Чтение онлайн

Используйте второй закон Кирхгофа, чтобы найти это значение. Напряжения на резисторе и конденсаторе показаны на рис. 6.28. Теперь получите график iC(t). Заметьте, что этот ток растет от нулевого начального значения до значения тока в катушке. Убедитесь, что iC(4 с)=–2,2738 А. Этот ток протекает через каждый элемент против часовой стрелки. Убедитесь также, что максимальный (по модулю) ток imax=– 2,313 достигается при t=3,48 с.

Рис. 6.28. Напряжения на элементах схемы на рис. 6.27 

В схеме на рис. 6.29 ключ размыкается при t=0. Схема замещения до размыкания показана на рис. 6.30. В ней катушка индуктивности заменена коротким замыканием, при этом напряжения на R1 и R3 равны 6 В, что приводит к прохождению тока в 2 А через R1 и тока в 3 А через R3. Поскольку в ветви конденсатора ток отсутствует, ток в катушке индуктивности также должен быть равен 3 А. Так как напряжение V(1,3) равно нулю, то и vc равно нулю. Эта информация позволяет нам задать начальные условия для анализа на PSpice, приводя к следующему входному файлу:

Рис. 6.29. Схема с размыканием ключа в момент t = 0

Рис. 6.30. Схема замещения для момента размыкания ключа (t < 0) 

Проведите анализ и проверьте следующее: iC(0)=–2,5 A, iL(0)=3 А, iR3(0)=0,5 A, v12(0)=–2,5 В, v23(0)=0 и v13(0)=–2,5 В (здесь v12(0) означает v(1, 2) при t=0). Графики токов показаны на рис. 6.31, а графики напряжений — на рис. 6.32.

Рис. 6.31. Графики токов в схеме на рис. 6.29

Рис. 6.32. Графики напряжений в схеме на рис. 6.29 

В качестве упражнения определите iC при t=0, воспользовавшись вторым законом Кирхгофа для контура, содержащего R1, R2, R3 и С. 

Определим реакцию на прямоугольное входное напряжение цепи, представленной на рис. 6.33. Входное напряжение резко изменяется от 0 до 1 В, затем в момент t=2 мс уменьшается на 2 В, достигая значения -1 В, затем в момент времени t=4 мс снова резко изменяется до 1 В. Задача состоит в том. чтобы определить, насколько точно напряжение на RL воспроизводит входное прямоугольное напряжение. Входной файл:

Рис. 6.33. Звенящий контур

График V(3), полученный в Probe, показан на рис. 6.34. Вы можете получить также график VS, чтобы увидеть разницу в этих двух графиках. Прежде чем выйти из Probe, удалите графики напряжений и получите графики для каждою из токов. Если вам интересно, получите также I(C). Графики токов должны дать вам лучшее понимание процессов в схеме. Проведите анализ снова, уменьшив на порядок емкость С, и сравните результаты.

Рис. 6.34. Графики выходного напряжения в звенящем контуре

6.1. Параметры элементов схемы, показанной на рис. 6.35: V=10 B, R1=R=1 кОм и от С=200 мкФ. Получите график vc(t) на интервале от момента размыкания ключа до момента достижения напряжением на конденсаторе нулевого значения. Проведите необходимый анализ на PSpice и получите в Probe график vc.

Рис. 6.35

6.2. Параметры элементов для схемы на рис. 6.36: V=10 В, R1=R=100 Ом и L=2 Гн. Получите график vL(t) на интервала от момента размыкания ключа до момента снижения напряжения на катушке индуктивности до нуля. Проведите анализ на PSpice и получите в Probe график vL.

Рис. 6.36

6.3. Параметры элементов для схемы с двумя различными накопителями энергии, показанной на рис. 6.37: V=20 В, R=100 Ом, L=20 мГн и С=2 мкФ. Получите временную зависимость тока после размыкания ключа. Поскольку значение R в этой схеме соответствует слабому затуханию, график должен содержать, по крайней море, один полный период колебаний.

Рис. 6.37 

6.4. а) Увеличьте значение R в задаче 6.3, чтобы создать критическое затухание, и получите графики токов и составляющих напряжений. Найдите максимальные положительные и отрицательные значения токов.

б) Задав значение R=250 Ом, повторите предыдущее задание а). Найдите максимальные положительные и отрицательные значения всех составляющих напряжений.