Національний аваційний університет Кафедра телекомунікаційних та радіоелектроних систем Контрольна робота з дисципліни “Математичний аппарат радіоінженера” Виконав студент РР-201Бз групи Дуднік В. А. Перевірив: Соколов Г. Є. Київ 2020 1. Основні топологічні поняття. Кожен елемент електричного кола має, як мінімум, два зовнішні полюси, за допомогою яких він з’єднується з іншими елементами. Електричне коло утво-рюється об’єднанням полюсів елементів, які входять до його складу. Аналіз електричного кола зводиться до визначення струмів і напруг всіх його елементів, якщо відомі параметри і спосіб з’єднання елементів між собою (структура, топологія). З метою зменшення в розрахункових рівняннях кількості струмів і напруг для опису структури (топології) кола вводяться поняття : вітка і вузол. Вітка – частина кола, яка розглядається відносно двох зовнішніх полюсів і характеризується струмом і напругою між цими полюсами. До складу вітки може входити один, або більша кількість елементів. Основна вимога до внутрішньої структури вітки: повинна бути відомою, або легко знаходитись залежність між струмом і напругою на її зовнішніх полюсах. Найчастіше вітку утворюють декілька послідовно, або паралельно з’єднаних елементів. Вузол – точка, в якій з’єднуються вітки між собою. Отже, надалі будемо вважати, що задача аналізу електричного кола полягає в знаходженні струмів і напруг всіх його віток. Структуру (топологію) електричного кола будемо розуміти як спосіб з’єд-нання між собою його віток. Дуже зручно показувати топологію кола у вигляді геометричної фігури – графа, який складається з ребер, що зображають вітки, і вершин, які зображають вузли кола. На Рис. 9 зображений орієнтований граф для кола (Рис. 10). Стрілками на кожному ребрі показують напрям струму вітки і одночасно напрям відрахунку напруги цієї вітки. Вітки, як і вузли, нумеруються натуральними числами. Граф називається планарним, якщо його можна розмістити на площині без перетину віток. Структурні елементи графа: 1. Шлях – сукупність віток, які з’єднують початковий і кінцевий вузли. Якщо між двома будь-якими вузлами графа існує шлях, то граф назива- ється зв’язаним, інакше не зв’язаним. 2. Контур – замкнений шлях, в якому початковий і кінцевий вузли спів- падають. Для планарного графа вводиться поняття простий, або еле- ментарний контур (вічко) – це контур, який не охоплює жодної вітки. Наприклад, на Рис. 9 прості контури утворюються вітками: 1-4-5, 2-3-4, 3-5-6. 3. Дерево – сукупність віток, що з’єднують всі вузли, але не створюють жодного контура. На Рис. 11, а, б, в показані суцільними лініями три де- рева того ж самого графа. Очевидно, що кількість віток дерева у зв’я- заному графі на одиницю менша кількості вузлів: Всі вітки графа, які не належать дереву називаються вітками зв’язку, або інакше, хордами. На Рис. 11, а, б, в вони показані пунктиром. Кількість віток зв’язку: , де загальна кількість віток графа. 4. Перетин – сукупність віток, при видаленні яких граф розпадається на дві, не зв’язані між собою частини. Наприклад, на Рис. 9 вітки 6, 5, 4, 2 утворюють перетин, тому що при їх видаленні граф розпадається на дві незв’язані частини: між вузлами 1, 4 залишається вітка 1, між вузлами 2, 3 – вітка 3. 5. Головний контур – контур, до складу якого входить лише одна вітка зв’язку, а всі інші – вітки дерева. 6. Головний перетин – перетин, до складу якого входить лише одна вітка дерева, а всі інші – вітки зв’язку. Очевидно, що для кожного графа кількість головних контурів дорівнює кількості віток зв’язку, а кількість головних перетинів – кількості віток дерева. Конкретні сукупності віток, що належать головним контурам і головним пе-ретинам, визначаються вибором дерева графа. Так, для дерева, показаного на Рис. 11, б головні контури утворені вітками: 2-1-6, 3-5-6, 4-1-5, головні перети-ни утворені вітками: 1-2-4, 5-3-4, 6-2-3. Проаналізуйте схеми кіл Рис. 11, а,в. Струми і напруги у вітках підпорядковуються рівнянням, які поділяються на дві групи: топологічні і компонентні. Топологічні рівняння визначаються топологією кола, тобто способом з’єд-нання віток між собою. Вони не залежать від внутрішньої структури віток і від того, які елементи входять до складу віток. Рішення задачі Данно: E m = 100 В; ϕ=30°; Z 1 =7 кОм; Z 2 = -j8 кОм. Рішення в показовій формі: 𝐼 = 100 × 𝑒 30𝑗 56 × 𝑒 1.57079𝑖 10.6314 × 𝑒 0.85196𝑖 𝐼 = 100 × 𝑒 30𝑖 5.26803 × 𝑒 0.71882𝑖 𝐼 = 18.98242 × 𝑒 −2.13474𝑖 Оригінал струму по розрахованому зображеню: (2.24515𝑖) σ(t) |