Методичні рекомендації по вивченню дисципліни “Основи теорії кіл” для студентів заочної форми навчання

Напрям підготовки 6.0907 –“Радіотехніка”

Київ - 2005

І. Загальні положення

Дисципліна "Основи теорії кіл" є базовою дисципліною в підготовці спеціалістів з напряму “Радіотехніка”.

• 
  загальний бюджет часу, відведеного на вивчення дисципліни, припадає в основному на самостійну роботу – лише 5% цього бюджету відведено на аудиторні заняття. В таких умовах викладач може зробити лише загальні установки, довести основні початкові відомості з ключових розділів та тем дисципліни;
  
• 
  складність, або неможливість, спілкування студентів з викладачами з метою розв‘язання труднощів, що виникають при самостійному вивченні навчального матеріалу, в періоди між сесіями;
  
• 
  поєднання більшістю студентами – заочниками процесу навчання з трудовою діяльністю і, як наслідок, гострий дефіцит часу.
  

• 
  відвідування усіх без винятку аудиторних занять має бути обов‘язковим;
  
• 
  чітко з‘ясувати об‘єм роботи та завдання на наступну сесію;
  
• 
  при відпрацюванні матеріалу кожної теми, кожного питання вести робочі записи, які в підсумку складуть компактний конспект навчальної дисципліни. Наявність у кожного студента такого конспекту при складанні заліку та екзамену – обов‘язкова;
  

ІІ. РОЗПОДІЛ НАВЧАЛЬНОГО ЧАСУ

ІІ.1.Розподіл навчального часу за семестрами і видами занять

ІІ.2. Розподіл навчального часу за темами і видами занять

ІІІ. Тематичний план

Тема 1. Основи символічного методу розрахунку електричних кіл

Література

1. 
   Основні поняття, визначення та елементи електричних кіл.
   
2. 
   Характеристики синусоїдального струму.
   
3. 
   Представлення синусоїдальних коливань векторами, що обертаються, та комплексними числами.
   
4. 
   Сутність символічного методу (методу комплексних амплітуд) розрахунку електричних кіл.
   

1. 
   Основні правила дій з комплексними числами.
   
2. 
   Електричне коло: визначення, склад, класифікація.
   
3. 
   Пасивні елементи, як моделі реальних елементів електричних кіл, їх характеристики.
   
4. 
   Джерела електричної енергії.
   
5. 
   Класифікація електричних кіл.
   
6. 
   Елементи топології електричних схем.
   
7. 
   Поняття про дуальність.
   
8. 
   Поняття про розрахунок електричного кола.
   
9. 
   Характеристики синусоїдального струму.
   
10. 
    Комплексні зображення гармонічних функцій.
    
11. 
    Часові та векторні діаграми.
    
12. 
    Сутність символічного методу (методу комплексних амплітуд).
    
13. 
    Комплексний опір та комплексна провідність.
    
14. 
    Закони Ома та Кірхгофа в комплексній формі.
    
15. 
    Комплексна схема заміщення електричного кола.
    
16. 
    Потужність в колі синусоїдального струму.
    

Література

1. 
   Процеси в електричних колах з одним елементом – опором, ємністю, індуктивністю.
   

1. 
   Процеси в електричних колах з одним елементом – опором, ємністю, індуктивністю.
   
2. 
   Еквівалентні перетворення схем з послідовним з‘єднанням елементів.
   
3. 
   Процеси в електричному колі з послідовним з‘єднанням r,C (rL) – елементів.
   
4. 
   Процеси в електричному колі з послідовним з‘єднанням r,L,C – елементів.
   
5. 
   Дільники напруги.
   
6. 
   Еквівалентні перетворення схем з паралельним з‘єднанням елементів.
   
7. 
   Процеси в електричному колі з паралельним з‘єднанням r,C (rL) – елементів.
   
8. 
   Процеси в електричному колі з паралельним з‘єднанням r,L,C – елементів.
   
9. 
   Дільники струму.
   
10. 
    Еквівалентні перетворення джерел живлення.
    
11. 
    Умови передачі максимальної потужності від джерела в навантаження
    
12. 
    Фізичні процеси в електричних колах з магнітним зв‘язком.
    
13. 
    Розрахунок електричних кіл з магнітним зв‘язком комплексним методом.
    
14. 
    Лінійний трансформатор: визначення, призначення, конструкція, рівняння та схеми заміщення.
    

Література

1. 
   Розрахунок електричних кіл методом рівнянь Кірхгофа.
   
2. 
   Розрахунок електричних кіл методом контурних струмів.
   
3. 
   Розрахунок електричних кіл методом вузлових напруг.
   
4. 
   Розрахунок електричних кіл методом накладання.
   

1. 
   Загальні відомості про розрахунок розгалужених електричних кіл.
   
2. 
   Сутність метода рівнянь Кірхгофа.
   
3. 
   Методика складання та розв‘язку системи рівнянь.
   
4. 
   Сутність метода контурних струмів.
   
5. 
   Методика складання та розв‘язку системи контурних рівнянь.
   
6. 
   Сутність метода вузлових напруг.
   
7. 
   Методика складання вузлових рівнянь.
   
8. 
   Принцип накладання та його застосування для розрахунку кіл.
   

9. Сутність методу накладання, порядок розрахунку.

10. 
    Сутність методу еквівалентного генератора, порядок розрахунку.
    
11. 
    Особливості розрахунку електричних кіл постійного струму.
    

1. 
   Комплексні функції та частотні характеристики.
   
2. 
   Розрахунок комплексних функцій та частотних характеристик.
   
3. 
   Частотні характеристики електричних кіл першого порядку.
   
4. 
   Частотні характеристики електричних кіл другого порядку.
   

1. 
   Комплексні функції: визначення, класифікація.
   
2. 
   Частотні характеристики: визначення, класифікація.
   
3. 
   Фільтрація коливань в електричних колах.
   
4. 
   Розрахунок комплексних функцій та частотних характеристик розгалужених електричних кіл.
   
5. 
   Частотні характеристики RC-кіл.
   
6. 
   Частотні характеристики RL-кіл.
   
7. 
   Аналіз частотних властивостей кіл першого порядку.
   
8. 
   Умови та ознаки резонансу напруг в послідовному коливальному контурі.
   
9. 
   Первинні та вторинні параметри послідовного коливального контуру.
   
10. 
    Комплексні функції та частотні характеристики послідовного контуру.
    
11. 
    Резонансні характеристики послідовного контуру.
    
12. 
    Смуга пропускання.
    
13. 
    Коефіцієнт прямокутності амплітудно-частотної характеристики.
    
14. 
    Вплив зовнішніх кіл на частотні характеристики послідовного контуру.
    
15. 
    Умови та ознаки резонансу струмів в паралельному коливальному контурі.
    
16. 
    Первинні та вторинні параметри паралельного коливального контуру.
    
17. 
    Резонансні характеристики паралельного коливального контуру.
    
18. 
    Вплив зовнішніх кіл на частотні характеристики.
    
19. 
    Складні коливальні контури.
    
20. 
    Поняття про зв‘язані електричні кола.
    
21. 
    Рівняння та схеми заміщення зв‘язаних коливальних контурів.
    
22. 
    Часткові та складні резонанси.
    
23. 
    Частотні характеристики зв‘язаних контурів.
    

1. 
   Розрахунок та аналіз амплітудно-частотних та фазо-частотних характеристик нерозгалужених кіл першого порядку.
   
2. 
   Розрахунок вторинних параметрів та резонансних характеристик коливальних контурів.
   
3. 
   Розрахунок частотних характеристик розгалужених електричних кіл.
   

1. 
   Визначення амплітудно-частотних та фазо-частотних характеристик r, C - та r, L - кіл.
   

2. Дослідження впливу параметрів елементів електричного кола на частотні характеристики

1. 
   Чотириполюсник: визначення та класифікація.
   
2. 
   Рівняння та системи власних параметрів.
   
3. 
   Фізичний зміст власних параметрів.
   
4. 
   Властивості взаємних та симетричних чотириполюсників.
   
5. 
   Еквівалентні схеми чотириполюсників.
   
6. 
   Вторинні параметри чотириполюсників.
   
7. 
   Характеристичні параметри чотириполюсників.
   
8. 
   Складні чотириполюсники.
   
9. 
   Види з’єднань чотириполюсників.
   
10. 
    Електричні кола з зворотнім зв‘язком.
    
11. 
    Вплив параметрів зворотнього зв‘язку на характеристики кола.
    
12. 
    Загальна характеристика лінійних активних кіл.
    
13. 
    Методи розрахунку лінійних активних кіл.
    
14. 
    Розрахунок лінійних активних кіл узагальненим методом вузлових напруг.
    

1. 
   Загальні відомості про кола з розподіленими параметрами (довгі лінії).
   
2. 
   Первинні параметри довгої лінії.
   
3. 
   Представлення довгої лінії еквівалентною схемою з зосередженими параметрами.
   
4. 
   Телеграфні рівняння довгої лінії.
   
5. 
   Аналіз процесів в довгій лінії.
   
6. 
   Вторинні параметри довгої лінії.
   
7. 
   Вхідний опір довгої лінії.
   
8. 
   Коефіцієнт відбиття довгої лінії.
   
9. 
   Режим бігучих хвиль в довгій лінії.
   
10. 
    Режим стоячих хвиль в довгій лінії.
    
11. 
    Режим змішаних хвиль в довгій лінії.
    

1. 
   Причини виникнення перехідних процесів в електричних колах.
   
2. 
   Закони комутації та початкові умови.
   
3. 
   Класичний метод аналізу перехідних процесів.
   
4. 
   Аналіз перехідних процесів в колах першого порядку.
   

1. 
   Причини виникнення перехідних процесів в електричних колах.
   
2. 
   Закони комутації.
   
3. 
   Початкові умови.
   
4. 
   Методи аналізу перехідних процесів.
   
5. 
   Сутність та основні положення класичного методу аналізу.
   
6. 
   Порядок розрахунку перехідних процесів класичним методом .
   
7. 
   Аналіз перехідних процесів в колах першого порядку
   
8. 
   Процеси в колах першого порядку при підключенні джерела постійної напруги.
   
9. 
   Вільні процеси в колах першого порядку.
   
10. 
    Стала часу електричного кола та тривалість перехідних процесів.
    
11. 
    Якісний аналіз перехідних процесів в колах першого порядку.
    
12. 
    Аналіз перехідних процесів в колах другого порядку.
    
13. 
    Вільний процес в нерозгалуженому колі другого порядку.
    
14. 
    Загальні співвідношення для розрахунку струму та напруг в перехідному режимі.
    
15. 
    Вплив параметрів елементів електричного кола на характер перехідних процесів.
    
16. 
    Режими перехідних процесів в колах другого порядку.
    
17. 
    Параметри вільних коливань.
    
18. 
    Стала часу та тривалість перехідних процесів.
    
19. 
    Процеси при підключенні до кола другого порядку джерела постійної напруги.
    
20. 
    Особливості аналізу перехідних процесів в паралельному коливальному контурі.
    

22. 
    Типові (елементарні) дії.
    
23. 
    Часові характеристики електричних кіл.
    
24. 
    Порядок визначення часових характеристик.
    
25. 
    Зв’язок між перехідними та імпульсними характеристиками.
    

Тема 8. Операторний метод аналізу перехідних процесів

1. 
   Загальні відомості про операторний метод аналізу
   
2. 
   Основні властивості та теореми перетворення Лапласа.
   
3. 
   Порядок розрахунку перехідних процесів операторним методом.
   
4. 
   Операторні функції електричних кіл.
   

1. 
   Сутність операторного методу.
   
2. 
   Основні властивості та теореми перетворення Лапласа.
   
3. 
   Операторні схеми заміщення пасивних елементів.
   
4. 
   Операторна еквівалентна схема електричного кола.
   
5. 
   Закони Ома та Кірхгофа в операторній формі.
   
6. 
   Порядок розрахунку перехідних процесів операторним методом.
   
7. 
   Перехід від операторних зображень до оригіналів.
   
8. 
   Визначення та класифікація операторних функцій.
   
9. 
   Зв‘язок операторних функцій з комплексними функціями.
   
10. 
    Властивості операторних функцій.
    
11. 
    Аналіз перехідних процесів з використанням операторних функцій.
    
12. 
    Зв‘язок операторних функцій з часовими характеристиками.
    

1. 
   Складання рівняння післякомутаційного кола.
   
2. 
   Розв‘язок рівняння.
   
3. 
   Якісний аналіз перехідних процесів.
   
4. 
   Складання операторної схеми заміщення досліджуваного кола.
   
5. 
   Розрахунок операторних зображень шуканих величин.
   
6. 
   Перехід від операторних зображень до оригіналів.
   

1. 
   Експериментальне визначення реакції кола першого порядку на підключення джерела постійної е.р.с..
   
2. 
   Визначення впливу параметрів елементів кола на параметри перехідних процесів.
   
3. 
   Експериментальне визначення реакції кола другого порядку на підключення джерела постійної е.р.с..
   
4. 
   Визначення впливу параметрів елементів кола на параметри перехідних процесів.
   

1. 
   1. Спектральне представлення періодичних негармонічних дій.
   

1. 
   Гармонічний аналіз періодичних негармонічних процесів.
   
2. 
   Амплітудно-частотний спектр. Фазо-частотний спектр.
   
3. 
   Частотні спектри періодичної послідовності прямокутних імпульсів.
   
4. 
   Аналіз частотних спектрів періодичних сигналів.
   
5. 
   Вплив часових параметрів процесу на його частотні спектри.
   
6. 
   Розподіл потужності та енергії в спектрі періодичного процесу.
   
7. 
   Спектральне представлення неперіодичних процесів
   
8. 
   Перетворення Фур’є.
   
9. 
   Основні властивості перетворення Фур’є.
   
10. 
    Розподіл потужності та енергії в спектрі неперіодичного процесу.
    

Тема 10. Елементи синтезу електричних кіл

1. 
   Умови фізичної реалізованості передаточних функцій чотириполюсника.
   
2. 
   Загальні відомості про реалізацію функцій.
   
3. 
   Методика синтезу реактивних двополюсників методом Фостера.
   
4. 
   Методика синтезу реактивних двополюсників методом Кауера.
   
5. 
   Синтез пасивних чотириполюсників.
   
6. 
   Загальні відомості про електричні фільтри.
   
7. 
   Апроксимація частотних характеристик фільтрів.
   
8. 
   Активні RC-фільтри.
   
9. 
   Метод каскадно-розв‘язаної реалізації фільтрів.
   
10. 
    Реалізація активних RC-фільтрів нижніх частот
    
11. 
    Ланки активних RC- фільтрів нижніх частот.
    
12. 
    Методика синтезу активних RC – фільтрів нижніх частот.
    
13. 
    Розрахунок параметрів передаточної функції фільтра.
    
14. 
    Вибір схем ланок.
    
15. 
    Розрахунок параметрів елементів ланок.
    
16. 
    Перевірка частотних характеристик синтезованого фільтра.
    
17. 
    Ланки активних RC- смугових фільтрів.
    
18. 
    Передаточні функції ланок.
    
19. 
    Вибір схем ланок.
    
20. 
    Розрахунок параметрів елементів ланок.
    
21. 
    Перевірка частотних характеристик синтезованого фільтра.
    

ІV. Список рекомендованої літератури

ІV.1. Основна

1. 
   Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей. -М.: Радио и связь, 1986.
   
2. 
   Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники, ч. 1. – М: Энергия, 1978.
   
3. 
   Шебес М.Р., Каблукова М.В. Задачник по теории линейных электрических цепей . – М: Высшая школа, 1990.
   
4. 
   Зевеке Г.В., Ионкин П.А. и др. Основы теории цепей. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
   
5. 
   Завдання та методичні вказівки до виконання лабораторних робіт. Ч. 1. – К.: ДУІКТ, 2004.
   
6. 
   Завдання та методичні вказівки до виконання лабораторних робіт. Ч. 2. – К.: ДУІКТ, 2004.
   
7. 
   Теорія електричних кіл та сигналів. Завдання та методичні рекомендації до виконання комплексного семестрового завдання. – К: ДУІКТ, 2003.
   
8. 
   Теорія електричних кіл та сигналів. Завдання та методичні рекомендації до виконання курсової роботи. – К: ДУІКТ, 2003.
   

ІV.2. Додаткова

9. 
   Бакалов В.П., Воробиенко П.П., Крук Б.И.. Теория электрических цепей. Учебник для вузов. Под ред. В.П. Бакалова. - М: Радио и связь, 1998.
   
10. 
    Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. – М: Высшая школа, 1983.
    
11. 
    Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. – М: Радио и связь, 1986.
    
12. 
    Радиотехнические цепи и сигналы. Под ред. К.А. Самойло. - М: Радио и связь, 1982.
    
13. 
    Попов В.П. Основы теории цепей. – М: Высшая школа, 1985.
    
14. 
    Зернов Н.А., Карпов В.Г. Теория радиотехнических цепей, - М: Энергия, 1972.
    

VІ. Критерії оцінювання знань і вмінь студентів

1. 
   При відповіді вірно сформульовані всі закони або положення, перераховані в питанні.
   
2. 
   Вірно виконані розрахунки з поясненнями, що відповідають даному питанню.
   
3. 
   Приведені приклади використання.
   
4. 
   Міркування пояснені на схемах або рисунках.