pnus.mws

Řešení periodického neharmonického ustáleného stavu v lineárních obvodech

Jan Bičák

>    with(Syrup);

[Revision, StoY, StoZ, YtoS, ZtoS, deindex, draw, makeckttable, printdeck, reindex, spice, syrup]

Příklad 1

Obvod podle obrázku je napájen ze zdroje periodického neharmonického napětí u1(t) a je v ustáleném stavu. Vypočítejte časový průběh výstupního napětí u2(t), jeho efektivní hodnotu U2 a celkový činný, jalový, zdánlivý a deformační výkon dodávaný zdrojem u1. Dále určete celkový účiník.

[Maple OLE 2.0 Object]

u[1](t) = 5+10*sin(1000*t+Pi/4)+2*sin(3000*t-Pi/3), R[1] = 1000, R[2] = 2000, R[3] = 4000, C = .1e-5

>    priklad1:="

>    V1 1 0

>    R1 1 2 1000

>    C 2 0 1e-6

>    R2 2 3 2000

>    R3 3 0 4000

>    .end";

priklad1 :=
priklad1 :=
priklad1 :=
priklad1 :=
priklad1 :=
priklad1 :=
priklad1 :=

>    res1:=syrup(priklad1,ac,proudy1);

res1 := {v[1] = V1, v[3] = 2000*V1/(3500+3*s), v[2] = 3000*V1/(3500+3*s)}

>    eval(v[3],res1);

2000*V1/(3500+3*s)

>    U20:=evalf(subs(V1=5,s=0,eval(v[3],res1)));

U20 := 2.857142857

>    U21:=evalf(subs(V1=10*exp(I*Pi/4),s=I*1000,eval(v[3],res1)));

U21 := 4.325829719+.3327561320*I

>    U23:=evalf(subs(V1=2*exp(-I*Pi/3),s=I*3000,eval(v[3],res1)));

U23 := -.2592698610-.3230493904*I

>    polar(U21);

polar(4.338609155,.7677189122e-1)

>    polar(U23);

polar(.4142242985,-2.247102589)

>    u2(t)=U20+abs(U21)*sin(1000*t+argument(U21))+abs(U23)*sin(3000*t+argument(U23));

u2(t) = 2.857142857+4.338609155*sin(1000*t+.7677189122e-1)+.4142242985*sin(3000*t-2.247102589)

>    U2:=sqrt(U20^2+1/2*(abs(U21)^2+abs(U23)^2));

U2 := 4.202477945

>    eval(i[V1],proudy1);

-1/1000*V1*(500+3*s)/(3500+3*s)

>    I10:=evalf(subs(V1=5,s=0,-eval(i[V1],proudy1)));

I10 := .7142857143e-3

>    P10:=5*I10;

P10 := .3571428572e-2

>    I11:=evalf(subs(V1=10*exp(I*Pi/4),s=I*1000,-eval(i[V1],proudy1)));

I11 := .5823232309e-3+.6571933612e-2*I

>    P11:=1/2*Re(evalf(10*exp(I*Pi/4))*conjugate(I11));

P11 := .2529411764e-1

>    Q11:=1/2*Im(evalf(10*exp(I*Pi/4))*conjugate(I11));

Q11 := -.2117647058e-1

>    I13:=evalf(subs(V1=2*exp(-I*Pi/3),s=I*3000,-eval(i[V1],proudy1)));

I13 := .1388904792e-2-.1247476722e-2*I

>    P13:=1/2*Re(evalf(2*exp(-I*Pi/3))*conjugate(I13));

P13 := .1774798928e-2

>    Q13:=1/2*Im(evalf(2*exp(-I*Pi/3))*conjugate(I13));

Q13 := -.5790884725e-3

>    P:=P10+P11+P13;

P := .3064034514e-1

>    Q:=Q11+Q13;

Q := -.2175555905e-1

>    U1:=evalf(sqrt(5^2+1/2*(10^2+2^2)));

U1 := 8.774964387

>    I1:=sqrt(I10^2+1/2*(abs(I11)^2+abs(I13)^2));

I1 := .4900769052e-2

>    S:=U1*I1;

S := .4300407390e-1

>    D=sqrt(S^2-P^2-Q^2);

D = .2090969326e-1

>    lambda=P/S;

lambda = .7124986626

Úloha 2

Obvod podle obrázku je napájen ze zdroje periodického neharmonického napětí u1(t), obsahuje zdroj napětí řízený napětím uv = K ur a je v ustáleném stavu.Vypočítejte časový průběh výstupního proudu i2(t) a jeho efektivní hodnotu I2. Vypočítejte činný, jalový, zdánlivý a deformační výkon a účiník výstupní části obvodu.

[Maple OLE 2.0 Object]

u[1](t) = 5+10*sin(1000*t+Pi/4)+2*sin(3000*t-Pi/3), R[1] = 1000, R[2] = 3000, C = .1e-5, L = 1, K = 10