бесконечно малы и потери в проводниках конечного сопротивления. Допустим также, что в самом диэлектрике при изменении напряженности поля не совершается необратимых процессов. В таком случае на основании закона сохранекия энергии можем утверждать, что вся работа, совершаемая источниками при образовании зарядов, идет на создание запаса электрической энергии W9 в системе: А = Wa. Потенциал Uk k-ro тела зависит от зарядов qlt q2, ..., qn всех тел. При постоянной

Будегл исходить из предположения, что как возможные изменения зарядов тел, так и перемещение тела Ар происходят весьма медленно, теоретически — бесконечно медленно. При этом электрические токи, возникающие на поверхности тел вследствие перераспределения зарядов, бесконечно малы и, следовательно, можно считать, что потери энергии в проводниках отсутствуют. Предположим также, что изменение напряженности поля в диэлектрике не сопровождается потерей энергии в нем. При этих условиях работа, затрачиваемая внешними источниками энергии на изменения dqk зарядов тел, должна покрывать приращение энергии электрического поля и механическую работу, совершаемую силой /, изменяющей положение тела Ар:

При всех процессах, имеющих установившееся превышение температуры, время достижения этого значения теоретически бесконечно. Для практических целей важно указать время, в течение которого температура приближается к установившемуся значению с заданной степенью точности. Если положить достаточно малой относительную погрешность 6(6) =0,01, то наверняка можно считать, что стационарное состояние 6=6У наступает при />5тг, а при />4тт отличие 0 от йу не превышает 0.026\, что легко установить, подставляя соответствующие значения / — =5тт и /=4тт в уравнение (8.87) процесса.

Пример 9. К зажимам а и с схемы 2.7 подключен вольтметр, имеющий очень большое, теоретически бесконечно большое сопротивление (следовательно, его подключение или отключение не влияет на режим работы цепи).

фильтра НЧ (от юс/о> для фильтра ВЧ) при трех значениях т показана на 5.8, е. При т » (0,5 -г 0,6) Zc относительно мало изменяется в полосе прозрачности, что важно для практики. Зависимости ат = / (to) и bm = f (<о) для m-фильтра 5.6, б такие же, как и для соответствующего ему m-фильтра 5.6, а. Обобщенно можно сказать, что теоретически бесконечно большое затухание в m-фильтре на частоте w создается либо за счет того, что на этой частоте в последовательной ветви полузвена m-фильтра оказывается участок с бесконечно большим сопротивлением (возникает резонанс токов), либо за счет того, что параллельная ветвь m-фильтра образует короткое замыкание при возникновении в ней режима резонанса напряжений. При каскадном соединении нескольких m-фильтров значения L, С выбирают различными, чтобы создавать большие затухания на нескольких заданных частотах (ю I, w 2 и т. п.). При этом зависимость а = / (<о), например, для фильтра НЧ имеет вид гребенки ( 5.9, в). Фильтр с такой характеристикой иногда называют гребенчатым. На 5.10, а показана схема последовательно-производного полосно-про-пускающего фильтра. Параметры ее соответствуют соотношениям, указанным на

Под дифференциальным сопротивлением /?диф принято понимать отношение малого (теоретически бесконечно малого) приращения напряжения сШ на HP к соответствующему приращению тока d/:

Полевые транзисторы имеют очень большое (теоретически бесконечно большое) входное сопротивление (во много раз больше, чем у биполярных), и потому схема их замещения ( 15.26, г) при относительно малых переменных составляющих для области относительно низких частот напоминает схему замещения электронной лампы (см. 15.30). На ней изображен источник тока 5ызи, где 5=Д«с/Дизи — крутизна характеристики; «зи — малая переменная

Число импульсов в импульсной последовательности в отличие от серии теоретически бесконечно. Различают периодические, квазипериодические и непериодические последовательности импульсов.

Изменения длительности выходного импульса при периодическом запуске ждущего мультивибратора. В предыдущих разделах был рассмотрен процесс формирования импульса при однократном запуске мультивибратора. Было показано, что после формирования выходного импульса начинается процесс восстановления напряжения на времязадающем конденсаторе, которое изменяется по экспоненциальному закону. Процесс восстановления длится теоретически бесконечно долгое время, а практически около Зв„. При периодическом запуске мультивибратора импульсами с периодом повторения Т из-за неполного восстановления напряжения на конденсаторе Ci длительность выходных импульсов отличается от начального значения т0 = @ф!п2. Наиболее сильно это изменение длительности проявляется в режиме малой скважности выходных импульсов. Будем считать, что ^/-напряжение на времязадающем конденсаторе С] в момент очередного запуска мультивибратора. Тогда длительность выходного импульса, сформированного в данный цикл запуска, т = 6ф1п (1 +

Переходный режим в линии, как и в цепях с сосредоточенными параметрами, продолжается теоретически бесконечно долго. Практически длительность переходного процесса зависит от параметров самой линии (сопротивления г0, индуктивности LQ, емкости Со и проводимости go на единицу длины, длины /) и входных (внутренних) сопротивлений источников и приемников. При этом влияние потерь (r0) go) сказывается даже тогда, когда в установившемся режиме ими можно пренебречь.

1972 г. Его объем примерно вдвое меньше известных учебников, содержащих, как известно, материал, выходящий за пределы студенческого учебника, необходимый, например, для сдачи кандидатского экзамена по теоретической электротехнике. Вместе с тем в нашем учебнике и в этой книге широко рассмотрены такие -перспективные темы, как магнитогидродинамика и переходные процессы в электромагнитном поле (в программе требуется дать по ним только «понятия»), причем первую из них предваряет тема об электромагнитном поле в движущихся средах, отсутствующая в программе.

стоятельно решить предложенную ПЭВМ задачу, проверить правильность самостоятельного решения как по окончательному, так и по промежуточным результатам. Если возникает необходимость ознакомиться с ходом решения задачи, программа предоставляет учащемуся такую возможность. Использование ПЭВМ для индивидуальных занятий помогает выработать у учащегося навыки решения задач, что в конечном счете влияет на качество подготовки учащегося. Предоставляемый программой способ выработки навыков решения задач не нов. В соответствии с такой же методикой построено большинство известных учебников для самостоятельной подготовки учащихся к экзаменам по математике, физике и другим предметам. Такой же способ используется в Сборнике задач и упражнений по теоретической электротехнике [5], рекомендуемом для использования при изучении предмета программой по курсу электротехники. Во всех перечисленных учебниках перед задачами для самостоятельного решения предусмотрен разбор решения типовой задачи со всеми необходимыми подробностями. При работе с программным комплексом разбор решения возможен для любой задачи.

5. Зайчик М.Ю. Сборник задач и упражнений по теоретической электротехнике. М.: Энергоатомиздат, 1988.

Наряду с рассмотренным представлением решений уравнений состояния (1.1), (1.2) в виде сумм свободных и принужденных составляющих в теоретической электротехнике используют и другое представление, более отвечающее физической сути задач и инже-

Рассмотренный в настоящей главе материал показывает, что нестандартный анализ позволяет строго обосновать сложившиеся в инженерной практике подходы к моделированию цепей, описание которых носит частично качественный характер, и формально строить алгоритмы их расчета. Нестандартный анализ отличается лаконичностью языка и отражает в математической форме интуитивные представления исследователей о подобном классе цепей. Поэтому представляется перспективным его широкое использование в теоретической электротехнике.

Авторы считают исключительно важным развитие аналитических методов решения уравнений состояния сложных электрических цепей. При классических путях применения ЭВМ в теоретической электротехнике метод переменных состояния является базовым. Поэтому раскрытие его внутренних возможностей имеет большое значение. В книге последовательно проводилась идея максимального использования возможностей аналитических методов в качестве предварительного условия для последующего перехода к численным расчетам. Подобный подход позволяет не только в максимальной мере использовать преимущества компактности и полноты информации аналитических решений, но и разрабатывать новые более экономичные и эффективные численные методы решения задач теории электрических цепей. Например, представление решений уравнений состояния через функции от матриц их коэффициентов позволяет создать новые эффективные алгоритмы численного интегрирования этих уравнений. Синтез возможностей аналитических и численных методов решения уравнений состояния открывает и новые пути использования ЭВМ. Так, объединение аналитических методов преобразования уравнений состояния электрических цепей с численными методами их решения, с методами анализа топологических структур и с учетом современной техники программирования привело к созданию принципов макромоделирования, обеспечивающих повышенную эффективность машинных расчетов цепей.

Следует отметить, что при создании программ машинных расчетов электрических цепей массовое увлечение специалистов-электротехников, в большинстве своем не являющихся специалистами в области создания «программных продуктов», самостоятельной разработкой различных программных комплексов приводит к неэффективному использованию их знаний и навыков. Опыт показывает, что наиболее высокий уровень разработок такого рода обеспечивается при совместной работе специалистов в области системного и проблемного программирования и специалистов в области теоретической электротехники. Несмотря на то что многие современные методы численных расчетов были разработаны «с подачи» и с помощью специалистов по теоретической электротехнике (например, системные методы интегрирования Ю. В. Ракитского), современная вычислительная математика накопила большое число эффективных алгоритмов, которые могут быть непосредственно использованы в программах расчета электрических цепей. Исключительное значение в будущем, по-видимому, приобретет сервисное обеспечение программ, создание ориентированных на данную предметную область операционных сред, а также становление проблемно-ориентированных систем искусственного интеллекта. Все это потребует интенсивного развития теории моделирования электрических цепей, накопления и формализации опыта их машинного расчета.

Значительные достижения и стремительные темпы развития электротехники, радиотехники и электроники предъявляют все более высокие требования к уровню подготовки специалистов, связанных с разработкой и эксплуатацией современной радиоэлектронной аппаратуры. Среди дисциплин, составляющих основу базовой подготовки специалистов в этой области, важнейшее место отводится курсу «Основы теории цепей и электроники» (ОТЦиЭ). Содержание этой дисциплины составляют задачи анализа и синтеза электрических цепей, изучение как с качественной, так и с количественной стороны установившихся и переходных процессов, протекающих в различных электронных приборах и устройствах. Этот курс призван объединить в единое целое комплекс различных вопросов, излагаемых ранее в теории линейных и нелинейных электрических цепей, теоретической электротехнике и радиотехнике, теории электронных и квантовых приборов.

4. Зайчик М. Ю. Сборник задач и упражнений по теоретической электротехнике. М., 1978. С. 253.

4. Зайчик М. Ю. Сборник задач и упражнений по теоретической электротехнике. М., 1978. С. 253.

Большое внимание уделено связи теории с практикой — в самом общем виде рассмотрены электроизмерительные приборы различных систем, электрические машины, линии передачи, кабели, экраны и т. д. Изучение материала по электроизмерительной технике повысит качество лабораторных работ по теоретической электротехнике, проводимых до изучения курса электрометрии, но основанных на измерении электрических величин.