background image

 

 

Stan nieustalony w równoległym obwodzie RLC

analiza analogiczna jak dla połączenia
szeregowego

i

i

i

i

C

L

G

background image

 

 

t

i

GL

Gu

i

L

G

d

d

2

2

dt

i

d

LC

dt

di

L

dt

d

C

dt

du

C

i

L

L

C

i

i

t

i

GL

t

i

LC

L

L

L

d

d

 

d

d

 

2

2

background image

 

 

S

W

L

L

L

i

i

i

0

d

d

 

2

d

d

2

2

2

S

S

S

L

n

L

L

i

t

i

t

i

LC

,

C

G

n

1

       

 

2

background image

 

 

0

 

2

2

2

n

s

s

L

C

 

2

G

  

  

n


rozwiązanie 
aperiodyczn

t

s

t

s

L

A

A

i

S

2

1

e

e

2

1

background image

 

 

L

C

 

2

G

  

  

n

- rozwiązanie 
aperiodyczne 
graniczne 

t

L

t

A

A

i

S

 

2

1

e

 

)

(

L

C

 

2

G

  

  

n

- rozwiązanie 
oscylacyjne 

)

(

sin 

e

0

 

t

A

i

t

L

S

background image

 

 

Przykład

Dla t<0 układ był w stanie ustalonym i panowały
 w nim zerowe warunki początkowe.
Wyznaczyć u

C

(t) i narysować. 

Dane i=10A, R=50, C=250F, L=200mH

 

w

w

t=0

 

t

1

=1ms

 

background image

 

 

Warunki początkowe

   

   

0

0

0

0

0

0

C

C

L

L

u

u

i

i

1

0

t

 

i

i

background image

 

 

V

iR

u

i

w

w

C

L

500

50

10

0

NPK

R

i

u

u

R

i

PPK

i

i

i

dt

du

C

i

i

i

i

C

L

C

C

c

C

C

L

2

2

1

0

background image

 

 

i

LC

R

u

LC

dt

du

LC

RC

dt

u

d

iR

u

dt

u

d

LC

dt

du

RC

iR

u

dt

di

L

R

i

R

i

i

u

u

R

i

i

i

i

i

i

i

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

L

C

C

C

1

2

2

2

0

2

2

2

2

2

2

background image

 

 

85

.

43

2

.

456

0

20000

500

10

10

20000

500

1

2

2

1

2

6

2

2

2

2

s

s

s

s

u

dt

du

dt

u

d

i

LC

R

u

LC

dt

du

LC

RC

dt

u

d

C

C

C

C

C

C

background image

 

 

   

0

0

0

500

0

0

85

.

43

2

2

.

456

1

85

.

43

2

2

.

456

1

t

C

t

C

L

L

t

t

C

C

C

C

t

t

C

dt

du

dt

du

C

i

i

e

A

e

A

u

u

u

u

e

A

e

A

u

s

w

s

background image

 

 

2

.

553

2

.

53

0

500

0

85

.

43

2

.

456

85

.

43

2

.

456

2

1

2

1

2

1

2

1

0

A

A

A

A

A

A

A

A

dt

du

t

C

background image

 

 

t

t

C

e

e

u

85

.

43

2

.

456

2

.

553

2

.

53

500

1

t

 

i

background image

 

 

0

w

C

u

warunki początkowe

 

V

e

e

t

t

u

t

t

u

C

C

25

.

4

2

.

553

2

.

53

500

3

3

10

85

.

43

10

2

.

456

1

1

1

1

t

t

C

t

t

C

dt

du

dt

du

Ponieważ

L

C

i

dt

du

C

background image

 

 

s

V

e

e

dt

du

t

t

C

6

.

7837

85

.

43

2

.

553

2

.

456

2

.

53

3

3

1

10

85

.

43

10

2

.

456

background image

 

 

j

s

j

s

s

s

u

dt

du

dt

u

d

u

dt

du

RC

dt

u

d

LC

NPK

C

C

C

C

C

C

14

.

66

125

14

.

66

125

0

20000

250

0

20000

250

0

2

1

2

2

2

2

2

background image

 

 

 

6

.

7837

cos

14

.

66

sin

125

25

.

4

sin

6

.

7837

cos

14

.

66

sin

125

25

.

4

sin

14

.

66

sin

0

1

1

1

1

125

A

A

A

A

A

dt

du

A

u

t

t

Ae

t

u

t

t

C

t

t

C

t

t

C

background image

 

 

6

.

126

5

5

1

sin

25

.

4

5

5

1

03359

.

0

52

.

126

25

.

4

52

.

126

cos

25

.

4

sin

6

.

7837

cos

14

.

66

25

.

4

125

25

.

4

sin

A

tg

A

A

A

A

background image

 

 

 

5

5

1

14

.

66

sin

6

.

126

1

125

1

t

t

e

t

u

t

t

C

 

0

 

1m

 

2m

 

3m

 

4m

 

0

 

5

 

10

 

15

 

20

 

background image

 

 

20,0m

40,0m

60,0m

80,0m

100,0m

0

5

10

15

20

25

background image

 

 

i

L

u

L

i

R

i

C

u

C

ozn. L1 – L     R1 – R     C1 – C     V1 – E  

 

V

200

0 

C

u

background image

 

 

Warunki początkowe

   

   

V

200

0

0

A

5

0

200

100

0

0

C

C

L

L

u

u

.

R

E

i

i

background image

 

 

V

100

A

5

0

E

u

.

R

E

i

w

w

C

L

obliczamy składowe wymuszone po komutacji

background image

 

 

Układamy równanie różniczkowe

L

u

L

E

dt

di

u

dt

di

L

E

R

u

i

dt

du

C

i

i

i

i

C

L

C

L

C

R

C

C

C

R

L

0

0

background image

 

 

0

dt

du

C

R

u

i

C

C

L

rózniczkujemy stronami

(*)

0

1

2

2

dt

u

d

C

dt

du

R

dt

di

C

C

L

L

u

L

E

dt

di

C

L

background image

 

 

LC

E

LC

u

dt

du

RC

dt

u

d

L

E

L

u

dt

du

R

dt

u

d

C

dt

u

d

C

dt

du

R

L

u

L

E

C

C

C

C

C

C

C

C

C

1

1

0

1

2

2

2

2

2

2

background image

 

 

4

6

2

2

2

2

10

4

10

4

5000

1

C

C

C

C

C

C

u

dt

du

dt

u

d

LC

E

LC

u

dt

du

RC

dt

u

d

 

 

 

t

u

t

u

t

u

S

w

C

C

C

RORN = RSRN + 
RORJ

background image

 

 

0

10

4

5000

6

2

2

S

S

S

C

C

C

u

dt

du

dt

u

d

0

10

4

5000

6

2

s

s

równanie jednorodne

równanie charakterystyczne

3000

10

9

10

4

4

5000

6

6

2

1000

4000

2

1

s

s

przypadek aperiodyczny

t

s

t

s

C

e

A

e

A

u

s

2

1

2

1

background image

 

 

t

t

C

C

C

C

t

t

C

e

A

e

A

u

u

u

u

e

A

e

A

u

s

w

s

1000

2

4000

1

1000

2

4000

1

100

???

0

t

C

dt

du

z równania z (*) mamy

C

L

C

u

RC

i

C

dt

du

1

1

background image

 

 

s

V

10

5

1

1

1

1

5

0

0

0

0

0

t

C

t

L

t

C

t

L

t

C

u

RC

i

C

u

RC

i

C

dt

du

t

t

C

e

A

e

A

u

1000

2

4000

1

100

różniczkujemy po czasie


otrzymuje
my

t

t

C

e

A

e

A

dt

du

1000

2

4000

1

1000

4000

background image

 

 

z układu dwóch równań wyznaczamy stałe

3

100

3

400

200

100

500000

1000

4000

1000

4000

2

1

2

1

2

1

2

1

0

A

A

A

A

A

A

A

A

dt

du

t

C

background image

 

 

A zatem rozwiązanie przyjmuje postać

t

t

C

e

.

e

.

u

1000

4000

33

33

33

133

100

0,0

1,0m 2,0m 3,0m 4,0m 5,0m 6,0m 7,0m 8,0m 9,0m 10,0m

100

120

140

160

180

200

uc

czas

 F1

background image

 

 

W celu określenia prądu i

L

 korzystamy z wcześniejszego równania

t

t

C

C

L

.

dt

du

C

R

u

i

1000

4000

e

30

4

e

30

4

5

0

background image

 

 

0,0

1,0m 2,0m 3,0m 4,0m 5,0m 6,0m 7,0m 8,0m 9,0m 10,0m

0,43

0,44

0,45

0,46

0,47

0,48

0,49

0,50

0,51

IL

czas

 F1


Document Outline