Расчет переходного процесса классическим методом
Исходная схема:
Рис. 1.1
Исходные данные:
E= 97 (В)
L1= 52 (мГн)
С1=77 (мкФ)
R1= 85 (Ом)
R2=54 (Ом)
R3=77 (Ом)
R4=25 (Ом)
Найти: uС1(t)
Решение
Рассмотрим состояние цепи до коммутации.
i10-=i20-=0 (A)
uС10-=Е=97 (В)
Рассмотрим состояние цепи сразу после коммутации.
i10-=i10+=0 (A)
uС10-=uС10+=97 (В)
Рассмотрим состояние цепи в установившемся режиме.
i1пр=i3пр=ER1+R4=9785+25=0,882 (A)
uС1пр=i3пр*R4=0,882*25=22,05 (B)
i2пр=0 (A)
Составим уравнения по законам Кирхгофа для послекоммутационной
схемы:
i1R1+i3R4+L1di1dt=Е-i3R4+i2R2+R3+uС1=0i1=i2+i3i2=С1duС1dt
Запишем эти уравнения для момента времени t = 0 и определим неосновные начальные условия:
0*85+i30*25+52*10-3*di1dt=97-i30*25+i20*131+97=00=i20+i30i2(0)=77*10-6*duС1dtt=0
i20=-0,622 (А)i30=0,622 (А)di1dt=97-0,622*2552*10-3=1566,35duС1dtt=0=-0,62277*10-6=-8077,92
Составим характеристическое уравнение и определим его корни:
R1+pL1+R4*R2+R3+1pC1R4+R2+R3+1pC1=0
R1R2+R3+R4+R1pC1+pL1R2+R3+R4+L1C1+R4R2+R3+R4pC1=0
p2L1R2+R3+R4+pR1R2+R3+R4+L1C1+R4R2+R3+R1+R4C1=0
p2*8.112+p*16535+1428571.429=0
p1=-2035.052 1c
p2= -86.536 1c
Закон изменения напряжения на конденсаторе в общем виде:
uС1t=uС1пр+A1ep1t+A2ep2t (В)
Находим постоянные интегрирования:
uС10=uС1пр+A1+A2duС1dtt=0=0+p1A1+p2A2
A1+A2=97-22,05=74,95-2035.052*A1-86.536*A2=-8077,92
A1=74,14
A2=0,82
Закон изменения напряжения на конденсаторе:
uСt=22,05+74,14e-86.54t+0,82e-2035.05t (В)