background image

 

 

Podstawy Elektrotechniki - Stany nieustalone 

 

II. Metoda Operatorowa 

 

 

Zadanie o.1 
Wyznaczyć prąd i

2

(t).  

 

 

Po zastosowaniu przekształcenia Laplace’a 
 

 

 
 

Io=

R

E

2

 

V(

sL

R

Lio

sL

R

Lio

s

E

sL

R

sL

R

sL

R

+

+

+

=

+

+

+

+

+

)

1

1

1

 

 

V

=

sL

R

3

sL

R

Lio

sL

R

Lio

s

E

+

+

+

 

 

V=

)

(

sL

R

s

E

+

 

 

background image

 

2

I

(s)=

)

(

3

)

(

3

s

L

R

Ls

E

sL

R

s

E

sL

R

V

+

=

+

=

+

 

]

3

3

[

3

3

)

(

2

t

L

R

t

L

R

e

R

E

R

E

e

R

E

R

E

t

i

=

+

=

 

 
Zadanie o.2 
Obliczy

ć

 napi

ę

cie na zaciskach wył

ą

cznika w chwili t=0 i napi

ę

cia na C

1

 i

 

C

2

 w chwili t=T. 

 

 

 

 

a)

 

t=0: 

 

)

2

1

(

1

2

2

)

2

1

(

1

2

1

2

1

2

)

(

3

3

3

3

3

3

3

3

3

RC

s

R

E

RC

RC

s

EC

s

RC

EC

s

C

s

RC

s

E

s

C

R

s

E

s

J

+

=

+

=

+

=

+

=

+

=

 

t

RC

e

R

E

s

J

L

t

i

3

2

1

1

2

)}

(

{

)

(

=

=

 

3

3

3

3

2

1

3

2

1

3

3

0

2

1

3

3

0

2

1

3

0

3

3

1

(

]

2

2

[

2

]

2

[

2

1

2

1

)

(

1

)

(

RC

t

RC

t

t

RC

t

t

RC

t

c

e

E

RC

e

RC

R

C

E

e

RC

R

E

C

dt

e

R

E

C

dt

t

i

C

t

U

=

+

=

=

=

=

=

 

 

t

RC

t

RC

R

e

E

R

E

R

t

i

t

U

3

3

2

1

2

1

2

Re

2

)

(

)

(

=

=

=

 

)

2

1

1

(

2

)

1

(

)

(

)

(

)

(

3

3

3

3

2

1

2

1

2

1

2

1

3

t

RC

t

RC

t

RC

RC

R

c

wyl

e

e

E

e

E

e

E

t

U

t

U

t

U

+

=

+

=

+

=

 

b)

 

t=T 

 

)

(

1

1

)

(

)

(

1

(

)

(

1

)

(

)

(

)

(

1

)

(

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

C

C

RC

s

R

E

C

C

R

C

C

RC

s

C

C

E

C

C

Rs

C

C

E

C

C

s

R

s

E

s

J

+

+

=

+

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

=

 

t

C

C

R

e

R

E

s

J

L

t

J

)

(

1

1

2

1

)}

(

{

)

(

+

=

=

 

Obliczamy napi

ę

cie na C

1

 i C

2

 pami

ę

taj

ą

ż

e: C

z

=C

1

+C

2

 

background image

 

)

1

(

)

(

)

(

)

(

)

(

]

)

(

[

1

)

(

1

)

(

)

(

)

(

1

2

1

2

1

)

(

1

2

1

2

1

0

)

(

1

2

1

0

)

(

1

0

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

t

C

C

R

t

C

C

R

t

t

C

C

RC

t

z

t

C

C

R

z

t

z

c

c

e

E

C

C

R

C

C

ER

e

C

C

R

C

C

ER

e

C

C

RC

RC

E

dt

e

R

E

C

dt

t

i

C

t

U

t

U

+

+

+

+

=

+

+

+

+

+

=

+

=

=

=

=

 

 
 
Zadanie o.3 
Wyznaczy

ć

  rozpływ  pr

ą

dów  w  układzie  przedstawionym  poni

ż

ej  dla  dwóch  przypadków 

zamykania i otwierania wył

ą

cznika. 

 

 

Dla obwodu przedstawionego na rysunku równania ró

ż

niczkowe maj

ą

 posta

ć

1

2

1

1

1

1

u

dt

di

M

dt

di

L

i

R

=

+

 

0

2

2

2

2

1

=

+

+

u

dt

di

L

i

R

dt

di

M

 

 

Te same równania w rachunku operatorowym: 
 

(R

1

+sL

1

)I

1

(s)-sMI

2

(s)=U

1

(s)+L

1

i

1

(0)-Mi

2

(0) 

 

-sMI

1

(s)+(R

2

+sL

2

)I

2

(s)=L

2

i

2

(0)-Mi

1

(0) 

 

Przy zerowych warunkach pocz

ą

tkowych równania powy

ż

sze upraszczaj

ą

 si

ę

 do postaci  

 

Z

1

(s)I

1

(s)-sMI

2

(s)=U

1

(s) 

 

-sMI

1

(s)+Z

2

(s)I

2

(s)=0 

 

przy czym: 

Z

1

(s) – impedancja operatorowa obwodu 1; 

Z

2

(s) – impedancja operatorowa obwodu 2. 

 

 
1. Zamykanie wył

ą

cznika. 

 Z równa

ń

 przy 

S

U

s

U

=

)

(

 otrzymujemy 

s

U

M

s

s

Z

s

Z

s

Z

s

I

2

2

2

1

2

1

)

(

)

(

)

(

)

(

=

 

U

M

s

s

Z

s

Z

M

s

I

2

2

2

1

2

)

(

)

(

)

(

=

 

 

background image

 

Po podstawieniu: Z

1

(s)=R

1

+sL

1

; Z

2

(s)=R

2

+sL

2

; L

1

L

2

=M

2

 otrzymujemy 

U

R

R

R

L

R

L

s

s

R

sL

s

I

]

)

(

[

)

(

2

1

1

2

2

1

2

2

1

+

+

+

=

 

]

[

)

(

1

2

2

1

2

1

2

2

1

2

2

1

2

1

R

L

R

L

R

R

s

s

L

R

s

R

L

R

L

UL

s

I

+

+

+

+

=

 

Rozkładamy na ułamki proste 

]

1

1

[

)

(

1

2

2

1

2

1

1

2

2

1

1

2

1

2

2

1

1

2

2

1

2

1

R

L

R

L

R

R

s

R

L

R

L

s

R

L

R

L

R

L

R

L

R

L

UL

s

I

+

+

+

+

=

 

1

2

2

1

2

1

1

2

2

1

2

1

1

1

1

1

[

)

(

R

L

R

L

R

R

s

R

L

R

L

R

L

s

R

U

s

I

+

+

+

=

 

Po podstawieniu 

2

2

2

1

1

1

,

τ

τ

=

=

R

L

R

L

 otrzymujemy przebieg pr

ą

du 

]

1

[

)

(

2

1

2

1

1

1

τ

τ

τ

τ

τ

+

+

=

t

e

R

U

t

i

 

Pr

ą

d w obwodzie 2 

2

1

1

2

2

1

2

)

(

)

(

R

R

R

L

R

L

s

MU

s

I

+

+

=

 

1

2

2

1

2

1

1

2

2

1

2

1

)

(

R

L

R

L

R

R

s

R

L

R

L

MU

s

I

+

+

+

=

 

2

1

1

2

2

1

2

)

(

τ

τ

+

+

=

t

e

R

L

R

L

MU

t

i

 

Pr

ą

dy w stanie ustalonym: 

0

;

2

1

1

=

=

u

u

i

R

U

i

 

2. Otwieranie wył

ą

cznika.  

background image

 

Po  otwarciu  wył

ą

cznika  obwód  1  zostaje  przerwany,  wi

ę

c  i

1

=0.  Pr

ą

d  mo

ż

e  płyn

ąć

  tylko  w 

obwodzie 

2. 

celu 

jego 

obliczenia 

podstawimy 

równaniach: 

0

)

0

(

;

)

0

(

;

0

)

(

2

1

1

1

=

=

=

i

R

U

i

s

I

 przyjmuj

ą

c, 

ż

e przy zamkni

ę

tym wył

ą

czniku został uprzednio 

osi

ą

gni

ę

ty stan ustalony. 

1

1

2

2

2

)

0

(

)

)(

(

R

MU

Mi

R

sL

s

I

=

=

+

 

2

2

1

2

2

1

)

(

L

R

s

R

L

MU

s

I

+

=

 

st

ą

d

 

2

1

2

2

)

(

τ

t

e

R

L

MU

t

i

=

 

 
 

Zadanie o.4 
W obwodzie jak na rysunku w chwili t=0 zamkni

ę

to wył

ą

cznik W. Obliczy

ć

 przebiegi napi

ęć

 

na obydwu kondensatorach, je

ż

eli wiemy, 

ż

e u

1

(0) = u

2

(0) = 0. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Rozwi

ą

zanie: 

Korzystaj

ą

c z metody potencjałów w

ę

złowych otrzymujemy: 

R

T=0

W

E=const

R

C

U1(t)

U2(t)

C

 

background image

 

]

1

3

)

[(

1

1

)

(

)

(

]

1

3

)

[(

)

1

(

1

1

1

)

(

2

2

1

2

2

2

1

+

+

=

+

=

+

+

+

=

+

+

+

=

RCp

p

RC

p

E

pC

pC

R

p

U

p

U

RCp

p

RC

p

RCp

E

pC

R

pC

R

pR

E

p

U

 

Przy przej

ś

ciu na posta

ć

 czasow

ą

 korzystamy z I wzoru Heaviside’a.  

 
Równanie ma posta

ć

: H(p)=(RC)

2

p

2

+3RCp+1=0 posiada dwa nast

ę

puj

ą

ce pierwiastki: 

RC

p

RC

p

RC

RC

RC

RC

p

618

,

2

   

          

          

          

          

382

,

0

)

118

,

1

5

,

1

(

1

)

1

(

)

2

3

(

2

3

2

1

2

2

2

,

1

=

=

±

=

±

=

 

Po obliczeniach mamy: 

)

(

1

]

276

,

0

723

,

0

1

[

]

)

(

)

(

1

)

(

)

(

1

1

[

)

(

618

,

2

328

,

0

1

2

2

2

2

2

1

1

2

1

1

2

1

t

e

e

E

e

p

p

p

RC

RCp

e

p

p

p

RC

RCp

E

t

u

RC

t

RC

t

t

p

t

p

=

=

+

+

+

+

=

 

 

)

(

1

]

170

,

0

170

,

1

1

[

]

)

(

)

(

)

(

)

(

1

[

)

(

618

,

2

382

,

0

1

2

2

2

2

1

1

2

2

2

1

t

e

e

E

p

p

p

RC

e

p

p

p

RC

e

E

t

u

RC

t

RC

t

t

p

t

p

+

=

=

+

+

=

 

 

Zadanie o.5 
Wyznaczy

ć

 napi

ę

cia na kondensatorze. 

 

 

 

background image

 

(

)

2

1

2

1

1

2

1

2

1

1

2

1

2

2

1

2

2

2

1

1

2

2

2

1

1

1

2

1

1

1

2

2

2

1

1

2

0

2

1

)

1

2

(

2

1

2

0

2

1

)

2

(

1

2

1

0

)

1

2

(

2

)

(

)

(

2

)

(

1

)

(

0

)

(

1

)

(

2

2

)

(

1

)

(

2

1

RsC

C

E

RsC

C

E

RsC

W

RsC

C

E

RsC

RsC

C

E

W

RC

RC

s

s

C

C

R

RsC

RsC

RsC

RsC

Wg

RsC

s

I

RsC

s

I

C

E

RsC

s

I

RsC

s

I

R

I

sC

R

R

s

I

s

E

s

E

s

E

R

I

sC

R

s

I

I

I

=

+

=

+

=

+

=

+

+

+

=

+

+

=

=

+

+

=

+

=





+

+

=

=





+

 

1

)

2

(

2

)

(

1

)

2

(

2

)

(

2

1

2

2

1

2

1

2

2

1

2

2

1

2

2

1

2

+

+

+

=

+

+

+

=

s

RC

RC

s

C

C

R

R

C

E

s

U

s

RC

RC

s

C

C

R

Rs

C

C

E

s

I

C

 

RC

RC

s

RC

RC

s

RC

RC

r

RC

R

C

RC

RC

s

R

C

s

s

M

C

C

C

62

.

2

2

24

.

2

3

38

.

0

2

76

.

0

2

5

2

3

)

(

5

4

)

(

9

1

3

)

(

2

1

2

,

1

2

2

2

2

2

2

2

2

1

=

=

=

=

±

=

=

=

Λ

+

+

=

=

=

 

background image

 

(

)

(

)

t

r

t

r

t

r

t

r

C

t

r

t

r

C

t

r

t

r

C

e

e

E

e

e

E

t

U

e

RC

e

RC

RC

E

t

U

e

RC

RC

e

RC

RC

RC

E

s

s

s

s

RC

E

s

U

2

1

2

1

2

1

2

1

48

.

4

24

.

2

1

2

)

(

24

.

2

1

24

.

2

1

2

)

(

38

.

0

62

.

2

1

62

.

2

38

.

0

1

2

)

)(

(

2

)

(

2

2

2

1

2

=

=

+

=

+

+

+

=

 

 

 
 

Zadanie o.6 

 
Wyznaczyć u

c

(t) dla wymuszenia przedstawionego na rys. o.6 

 

 

 

 

Rys. o.6 Przebieg e(t) i jego rozkład na składowe e

1,

 e

2.

 

 
Przebieg e(t) mo

ż

na przedstawi

ć

 jako sum

ę

 przebiegów e

1

(t) i e

2

(t). 

background image

 

( )

( )

(

)

1

1

2

1

1

τ

τ

τ

=

=

t

E

t

e

t

E

t

e

 

 

( )

(

)

1

1

1

τ

τ

τ

=

t

E

t

E

t

e

 

Przechodz

ą

c na posta

ć

 operatorow

ą

 

( )

[

]

1

1

1

2

1

2

1

2

1

τ

τ

τ

τ

τ

s

s

e

s

E

e

s

E

s

E

s

E

=

=

 

 
Napi

ę

cie na kondensatorze wyznaczamy nast

ę

puj

ą

co

 

( ) ( )

( )

( )

( ) ( )

R

s

I

s

U

s

E

s

U

R

s

I

s

E

=

+

=

 

 

( ) ( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( ) (

)

( )

( )

( )

( )

 +

=

+

=

=

+

=

 +

=

=

=

RC

s

RC

s

E

sRC

s

E

s

U

s

E

sRC

s

U

sRC

s

E

sRC

s

U

sRC

s

U

sRC

s

E

sC

R

s

U

s

E

sC

s

I

s

U

1

1

1

*

1

*

1

1

*

1

*

1

*

1

*

1

*

 

( )

(

)

(

)

 +

 +

=

 +

=

 +

=

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2

2

1

2

1

2

1

τ

τ

τ

τ

τ

τ

s

s

s

e

RC

s

s

RC

s

s

RC

E

RC

s

RC

s

e

E

RC

s

RC

e

s

E

s

U

   

 

Opieraj

ą

c  si

ę

  na  zale

ż

no

ś

ci  : 

 

(

)

(

)

at

e

at

a

s

s

a

+

1

2

2

 

 

Otrzymujemy: 

 

background image

 

10 

( )

 +

 +

=

=

 +

 +

=

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

2

2

2

2

1

2

2

2

1

2

τ

τ

τ

τ

s

s

e

RC

s

s

RC

RC

s

s

RC

RC

E

e

RC

s

s

RC

s

s

RC

RC

RC

E

s

U

 

Przechodz

ą

c  na  posta

ć

  czasow

ą

  otrzymujemy : 

 

( )

(

)

(

)







=

1

1

1

1

1

1

1

1

1

τ

τ

τ

t

RC

t

RC

e

t

RC

e

t

RC

ERC

t

U

 

 
 

 
Zadanie o.7 
 

 

 

 
e(t)=E+E(t-

τ

)-2E(t-2

τ

E(s)=

s

s

e

s

E

e

s

E

s

E

τ

τ

2

2

+

 

background image

 

11 

 
 

 

E(s)=I(s)R+I(s)SL 

 

E(s)=I(s)(R+SL) 

 

)

(

)

(

)

(

s

I

S

L

R

L

s

E

=

+

 

I(s)=

]

)

(

2

)

(

)

(

1

[

]

)

(

2

)

(

1

)

(

1

[

2

2

L

R

S

S

e

L

R

S

S

e

L

R

S

S

L

E

e

S

L

R

S

e

S

L

R

S

S

L

R

S

L

E

s

s

s

s

+

+

+

+

=

+

+

+

+

τ

τ

τ

τ

 

 
Korzystaj

ą

c z zasady: 

 

f(t)=

)

(

)

(

2

1

s

F

s

F

=

Σ

st

k

k

e

s

F

s

F

)

(

)

(

'

2

1

 

otrzymujemy:  

i(t)=

L

E

 [(

L

R

L

R

e

L

R

L

R

t

L

R

+

+

+

1

1

(

)

1

1

e

]

)

1

1

)

)

2

(

)

(





+

τ

τ

t

L

R

t

L

R

e

L

R

L

R

 

 

i(t)=

]

1

[

]

1

(

)

1

(

)

1

[(

)

2

(

)

(

)

2

(

)

(

τ

τ

τ

τ

+

=

+

t

L

R

t

L

R

t

L

R

t

L

R

t

L

R

t

L

R

e

e

e

R

E

e

e

e

R

E

 

 
 
 
Zadanie o.8 
W obwodzie przedstawionym na rysunku obliczy

ć

 napi

ę

cie na cewce. 

 

 

 
 
 

background image

 

12 

Napi

ę

cie zasilaj

ą

ce ma posta

ć

 

 

 
Poszczególne przebiegi wynosz

ą

4T)

1(t

2E

(t)

5

e

3T)

1(t

t

T

E

(t)

4

e

2T)

1(t

t

T

E

(t)

3

e

T)

1(t

t

T

E

(t)

2

e

1(t)

t

T

E

(t)

1

e

=

=

=

=

=

 

 
Całkowity  przebieg napi

ę

cia  

 

s4T

e

s

1

2E

s3T

e

2

s

1

T

E

s2T

e

2

s

1

T

E

sT

e

2

s

1

T

E

2

s

1

T

E

E(s)

czyli

4T)

1(t

2E

3T)

1(t

t

T

E

2T)

1(t

t

T

E

T)

1(t

t

T

E

1(t)

t

T

E

e(t)

(t)

5

e

(t)

4

e

(t)

3

e

(t)

2

e

(t)

1

e

e(t)

+

=

+

=

+

+

+

+

=

 

sL)

(3R

E(s)

I(s)

+

=

 

 

Tym samym napięcie U

L

 

sL

sL)

(3R

E(s)

(s)

L

U

+

=

 

 
Po podstawieniu do wzoru na napi

ę

cie  

 

background image

 

13 

sL)

(3R

s4T

2ELe

sL)

Ts(3R

s3T

ELe

sL)

Ts(3R

s2T

ELe

sL)

Ts(3R

sT

ELe

sL)

Ts(3R

EL

(s)

L

U

sL

sL

3R

s4T

e

s

1

2E

s3T

e

2

s

1

T

E

s2T

e

2

s

1

T

E

sT

e

2

s

1

T

E

2

s

1

T

E

(s)

L

U

+

+

+

+

+

+

+

=

+

+

=

 

 
Obliczamy poszczególne człony  
 

=

=

+

=

+

=

=

=

+

=

+

=

T)

1(t

T)

(t

L

3R

e

T)

1(t

T3R

E

T)

1(t

T)

(t

L

3R

e

T)

1(t

3R

L

TL

E

(t)

2
L

u

)

L

3R

s(s

sT

e

TL

EL

sL)

Ts(3R

sT

ELe

(s)

2
L

U

)

t

L

3R

e

(1

T3R

E

)

t

L

3R

e

(1

3R

L

TL

E

(t)

1

L

u

)

L

3R

s(s

1

TL

EL

sL)

Ts(3R

EL

(s)

1

L

U

 

=

=

+

=

+

=

=

=

+

=

+

=

3T)

1(t

3T)

(t

L

3R

e

3T)

1(t

T3R

E

3T)

1(t

3T)

(t

L

3R

e

3T)

1(t

3R

L

TL

E

(t)

4
L

u

)

L

3R

s(s

s3T

e

TL

EL

sL)

Ts(3R

s3T

ELe

(s)

4
L

U

2T)

1(t

2T)

(t

L

3R

e

2T)

1(t

T3R

E

2T)

1(t

2T)

(t

L

3R

e

2T)

1(t

3R

L

TL

E

(t)

3
L

u

)

L

3R

s(s

s2T

e

TL

EL

sL)

Ts(3R

s2T

ELe

(s)

3
L

U

 

 

background image

 

14 

=

+

=

+

=

4T)

1(t

4T)

(t

L

3R

e

2E

(t)

5
L

u

)

L

3R

(s

s4T

e

2E

sL)

(3R

s4T

2ELe

(s)

5
L

U

 

Napi

ę

cie na cewce wynosi 

 

(t)

5
L

u

(t)

4
L

u

(t)

3
L

u

(t)

2
L

u

(t)

1

L

u

(t)

L

u

+

+

+

+

=

 

 

+

+

+

=

T)

1(t

T)

(t

L

3R

e

2E

-

         

T)

1(t

T)

(t

L

3R

e

T)

1(t

T)

1(t

T)

(t

L

3R

e

T)

1(t

        

T)

1(t

T)

(t

L

3R

e

T)

1(t

-

)

t

L

3R

e

(1

T3R

E

4

4

3

3

3

2

2

2

)

(t

u

 

 

Zadanie o.9 
 
Obliczy

ć

 przebieg pr

ą

du w obwodzie je

ż

eli w układzie działa wymuszenie o przebiegu jak na 

rysunku: 

 

 

 
 

Rozkładamy podan

ą

 funkcj

ę

 na składowe: 

...

)

2

(

1

)

2

3

(

1

)

(

1

)

2

(

1

)

(

1

)

(

+

+

=

T

t

E

T

t

E

T

t

E

T

t

E

t

E

t

e

 

dokonujemy przekształcenia Laplace’a 
 

background image

 

15 

...]

)

2

(

1

)

2

3

(

1

)

(

1

)

2

(

1

)

(

1

[

)

(

+

+

=

T

t

E

T

t

E

T

t

E

T

t

E

t

E

L

s

E

 

...

)

(

2

2

3

2

+

+

=

T

sT

sT

T

s

e

s

E

e

s

E

e

s

E

e

s

E

s

E

s

E

 

...)

1

(

)

(

2

2

3

2

+

+

=

sT

sT

sT

sT

e

e

e

e

s

E

s

E

 

Wyra

ż

enie w nawiasie jest ci

ą

giem geometrycznym wi

ę

c: 

)

1

1

(

)

(

2

sT

e

s

E

s

E

+

=

 

Obliczamy pr

ą

d w obwodzie: 

 

)

1

(

...

1

*

)

1

(

...)

1

(

1

*

)

(

1

)

(

)

(

2

3

2

2

3

2

RC

s

e

e

e

s

E

RC

RC

s

e

e

e

Cs

s

E

RsC

Cs

s

E

sC

R

s

E

s

J

sT

sT

sT

sT

sT

T

s

+

+

+

=

+

+

+

=

+

=

+

=

 

Dokonujemy odwrotnego przekształcenia Laplace’a 
 

)...]

(

1

*

)

2

(

1

*

)

(

1

*

[

*

)}

(

{

)

(

)

(

1

)

2

(

1

1

1

T

t

e

T

t

e

t

e

R

E

s

J

L

t

i

T

t

RC

T

t

RC

t

RC

+

=

=

 

 

Zadanie o.10 
 
Okre

ś

li

ć

 odpowied

ź

  u(t) układu RL  na napi

ę

cie  wymuszaj

ą

ce e(t)  jak na rysunku  

 

                                                   

                                           

 

R

L

U

L

e(t)

 

 
 
  

2E

E

t

T

e(t)

 

 

background image

 

16 

Zadanie o.11 

Wyznaczy

ć

 napi

ę

cie na kondensatorze dla wymuszenia przedstawionego poni

ż

ej. 

 
 

 

 
 

 

 
 
 
 
 
 
 

background image

 

17 

(

)

(

)

[

]

)

)

(

1

2

1

2

)

(

1

2

1

1

)

(

1

)

(

1

2

1

1

1

)

(

)

(

2

:

1

1

2

1

)

(

)

(

1

sin

2

1

2

2

sin

2

)

(

1

sin

)

(

1

)

(

)

(

1

1

)

(

)

(

1

sin

2

1

sin

2

)

(

1

sin

)

(

1

1

2

2

1

2

2

2

2

T

t

e

e

e

e

T

t

e

e

e

e

t

e

e

j

RC

RC

E

t

U

RC

s

j

s

e

e

e

RC

E

sC

sC

R

s

E

s

U

T

gdzie

j

s

e

e

E

j

s

e

e

E

j

s

E

s

E

T

t

T

T

t

E

T

t

T

T

t

E

t

t

E

t

e

sRC

s

E

s

U

sC

sC

R

s

E

s

U

T

t

t

E

T

t

t

E

t

t

E

t

e

t

RC

RC

T

t

j

T

j

t

RC

RC

T

t

j

T

j

t

RC

t

j

m

C

Ts

s

T

j

m

C

Ts

T

j

m

s

T

T

j

m

m

m

m

m

C

C

m

m

m



+


+



+



+

=

 +



+

=

+

=

Π

=

+

=

+

+

 −

+

 −

=

+

=

+

=

+

 −

=

Π

Π

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

ω

 

 
 

Zadanie o.12 

 

Wyznaczy

ć

 U

L

(t) dla napi

ę

cia zasilania e(t) jak na wykresie. 

 

 

 
 
 

background image

 

18 

Napi

ę

cie wymuszaj

ą

ce: 

ω

ω

ω

ω

j

s

e

E

j

s

E

s

E

T

t

t

E

t

t

E

t

e

s

T

m

m

m

m

+

=

+

=

1

1

)

(

)

2

(

1

sin

)

(

1

sin

)

(

2

 

 

Odpowied

ź

 układu: 

)

)(

(

1

)

(

)

(

2

L

R

s

j

s

s

e

E

sL

sL

R

s

E

s

U

T

s

m

L

+



+

=

+

=

ω

 

b

s

B

a

s

A

L

R

s

j

s

s

+

+

=

+

)

)(

(

ω

 

)

)(

(

)

)(

(

)

(

)

(

b

s

a

s

s

b

s

a

s

a

s

B

b

s

A

+

=

+

+

+

 

s

Ba

Ab

Bs

As

=

+

+

 

 

=

=

+

0

1

Ba

Ab

B

A

 

B

A

= 1

 

0

)

1

(

=

Ba

B

b

 

0

)

(

=

+

a

b

B

b

 

a

b

b

B

+

=

 

a

b

a

A

+

=

 

+





+

+

=

)

(

)

2

(

1

)

(

1

)

(

1

)

(

bt

at

m

L

Be

Ae

T

t

t

j

L

R

E

t

U

ω

 

Po podstawieniach otrzymamy: 

+

+

+

=

)

(

1

Re

)

(

(

)

(

ctg

)

ctg

(

2

2

t

e

Le

L

R

E

t

U

t

L

R

R

L

jar

R

L

ar

t

j

m

L

ω

ω

ω

ω

ω

 

)

2

(

1

Re

)

(

2

ctg

)

ctg

(

2

2

T

t

e

e

Le

L

R

E

t

L

R

L

RT

R

L

ar

R

L

ar

t

j

m

+

+

+

ω

ω

ω

ω

ω

 

 

Przyjmijmy oznaczenie: 

)

2

(

1

)

sin

cos

)

cos(

sin

(

)

(

1

)

sin

cos

)

cos(

sin

(

)

(

ctg

2

T

t

e

e

E

t

E

t

e

E

t

E

t

u

R

L

ar

t

L

R

L

RT

m

m

t

L

R

m

m

L

+

+

=

=

ϕ

ϕ

ϕ

ω

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

ω

ϕ

ω

ϕ

 

Ostatecznie: 

background image

 

19 



>

+

<

<

<

=

2

)

1

(

2

sin

2

1

2

0

2

sin

2

1

)

cos(

sin

0

0

)

(

2

T

t

dla

e

e

E

T

t

dla

e

E

t

E

t

dla

t

u

t

L

R

L

RT

m

t

L

R

m

m

L

ϕ

ϕ

ϕ

ω

ϕ

 

 
 

Zadanie o.13 

Wyznaczy

ć

 i(t) dla napi

ę

cia zasilania e(t) jak na wykresie. 

 
 

 

 
 

Funkcj

ę

 napi

ę

cia e(t) mo

ż

na rozło

ż

y

ć

 na trzy składowe: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

20 

)

2

(

)

(

2

)

(

τ

τ

τ

τ

τ

+

=

t

E

t

E

t

E

t

e

 

[

]

τ

τ

τ

τ

τ

τ

τ

τ

s

s

s

s

e

e

s

E

e

s

E

e

s

E

s

E

s

e

2

2

2

2

2

2

2

1

1

1

1

2

1

)

(

+

=

+

=

 

Pr

ą

d w obwodzie obliczamy z : 

 

)

(

)

2

1

(

)

(

)

(

)

(

)

(

2

2

L

R

s

L

s

e

e

E

L

R

s

L

s

e

sL

R

s

e

s

I

s

s

+

+

=

+

=

+

=

τ

τ

τ

 

 

Szukamy obrazu funkcji

 

)

(

1

2

a

s

s

+

  gdzie a=

L

R

 

 
 

)

(

)

(

)

(

)

)(

(

)

(

1

2

2

2

2

2

2

2

a

s

s

Cs

Ba

Aas

Bs

As

a

s

s

s

C

a

s

B

As

a

s

C

s

B

As

a

s

s

+

+

+

+

+

=

+

+

+

+

=

+

+

+

=

+

 

 
 

Porównujemy współczynniki: 
 
A+C=0 
B+Aa=0 

aB=1   B=

a

1

   

A=

2

1

a

 

 

C=

2

1

a

 

 
Podstawiamy A B C 

 

+

+

+

=

+

+

+

a

s

a

s

a

s

a

a

s

a

s

a

s

s

a

1

*

1

1

*

1

1

*

1

1

1

1

2

2

2

2

2

2

2

 

 

Przechodz

ą

c na posta

ć

 czasow

ą

 

at

e

a

t

a

t

a

+

+

2

2

1

1

)

(

1

1

 

Podstawiaj

ą

 





+

+

+





+

+





+

+

=

)

2

(

1

*

)

(

1

)

2

(

1

1

)

2

(

1

)

(

1

)

(

1

*

)

(

1

)

(

1

1

)

(

1

)

(

1

2

)

(

1

*

)

(

1

1

)

(

1

)

(

1

)

(

)

2

(

2

2

)

(

2

2

2

2

τ

τ

τ

τ

τ

τ

τ

τ

τ

t

e

L

R

t

L

R

t

L

R

t

e

L

R

t

L

R

t

L

R

t

e

L

R

t

L

R

t

L

R

L

E

t

I

t

L

R

t

L

R

t

L

R