Вариант задания выбирается студентом по двум последним цифрам зачетной книжки из соответствующих таблиц.

В вариантах заданий используется символическая запись, которая отображает конфигурацию электрической цепи в логической форме. Такая форма отображения конфигурации электрической цепи основана на символах алгебры логики. В технике последовательному соединению элементов принято сопоставлять функцию «И» или логическое умножение, знак которого для простоты опускается, а параллельному соединению элементов – функцию «ИЛИ» или логическое сложение, отображаемое знаком «+».

Примечание. В задачах по переходным процессам указывается также в качестве элемента цепи ключ, замыкание или размыкание которого, то есть коммутация, и вызывает переходный процесс. При этом символу “К” соответствует разомкнутое состояние ключа до коммутации, символу “К” замкнутое состояние ключа до коммутации.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Задание 1. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

В соответствии с вариантом, заданным двумя последними цифрами шифра, указанного в зачетной книжке студента, выписать из табл. 1.1 и табл. 1.2 условия задания и выполнить следующее:

1. Начертить схему электрической цепи с обозначением узлов и элементов ветвей.

2. Рассчитать переходный процесс классическим методом, т.е. определить зависимости от времени мгновенных значений всех токов схемы и напряжений на всех ее пассивных элементах.

3. Рассчитать переходный процесс операторным методом, результаты сравнить с классическим.

4. Построить графики зависимостей от времени всех токов и напряжений на реактивных элементах.

5. Рассчитать переходный процесс для токов и напряжений на реактивных элементах численным методом с применением ЭВМ. Результаты представить в виде графиков, сравнить с п. 4.

Условия к заданию 1

Таблица 1.1

Логическое содержание электрической цепи

Таблица 1.2

Значения параметров цепи

Задание 2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Данная задача содержит десять типовых примеров по теории электромагнитного поля. Условия каждого примера представлены в табл. 2.1 – 2.11 и имеют десять числовых вариантов. В результате образуются сто вариантов. Нумерация вариантов сквозная. Номер варианта задачи выбирается по номеру, соответствующему двум последним цифрам шифра зачетной книжки студента.

В соответствии с вариантом выписать условия задачи и ответить на поставленные вопросы.

1. Определить частичные емкости С₁₁, С₂₂, С₁₂ на метр длины двухпроводной бортовой проводки. Расположение проводов показано на рис. 2.1. Относительная диэлектрическая проницаемость среды, окружающей провод,  = 1.

Таблица 2.1

2. Цилиндрический конденсатор заполнен двухслойным диэлектриком. Относительные диэлектрические проницаемости слоев ε_а и ε_b. Геометрические размеры конденсатора r₁, r₂, r₃ показаны на рис. 2.2. Определить емкость конденсатора на один метр длины.

Таблица 2.2

3. Построить зависимость потенциала и напряженности в электрическом поле, образованном заряженным облаком над землей, если задана объемная плотность зарядов облака , высота облака над землей h, толщина облака b. Землю считать проводящей средой, воздух и облако имеют диэлектрическую проницаемость ε=1. Выше облака электрическая напряженность E=0.

Таблица 2.3

4. Определить взаимную индуктивность между бортовой линией 1-1’ и линией 2-2’ (рис. 2.4) на метр длины. Диаметр проводов линии 1-1’ 0,6 см, линии 2-2’ 0,4 см. Остальные параметры заданы в табл. 2.4.

Таблица 2.4

5. Определить закон распределения электрической напряженности и потенциалов в поле растекания зарядов, созданном металлическим полушаровым заземлителем с радиусом r_ш. Ток замыкания на землю I, удельная проводимость грунта =10^-1 1/Ом м (рис. 2.5).

Таблица 2.5

6. Исследовать поле двухслойного сферического конденсатора, у которого радиусы внешнего и внутреннего электродов равны соответственно d₂ и d₁. Внешний радиус первого слоя d. Относительная диэлектрическая проницаемость первого слоя -ε₁, второго -ε₂. Приложенное к конденсатору напряжение равно U. Начертить зависимости  𝜑( r ), E( r ) и D( r ). Определить емкость конденсатора и его электрическую энергию (рис. 2.6).

Таблица 2.6

7. Исследовать электрическое поле и определить емкость и энергию плоского конденсатора с двухслойным диэлектриком. Площадь каждой обкладки – S. Приложенное к конденсатору напряжение U=30 В. Принять =0 при x=d₁+d₂, то есть на левой пластине, x=0 для левой пластины. Начертить кривые зависимости E(x) и D(x). Относительные диэлектрические проницаемости слоев диэлектрика ε₁ и ε​​​​​​​₂. Краевым эффектом пренебречь.

Таблица 2.7

8. Построить картину траектории произвольно выбранной одной силовой линии магнитного поля B , созданного проводником с током, находящимся вблизи ферромагнитной среды. Среда, окружающая проводник с током, характеризуется магнитной проницаемостью  𝜇₁=1, относительная магнитная проницаемость ферромагнитной среды - 𝜇₂ (рис. 2.8).

Таблица 2.8

9. Определить удельные (на один погонный метр) внутренние индуктивное и активное сопротивления авиационного провода диаметром d₀. Построить эпюры распределения плотности тока, напряженностей электрического и магнитного полей и вектора Пойнтинга в функции расстояния от центра провода при протекании по проводу переменного тока с действующим значением I и угловой частотой 𝜔.

Относительная магнитная проницаемость материала провода 𝜇 =1

Таблица 2.9

10. Объемная плотность зарядов равномерно распределена между двумя концентрическими шаровыми поверхностями. Радиус внешней сферы a, внутренней b Относительная диэлектрическая проницаемость среды между шаровыми поверхностями  ε​​​​​​​₁=2, окружающей среды  ε₂=1 (рис. 2.10). Построить зависимости D( r ), E( r ), 𝜑 ( r ) для областей I, II и III, приняв  𝜑 =0 в бесконечно удаленной точке.

Таблица 2.10