Вопросы к экзамену по отц

1. Методы теории цепей и
   теории поля. Пределы применимости
   методов теории цепей.

2. Электрическая цепь.
   Основные электрические величины.

3. Классификация цепей и их
   элементов. Источники тока и напряжения.
   Структурные,
   принципиальные схемы и схемы замещения
   электрических цепей. Формулировка
   задач анализа и синтеза электрических
   цепей.

4. Резистивные цепи по
   постоянному току. Соединение
   двухполюсных элементов. Закон Ома.
   Делители тока и напряжения. Анализ и
   синтез делителей.

5. Основы топологии цепей.
   Ветвь, узел и контур электрической
   схемы. Правила Кирхгофа. Основная
   система уравнений электрического
   равновесия цепи.

6. Эквивалентные участки
   цепи. Эквивалентные преобразования
   цепей с последовательным, параллельным
   и смешанным соединением элементов.

7. Основные теоремы теории
   цепей и их применение для решения
   задач анализа. Принцип наложения.

8. Теорема взаимности.

9. Теоремы об эквивалентных
   источниках. (8-9=>Метод ков.
   источника(генератора) на некотором
   примере)

10. Методы анализа резистивной
    цепи: метод уравнений Кирхгофа, метод
    контурных токов, метод узловых
    потенциалов, метод эквивалентного
    источника э.д.с., метод эквивалентного
    источника тока.

11. Баланс мощности по
    постоянному току.

12. Описание гармонического
    сигнала. Комплексный анализ вещественного
    сигнала. Комплексная амплитуда,
    действующее значение, квадратурные
    компоненты гармонического сигнала.
    Представление гармонического сигнала
    на векторной диаграмме.

13. Закон Ома и правила
    Кирхгофа для цепей при гармоническом
    воздействии.

14. Анализ резистивных цепей
    при гармоническом воздействии.

15. Энергетические соотношения
    в простейших цепях при гармоническом
    воздействии. Мгновенная, средняя
    (активная), реактивная, полная и
    комплексная мощности.

16. Баланс мощностей.
    Согласование источника энергии с
    нагрузкой по критериям максимума
    передаваемой средней мощности и
    максимума коэффициента полезного
    действия. Согласованная нагрузка.

17. Комплексное сопротивление
    и комплексная проводимость
    двухполюсников. Временные и векторные
    диаграммы для тока, напряжения,
    мощности и энергии.

18. Комплексный коэффициент
    передачи элементарных реактивных
    двухполюсников. Описание четырёх- и
    многополюсников. Входной и выходной
    импедансы и проводимости.

19. Амплитудно-частотная
    (АЧХ) и фазо-частотная (ФЧХ) характеристиках
    электрических цепей. Формы представления
    АЧХ.

20. Электрические фильтры.
    Идеальный фильтр. Полоса пропускания,
    полоса подавления. Комплексный
    коэффициент передачи, АЧХ и ФЧХ
    простейших RC—
    и RL—
    фильтров.

21. Нестационарные
    процессы в линейных цепях с
    сосредоточенными параметрами.

22. Переходные процессы.
    Непрерывность изменения энергии
    электрического и магнитного полей.
    Правила коммутации. Зависимые и
    независимые начальные условия. Порядок
    цепи. Классический метод анализа
    переходных процессов.

23. Дифференциальные уравнения
    простейших цепей и методы их решения.
    Свободные и вынужденные составляющие
    токов и напряжений.

24. Переходные процессы в
    цепях первого и второго порядков.
    Зависимость характера переходных
    процессов в цепи от типа корней
    характеристического уравнения.
    Постоянная времени цепи и время
    установления колебаний. Влияние
    потерь на характер свободного процесса.

25. Дифференцирующие и
    интегрирующие цепи. Временные
    характеристики линейных цепей.
    Единичный скачок и единичный импульс
    и их свойства. Переходная и импульсная
    характеристики. Связь между ними.

26. Метод интеграла Дюамеля
    (наложения), его две формы. Связь между
    импульсной характеристикой и
    комплексным коэффициентом передачи
    цепи.

27. Операторный метод анализа
    переходных процессов. Прямое и обратное
    преобразование Лапласа. Операторное
    сопротивление и операторная
    проводимость. Законы Ома и Кирхгофа
    в операторной форме.

28. Операторная схема замещения
    цепи. Связь между операторными и
    временными характеристиками цепи.
    Системная (операторная передаточная)
    функция линейной цепи.

29. Операторный метод
    анализа линейной цепи. Комплексная
    частота. Нули и полюсы системной
    функции. Диаграмма
    Найквиста. Признаки
    устойчивости линейной цепи.

30. Метод анализа цепей в
    частотной области (метод комплексных
    амплитуд).

31. Резонансные явления
    в электрических
    цепях. Классификация одиночных
    колебательных контуров. Резонанс
    токов и резонанс напряжений. Резонансная
    частота, характеристическое и
    резонансное сопротивления, добротность
    и обобщенная расстройка одиночного
    колебательного контура.
    Энергетические соотношения в одиночном
    контуре на резонансной частоте.

32. Входные и передаточные
    частотные характеристики одиночных
    колебательных контуров различных
    типов. Избирательность и полоса
    пропускания. Коэффициент прямоугольности
    АЧХ. Контуры с
    неполным включением.

33. Связанные колебательные
    контуры. Виды связи, сопротивление
    связи, коэффициент и фактор связи.
    Сильная, слабая и критическая связь.
    Частотные характеристики системы
    двух связанных колебательных контуров,
    полоса пропускания и коэффициент
    прямоугольности.

34. Эквивалентные параметры
    четырехполюсников. Физический смысл,
    основные свойства и методы определения
    первичных параметров. Связь между
    различными системами параметров.

35. Канонические схемы
    замещения неавтономных четырехполюсников.
    Составные четырехполюсники. Свойства
    нагруженных четырехполюсников.
    Характеристическое сопротивление и
    характеристическая постоянная
    передачи неавтономного четырехполюсника.
    Активные и невзаимные четырехполюсники.
    Идеальные операционные усилители.
    Преобразователи сопротивления.

36. Индуктивно-связанные
    цепи. Взаимная индуктивность. Согласное
    и встречное включения. Метод комплексных
    амплитуд для анализа индуктивно-связанных
    цепей. Схема замещения. Последовательное
    и параллельное включение.

37. Линейный трансформатор.
    Понятие об идеальном трансформаторе.
    Трехфазная электрическая цепь. Виды
    соединений. Симметричный и несимметричный
    режимы работы.

38. Синтез
    линейных электрических цепей в
    частотной и временной областях.
    Аппроксимация частотных характеристик.
    Аналитические свойства функций
    входного сопротивления и проводимости
    линейного пассивного двухполюсника.
    Условия физической реализуемости.
    Связь между вещественной и мнимой
    частями входного сопротивления
    двухполюсника.

39. Теорема Фостера.
    Свойства передаточных функций
    четырехполюсников. Минимально-фазовые
    и неминимально-фазовые четырехполюсники.
    Постановка задачи синтеза линейных
    фильтров. Условия физической
    реализуемости. Коррекция частотных
    характеристик.

40. Классификация нелинейных
    цепей. Нелинейные резистивные элементы.
    Вольтамперные характеристики
    нелинейных резистивных элементов.

41. Нелинейные резистивные
    цепи. Уравнения электрического
    равновесия нелинейных резистивных
    цепей. Графические методы анализа
    нелинейных резистивных цепей.
    Определение рабочих точек нелинейных
    резистивных элементов. Определение
    реакции безынерционного нелинейного
    резистивного элемента на произвольное
    внешнее воздействие. (Ур-ния Кирхгофа)

42. Нелинейное резистивное
    сопротивление при гармоническом
    воздействии. Образование гармоник.
    Понятие о режимах большого и малого
    сигналов. Аппроксимации ВАХ нелинейного
    элемента. Линеаризация ВАХ в окрестности
    рабочей точки. Нелинейные искажения.
    Применение нелинейных резистивных
    цепей.

43. Нелинейные индуктивность
    и ёмкость. Их параметры по постоянному
    и переменному току. Варикапы и их
    применение в перестраиваемых
    избирательных цепях.

44. Спектр тока нелинейного
    резистивного элемента с квадратичной
    ВАХ при гармоническом и бигармоническом
    воздействиях и с кусочно-линейной
    аппроксимацией ВАХ при гармоническом
    воздействии. Угол отсечки.

45. Цепи с обратной связью.
    Классификация обратной связи.
    Коэффициент передачи цепи с обратной
    связью. Применение отрицательной
    обратной связи.

46. Автоколебательная цепь.
    Условия баланса амплитуд и фаз.
    Колебательная характеристика. Мягкий
    и жёсткий режимы возбуждения
    автоколебаний.

47. Цепи с распределенными
    параметрами. Линии передачи (длинные
    линии) и их классификация. Ток и
    напряжение в линии. Эквивалентная
    схема отрезка линии малой длины.

48. Дифференциальные уравнения
    линии передачи для мгновенных значений
    токов и напряжений (телеграфные и
    волновые уравнения). Решение волновых
    уравнений. Прямая и обратная волны
    тока и напряжения. Волновое сопротивление
    линии.

49. Однородная линия передачи
    при гармоническом воздействии. Длина
    волны в линии, фазовая скорость.
    Характеристические ёмкость,
    индуктивность, сопротивление длинной
    линии.

50. Явления в нагруженной
    линии передачи. Падающая и отраженная
    волны. Коэффициент отражения и его
    зависимость от сопротивления нагрузки.
    Распределение амплитуд напряжения
    и тока в линии без потерь при различных
    видах нагрузки.

51. Режимы бегущих, стоячих
    и смешанных волн. Понятие коэффициента
    стоячей (КСВ) и коэффициента бегущей
    волны (КБВ).

52. Линия передачи как
    четырехполюсник. Матрица передачи и
    входное сопротивление отрезка линии
    передачи без потерь. Трансформация
    сопротивлений. Применение полуволновых
    и четвертьволновых отрезков
    двухпроводной линии.

53. Основные этапы анализа
    цепи с помощью ЭВМ. Математические
    модели электрических цепей и их
    элементов. Топологические матрицы.

54. Компонентные уравнения
    двухполюсных элементов и компонентное
    уравнение цепи в матричной форме.
    Методы формирования уравнений
    электрического равновесия,
    ориентированные на применение ЭВМ.
    Метод переменных состояния.

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ОТЦ (1 семестр)

1.Идеальные активные и пассивные элементы электрической цепи и их
свойства.
2.Основные законы, действующие в электрических цепях.
3.Свойства последовательного, параллельного и смешанного соединения
элементов в цепи.
4.Преобразование треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду и
наоборот.
5.Метод уравнений Кирхгофа.
6.Метод контурных токов.
7.Метод наложения (суперпозиции).
8.Метод эквивалентного генератора.
9.Потенциальная диаграмма.
10.Метод узловых потенциалов.
11.Метод двух узлов.
12.Параметры и формы представления периодических гармонических
колебаний.
13.Ток, напряжение и мощность в последовательной активно-индуктивно
и цепи.
14.Ток, напряжение и мощность в последовательной активно-емкостной
цепи.
15.Ток, напряжение и мощность в последовательной RLC цепи.
16.3аконы Ома и Кирхгофа в цепях переменного тока.
17 Ток, напряжение и мощность при параллельном включении RL
элементов.
18.Ток, напряжение и мощность при параллельном включении RC
элементов.
19.Ток, напряжение и мощность при параллельном включении RLC
элементов.
20.Метод комплексных амплитуд. Схемы замещения цепей.
21.Баланс мощностей в цепях переменного тока.
22.Топографическая диаграмма цепи.
23.Резонанс в последовательном колебательном контуре.
24.Резонанс в параллельном колебательном контуре.
25. Основные характеристики колебательных контуров.
26.Магнитосвязанные цепи и их характеристики.
27.Расчет цепей с взаимной индуктивностью.
28.Вносимые сопротивления и индуктивности.
29.Идеализированный трансформатор и его характеристики.
30. Схемы замещения трансформатора.
31.Резонансы в индуктивно-связанных контурах.
32.АЧХ индуктивно-связанных контуров.
33.Уравнения передачи четырехполюсников.
34.Классификация и параметры четырехполюсников.
35.Четырехполюсник Т-образной структуры.
36.Четырехполюсник П-образной структуры.
37.Входные характеристики четырехполюсника.
38.Передаточные характеристики четырехполюсника.
39.Схемы замещения активных четырехполюсников.
40.Передаточные функции активных четырехполюсников.
41.Основные типы и характеристики фильтров.
42.АЧХ и ФЧХ фильтров.
43.Фильтр Баттерворта.
44.Фильтр Чебышева.
45,Фильтры нижних частот.
46. Фильтры верхних частот.
47.Принцип суперпозиции и его применение для расчета цепей.
48.Теоремы об эквивалентных источниках.
49.Согласование цепей по входным и выходным сопротивлениям.
50.0перационный усилитель.

Вопросы к экзамену по дисциплине ОТЦ (2 семестр)

1.                
Преобразование Фурье, его свойства и спектры периодических
сигналов.

2.                
Спектры радио и видеоимпульсов.

3.                
Расчет цепей при негармоническом воздействии спектральным
методом.

4.                
Спектральная плотность сигнала. Спектры непериодических
сигналов.

5.                
Понятия коммутации и переходного процесса. Законы коммутации.

6.                
Расчет RL и RC
цепей в режиме коммутации классическим методом.

7.                
Алгоритм классического метода расчета цепей.

8.                
Расчет принужденной и свободной составляющих переходного
процесса в RLC цепи  

           
классическим методом.

9.                
Характеристика режимов свободного процесса при воздействии
источников постоянной и

          
гармонической ЭДС. Декремент затухания.

10.            
Переходная и импульсная характеристики цепи.

11.            
Интеграл Дюамеля.

12.            
Расчет цепей методом переходных характеристик.

13.            
Преобразование Лапласа, его свойства и применение для расчета
цепей.

14.            
Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме.

15.            
Переход от изображений к оригиналам. Формула разложения.

16.            
Алгоритм расчета цепей операторным методом.

17.            
Расчет переходных и импульсных характеристик цепей
операторным методом.

18.            
Расчет характеристик колебательного контура операторным
методом.

19.            
Расчет реакции контура на сигнал ступенчатой формы
операторным методом.

20.            
Дифференцирующие цепи.

21.            
Интегрирующие цепи.

22.            
Дуальные цепи.

23.            
Параметры длинных линий.

24.            
Телеграфные уравнения.

25.            
Режимы колебаний в длинных линиях.

26.            
Основные характеристики линии без потерь.

27.            
Падающая и отраженные волны в линии без потерь.

28.            
Фазовая скорость и длина волны в линии.

29.            
Режим стоячих волн в линии без потерь.

30.            
Нелинейные резистивные и реактивные элементы и их
характеристики.

31.            
Способы аппроксимации вольт-амперных характеристик.

32.            
Выпрямление переменного напряжения.

33.            
Умножение и преобразование частоты.

34.            
Расчет цепей со смешанным включением нелинейных элементов.

35.            
Графоаналитический метод расчета усилителя напряжения.

36.            
Метод гармонической линеаризации.

37.            
Спектральный метод анализа нелинейных цепей.

38.            
Анализ линейного усилителя посредством У-параметров
четырехполюсника.

Основные понятия теории цепей

Цепь и её состав

Электрической цепью называют совокупность устройств, соединенных друг с другом, ос-

новные электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью двух основных

физических величин – напряжения и силы тока.

В общем случае электрическая цепь состоит из источников и приемников, а также

устройств канализации электрического тока, обеспечивающие взаимосвязь между источниками и

приемниками.

Источники – это элементы, создающие в ней электрический ток.

Приемники (или нагрузки) – элементы, преобразующие электрический ток в другие формы

движения материи – тепло, свет, механические перемещения и т.п.

Общие условные графические обозначения (УГО):

Источник Приемник

Источники: гальванические элементы и батареи, аккумуляторы, электромашинные генера-

торы, фотоэлементы, термопары, антенны и т.п.

Нагрузки: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы, двигатели

и т.п.

Основные физические величины теории электрических цепей

Под электрическим током понимают совокупность упорядоченно движущихся электри-

чески заряженных частиц.

Согласно этому определению электрическим током являются свободные электроны в ме-

таллах и в вакууме, движущиеся ионы в электролитах, а также совокупность электронов и «ды-

рок» в полупроводниках.

В данном определении отмечаются две характерные особенности электрического тока –

наличие заряженных частиц и их согласованное движение в одном преимущественном направле-

нии.

Количество и средняя скорость движения заряженных частиц, создающих электрический

ток, описываются физической величиной, называемой силой тока. Было замечено, что чем боль-

ше в токе частиц, и чем скорее они движутся, тем больше сила притяжения или отталкивания

участков цепи с этим током. Это позволяет просто измерять силу тока.

Понятие сила тока или интенсивность (intensite) было введено знаменитым французским

ученым Андре Мари Ампером. В память о его заслугах единица этой физической величины назва-

на ампером. Она обозначается прописной буквой А.

Сила тока обозначается в расчетных формулах латинской буквой i (или I). Чтобы подчерк-

нуть, что это функция времени, пишут силу изменяющегося тока как i(t).