teorija elektriČnih kola · 2006-11-08 · trigonometrijske i hiperbolne funkcije veza izme u...

14
TEORIJA ELEKTRIČNIH KOLA Tablica primarnih parametara mreže sa dva para krajeva Tablica primarnih i sekundarnih parametara simetričnih mreža sa dva para krajeva Parametri nekih idealnih aktivnih mreža sa dva para krajeva Filtri Fourier-ov red za periodične funkcije Snage u kolima sa složenoperiodičnim eksitacijama Fourier-ova transformacija Osnovne osobine Fourier-ove transformacije Parovi Fourier-ove transformacije Osnovne osobine Laplace-ove transformacije Traženje inverzne Laplace-ove transformacije Parovi Laplace-ove transformacije Uzimanje u obzir početnih uslova u kalemu i kondenzatoru preko ekvivalentnih šema sa nezavisnim strujnim i naponskim generatorima Različiti oblici zapisivanja DuHamel-ovog integrala Neki korisni integrali

Upload: others

Post on 18-Jan-2020

8 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

TEORIJA ELEKTRIČNIH KOLA Tablica primarnih parametara mreže sa dva para krajeva

Tablica primarnih i sekundarnih parametara simetričnih mreža sa dva para krajeva

Parametri nekih idealnih aktivnih mreža sa dva para krajeva

Filtri

Fourier-ov red za periodične funkcije

Snage u kolima sa složenoperiodičnim eksitacijama

Fourier-ova transformacija

Osnovne osobine Fourier-ove transformacije

Parovi Fourier-ove transformacije

Osnovne osobine Laplace-ove transformacije

Traženje inverzne Laplace-ove transformacije

Parovi Laplace-ove transformacije

Uzimanje u obzir početnih uslova u kalemu i kondenzatoru preko ekvivalentnih šema sa nezavisnim strujnim i naponskim generatorima

Različiti oblici zapisivanja DuHamel-ovog integrala

Neki korisni integrali

Tablica primarnih parametara mreže sa dva para krajeva

1

1′

2

2′

1I 2I

1U2U

+ +

z - parametri impedanse otvorene mreže

y - parametri admitanse kratko spojene mreže

a - parametri lančani parametri

b - parametri lančani parametri

g - parametri hibridni parametri

h - parametri hibridni parametri

1 11 12 1

21 222 2

U z z I

z zU I

⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥=⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ −⎣ ⎦⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎣ ⎦

11z

12z

21z 22z

22y

y

12y

y−

21y

y− 11y

y

11

21

a

a

21

1

a

21

1

a

22

21

a

a

22

21

b

b−

21

1

b−

21

1

b− 11

21

b

b−

11

1

g 12

11

g

g−

21

11

g

g

11

g

g

22

h

h

12

22

h

h

21

22

h

h−

22

1

h

1 11 12 1

21 222 2

I y y U

y yI U

⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥=⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥− ⎣ ⎦⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎣ ⎦

22z

z

12z

z

21z

z

− 11z

z

11y 12y

21y 22y

22

12

a

a

12

1

a

12

1

a

− 11

12

a

a

11

12

b

b−

12

1

b

12

1

b 22

12

b

b−

22

g

g

12

22

g

g

21

22

g

g−

22

1

g

11

1

h 12

11

h

h−

21

11

h

h

11

h

h

1 11 12 2

21 221 2

U a a U

a aI I

⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥=⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎣ ⎦

11

21

z

z

21

z

z

21

1

z 22

21

z

z

22

21

y

y−

21

1

y−

21

y

y−

11

21

y

y−

11a

12a

21a 22a

22b

12b−

21b− 11b

21

1

g

22

21

g

g

11

21

g

g

21

g

g

21

h

h− 11

21

h

h−

22

21

h

h−

21

1

h−

2 11 12 1

2 21 22 1

U b b U

I b b I

⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥=⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦

22

12

z

z

12

z

z

1

z

− 11

12

z

z

11

12

y

y−

12

1

y−

12

y

y

22

12

y

y−

22a

12a−

21a− 11a

11b

12b

21b 22b

12

g

g−

22

12

g

g

11

12

g

g

12

1

g−

12

1

h 11

12

h

h−

22

12

h

h−

12

h

h

1 11 12 1

21 222 2

I g g U

g gU I

⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥=⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎢ ⎥ −⎣ ⎦⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎣ ⎦

11

1

z

12

11

z

z

21

11

z

z

11

z

z

22

y

y

12

22

y

y

21

22

y

y−

22

1

y

21

11

a

a

11

1

a

11

1

a

12

11

a

a

21

22

b

b−

22

1

b−

22

1

b 12

22

b

b−

11g

12g

21g 22g

22h

h

12h

h−

21h

h−

11h

h

1 11 12 1

2 21 22 2

U h h I

I h h U

⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥=⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥−⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦

22

z

z

12

22

z

z

21

22

z

z

− 22

1

z

11

1

y 12

11

y

y−

21

11

y

y

11

y

y

12

22

a

a

22

1

a

22

1

a

− 21

22

a

a

12

11

b

b−

11

1

b

11

1

b− 21

11

b

b−

22g

g

12g

g−

21g

g−

11g

g

11h

12h

21h 22h

Tablica primarnih i sekundarnih parametara simetričnih mreža sa dva para krajeva PRIMARNI PARAMETRI a

y

z

SEKUNDARNI PARAMETRI IMPEDANSE

1 /2Z 1 /2Z

2Z

1

11

2

1

12 1

2

21

2

1

22

2

12

14

1

12

Za

Z

Za Z

Z

aZ

Za

Z

= +

⎛ ⎞⎟⎜= + ⎟⎜ ⎟⎜⎝ ⎠

=

= +

( )

( )

( )

( )

1 2

11

1 1 2

2

12

1 1 2

2

21

1 1 2

1 2

22

1 1 2

2 4

4

4

4

4

4

2 4

4

Z Zy

Z Z Z

Zy

Z Z Z

Zy

Z Z Z

Z Zy

Z Z Z

+=

+

= −+

=+

+= −

+

( )

1

11 2

12 2

21 2

1

22 2

2

2

Zz Z

z Z

z Z

Zz Z

= +

= −

=

= − +

1TC C 1 2

2

1 1

C

2 2

1

2

1

2

14

2 ln 14 4

ch 12

sh2 4

ZZ Z Z Z

Z

Z Z

Z Z

Z

Z

Z

Z

⎛ ⎞⎟⎜= = + ⎟⎜ ⎟⎜⎝ ⎠

⎛ ⎞⎟⎜Γ = + + ⎟⎜ ⎟⎜⎝ ⎠

Γ = +

Γ=

1 11

21

T T

T

2

21

1

2

ch 1th

sh 2

1

sh

Z a

a

Z Z

ZZ

a

= =

Γ − Γ= =

Γ

= =Γ

1Z

22Z ′22Z ′′

1

11

2

12 1

1

21

2 2

1

22

2

12

11

4

12

Za

Z

a Z

Za

Z Z

Za

Z

= +

=

⎛ ⎞⎟⎜= + ⎟⎜ ⎟⎜⎝ ⎠

= +

11

1 2

12

1

21

1

22

1 2

1 1

2

1

1

1 1

2

yZ Z

yZ

yZ

yZ Z

= +

= −

=

⎛ ⎞⎟⎜= − + ⎟⎜ ⎟⎜⎝ ⎠

( )

( )

1 2 2

11

1 2

2

2

12

1 2

2

2

21

1 2

1 2 2

22

1 2

2 4

4

4

4

4

4

2 4

4

Z Z Zz

Z Z

Zz

Z Z

Zz

Z Z

Z Z Zz

Z Z

+=

+

= −+

=+

+= −

+

C C 1 21

2

1 1

C

2 2

1

2

1

2

1

14

2 ln 14 4

ch 12

sh2 4

Z Z Z ZZ

Z

Z Z

Z Z

Z

Z

Z

Z

Π

⎛ ⎞⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎜= = ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎟⎜ + ⎟⎜ ⎟⎜⎝ ⎠

⎛ ⎞⎟⎜Γ = + + ⎟⎜ ⎟⎜⎝ ⎠

Γ = +

Γ=

1 12

12

2

11

sh

21

sh

ch 1

cth2

Z a Z

aZ

a

Z

Z

Π

Π

Π

= = Γ

= =−

Γ= =

Γ −

Γ=

1Z

2Z

1Z

2Z

2 1

11

2 1

2 1

12

2 1

21

2 1

2 1

22

2 1

2

2

Z Za

Z Z

Z Za

Z Z

aZ Z

Z Za

Z Z

+=

=−

=−

+=

2 1

11

2 1

2 1

12

2 1

2 1

21

2 1

2 1

22

2 1

2

2

2

2

Z Zy

Z Z

Z Zy

Z Z

Z Zy

Z Z

Z Zy

Z Z

+=

⎛ − ⎞⎟⎜= − ⎟⎜ ⎟⎜⎝ ⎠

−=

⎛ + ⎞⎟⎜= − ⎟⎜ ⎟⎜⎝ ⎠

( )

( )

( )

( )

11 1 2

12 1 2

21 1 2

22 1 2

14

2

14

2

14

2

14

2

z Z Z

z Z Z

z Z Z

z Z Z

= +

= − −

= −

= − +

C T 1 2

1 1

C

2 2

2 1

2 1

1

2

2 ln 14 4

ch

th2

Z Z Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z Z

Z

Z

= =

⎛ ⎞⎟⎜Γ = + + ⎟⎜ ⎟⎜⎝ ⎠

+Γ =

Γ=

11

1 C

21

11

2 C

21

11

1 C

21

11

2 C

21

1th

2

1cth

2

ili

1cth

2

1th

2

a

Z Za

aZ Z

a

aZ Z

a

aZ Z

a

− Γ= =

+ Γ= =

+ Γ= =

− Γ= =

1 /2Z 1 /2Z

2Z

3Z

( )

( )1 3 1 2

C

1 3

1 3

22 1

2 3

2

4

4

ch 12

4

Z Z Z ZZ

Z Z

Z Z

Z ZZ Z

Z

+=

+

⎛ ⎞⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟Γ = + ⎜ ⎟⎜ ⎟⎟⎜ ⎟⎜ + + ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

Parametri nekih idealnih aktivnih mreža sa dva para krajeva

Naziv Simbol z y g h a strujom kontrolisani naponski izvor SKNI 1rI

1U 2U

1I 2I

0

0

r 0

-------

-------

-------

0

0

1

r

0

naponom kontrolisani strujni izvor NKSI 1gI

1U 2U

1I 2I

-------

0

0

g 0

-------

-------

0

1

g−

0 0

naponom kontrolisani naponski izvor NKNI 1Iµ1U 2U

1I 2I

-------

-------

0

0

µ 0

-------

1

µ

0

0 0

KO

NT

RO

LIS

AN

I IZ

VO

RI

strujom kontrolisani strujni izvor SKSI 1Iα1U 2U

1I 2I

-------

-------

-------

0

0

α 0

0

0

0 1

α

strujni negativni konvertor SNC

1U 2U

1I 2I

SNC

-------

-------

0 1

k

1

k 0

0 k

k 0

k 0

0 1

k−

KO

NV

ER

TO

RI

Naponski negativni konvertor NNC 1U 2U

1I 2I

NNC

-------

-------

0 1

k−

1

k− 0

0 k−

k− 0

k−

0

0 1

k

pozitivni konvertor IDEALNI TRANSFORMATOR

1U 2U

1I 2I

: 1m

-------

-------

0 1

m

1

m

0

0 m

m− 0

m

0

0 1

m

pozitivni invertor ŽIRATOR

1U 2U

1I 2Ir

0 r∓

r± 0

0 1

1

r∓ 0

-------

-------

0 r±

1

r± 0

I

NV

ER

TO

RI

negativni invertor

1U 2U

1I 2I

NI

0 r∓

r∓ 0

0 1

r∓

1

r∓ 0

-------

-------

0 r±

1

r∓ 0

SIMBOL

1

2

3A

EKVIVALENTNA ŠEMA

1V 0V

2V

iV

iAV

1

2

2 1( )o iV AV V AV= − = −

TABLICA ZAVISNOSTI IZMEĐU PRIMARNIH PARAMETARA: 12 21 12 21 11 22 12 21 11 22 12 21 12 21 12 21; ; 1; 1; ;z z y y a a a a a b b b b b g g h h= = = − = = − = = − = −

TABLICA ZAVISNOSTI IZMEĐU PRIMARNIH PARAMETARA SIMETRIČNIH MREŽ: 11 22 11 22 11 22 11 22 11 22 12 21 11 22 12 21

11 22 12 21 11 22 12 21 11 22 12 21 11 22 12 21

; ; ; ; 1; 1;

; ; ; .

z z y y a a b b g g g g g h h h h h

y y y y y z z z z z g g g g g h h h h h

= = = = = − = = − =

= − = − = − = −

Filtri Filtri sa konstantnim proizvodom redne i otočne impedanse 1 2 constZ Z = nazivaju se K-filtri. K-filtri niskih učestanosti:

1 /2L

2C

1 /2L

1L

2

2

C 2

2

C

( )

21 1 1

22

2 2

1 21 2

2

T 2C C 1 2

1 21 2

2

C

c

1 2

1 1

const

1

4 4

2 ln 1

granica propusnog i nepropusnog opsega

2N=1 =

j

j

j j

j j

Z j L L e

Z ej C C

LZ Z R

C

Z Z Z Z R

ZLC e Ne

Z

Ne Ne

LC

π

π

π π

π π

ω ω

ω ω

ω

ω ω

Π

= =

= =

= = =

= =

= =

Γ = + +

⇒ =

K-filtri visokih učestanosti

12C

2L

12C

1C

22L 22L

( )

21

1 1

22 2 2

2 21 2

1

T 2C C 1 2

1

22 2 1

C

c

2 1

1 1

const

1 1

4 4

2 ln 1

granica propusnog i nepropusnog opsega

1N=1 =

2

j

j

j j

j j

Z ej C C

Z j L L e

LZ Z R

C

Z Z Z Z R

Ze Ne

Z L C

Ne Ne

L C

π

π

π π

π π

ω ω

ω ω

ω

ω ω

Π

− −

− −

= =

= =

= = =

= =

= =

Γ = + +

⇒ =

Campbell-ova jednačina: 1

C

2

ch 14

Z

ZΓ = + ; ( )C C C C C C Cch ch ch cos sh sinA jB A B j A BΓ = + = +

Trigonometrijske i hiperbolne funkcije Veza između trigonometrijskih i hiperbolnih funkcija

cos sin cos sin

cos sin2 2

cos sin2 2

jx jx

jx jx jx jx

jz jz jz jz

e x j x e x j x

e e e ex x

j

e e e ez z

j

− −

− −

= + = −

+ −= =

+ −= =

sh sin sh sin

ch cos ch cos

th tan th tan

cth cth cth cth

z j z jz j z

z z jz z

jz j z jz j z

z j jz jz j z

= − =

= =

= − =

= = −

Hiperbolične funkcije Izvodi trigonometrijskih i hiperbolnih funkcija

ch sh2 2

shth = za (2 1) ( 0, 1, 2,...)

ch 2

ch 1cth = za ( 0, 1, 2,...)

sh th

z z z ze e e ez z

z jz z k k

z

zz z jk k

z z

π

π

− −

+ −= =

≠ + = ± ±

= ≠ = ± ±

2 2

2 2

(sin ) cos (cos ) sin

1 1(tan ) (cot )

cos sin

(sh ) ch (ch ) sh

1 1(th ) (cth )

ch sh

z z z z

z z

z z

z z z z

z z

z z

′ ′= = −

′ ′= = −

′ ′= =

′ ′= = −

( )

( )

( )

( )

2

2

2

2

1arcsin log 1

1arccos log 1

1arctan log

2

1arccot log

2

Arsh log 1

Arch log 1

1 1Arth log

2 1

1 1Arcth log

2 1

z jz zj

z z zj

j zz

j j z

z jz

j z j

z z z

z z z

zz

z

zz

z

= ± −

= ± −

−=

+

+=

= ± +

= ± −

+=

+=

Fourier-ov red za periodične funkcije Složenoperiodična funkcija ( ) ( )f t f t T= + može se predstaviti Fourier-ovim redom koji

predstavlja sumu prosotperiodičnih funkcija u obliku: ( )0

0 0

1

( ) cos sin2 n n

n

a

f t a n t b n tω ω

=

= + +∑ :

gdje je:

0 0

0 0

0

0

0 0

0

2 2( ) ; ( )cos ; 0,1,2,...

2( )sin ; 1,2, 3,...

t T t T

n

t t

t T

n

t

a f t dt a f t n t dt nT T

b f t n t dt nT

ω

ω

+ +

+

= = =

= =

∫ ∫

1. Ako je funkcija ( )f t parna funkcija tj. ( ) ( )f t f t− = Fourier-ov red će sadržati konstantni član i

kosinusne članove:

/2

0

0

4( )cos , 0,1,2,...

0, 1,2, 3,...

T

n

n

a f t n t nT

b n

ω= =

= =

2. Ako je funkcija ( )f t neparna funkcija tj. ( ) ( )f t f t− = − Fourier-ov red će sadržati samo sinusne

članove:

/2

0

0

4( )sin , 1,2, 3,...

0, 0,1,2,...

T

n

n

b f t n t nT

a n

ω= =

= =

3. Ako je negativni talas vremenske funkcije ogledalska slika pozitivnog talasa tj. ako je

( ) ( )2

Tf t f t+ = − onda:

/2

0

0

/2

0

0

0, za -parno

4( )cos , -neparno

0, -parno

4( )sin , -neparno

n

T

n

n

T

n

a n

a f t n t nT

b n

b f t n t nT

ω

ω

=

=

=

=

4. Ako funkcija ( )f t ispunjava uslov iz trećeg slučaja i uz to je simetrična u odnosu na koordinatni početak, tj. neparna, njen Fourier-ov red će imati samo neparne sinusne članove:

/4

2 1 0

0

8( )sin(2 1) , 1,2, 3,...

T

nb f t n t nT

ω+ = + =∫

Drugi oblici trigonometrijskog Fourier-ovog reda su: 0

0

1

( ) cos( )2 n n

n

a

f t A n tω θ

=

= + +∑ ;

0 0 0cos sin cos( )n n n na n t b n t A n tω ω ω θ+ = + ; 2 2 ; arctan ;

n

n n n n

n

bA a b

aθ= + = −

ili 0

0

1

( ) sin( );2 2n n n n

n

a

f t A n tπ

ω θ θ θ

=

′ ′= + + = +∑

Kompleksni oblik Fourier-ovog reda.

Polazeći od relacija: ( ) ( )0 0 0 0

0 0

1 1cos i sin

2 2

jn t jn t jn t jn tn t e e n t e ej

ω ω ω ω

ω ω− −

= + = − dobijamo:

( ) ( )0 00

1

( )2 2 2

n n n njn t jn t

n

a a jb a jbf t e eω ω

=

− +⎡ ⎤= + +⎢ ⎥

⎣ ⎦∑ . Uvodeći novi koeficijent

2

n n

n

a jbc

= dobijamo

[ ] [ ]0

2 2 2

*0 0 0 0

2 2 2

1 1 1( ) cos sin ( ) ; ( ) cos sin

T T T

jn tn n

T T T

c f t n t j n t dt f t e dt c f t n t j n t dtT T T

ω

ω ω ω ω−

− − −

= − = = +∫ ∫ ∫

Ako n zamijenimo sa n− dobijamo *

2

n n

n n

a jbc c−

+= = ;

2

0

0

2

1( )

2

T

T

a

f t dt cT−

= =∫ .

Sada možemo pisati: 0 0

0

1 1

( ) jn t jn tn n

n n

f t c c e c eω ω

∞ ∞

= =

= + +∑ ∑ . Pošto je 00

n

n

c c

=

= dobijamo:

0 0

0 1

( ) jn t jn tn n

n n

f t c e c eω ω

∞ −∞

= =−

= +∑ ∑ pa konačno dobijamo kompleksni oblik Fourier-ovog reda:

0 0

2

2

1( ) ; ( )

T

jn t jn tn n

n T

f t c e c f t e dtT

ω ω

=−∞−

= =∑ ∫

( ) ( )2

2 2 22 20 02

1 12

1( )

2 2 2 2

T

n n n

n nT

a A a a bf t dt

T

∞ ∞

= =−

+= + = +∑ ∑∫ -PARSERVALOVA JEDNAČINA

Snage u kolima sa složenoperiodičnim eksitacijama Aktivna snaga: ( ) ( ) ( )

cosk k k

k

k k

P P U I ϕ= =∑ ∑

Reaktivna snaga: ( ) ( ) ( )sin

k k kk

k k

Q Q U I ϕ= =∑ ∑

Prividna snaga: 2 2 2 2;S UI S P Q D= = + +

Snaga izobličenja: ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 2 2 2( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

0; 0

2 cosk l k l k l k l l k

k l

k l

D U I U U I I U Iϕ ϕ

= =

⎡ ⎤= − − +⎢ ⎥⎣ ⎦∑

Fourier-ova transformacija

Aperiodične funkcije koje zadovoljavaju uslov: ( )f t dt

+∞

−∞

< ∞∫ imaju Fourier-ovu transformaciju:

( ) ( ) j tF j f t e dtω

ω

+∞

−∞

= ∫ .

Spektralna funkcija ( )F jω ima: moduo - ( ) ( ); ( ) ( )F j F F Fω ω ω ω= = − (amplitudski spektar)

argument - arg ( ) ( ); ( ) ( )F jω ω ω ω= Ψ Ψ = −Ψ (fazni spektar)

Inverzna Fourier-ova transformacija:

1

( ) ( )2

j tf t F j e dω

ω ω

π

+∞

−∞

= ∫

Osnovne osobine Fourier-ove transformacije Osobina linearnosti { }1 1 2 2 1 1 2 2( ) ( ) ( ) ( )F c f t c f t c F j c F jω ω+ = + Teorema sklairanja ( ){ } ( ) const

tF f a F j a a

aω= ≡

Teorema kašnjenja { }( ) ( )jF f t e F jωτ

τ ω−

− = { }0

0( ) ( )j tF e f t F j jω

ω ω= − Teorema simetričnosti Ako imamo ( )F jt tada je Fourier-ova transformacija 2 ( )fπ ω− .

ako zamijenimo mjesta promjenljivim ω i t tada dobijamo teoremu simetričnosti.

Promjena znaka argumenta { }( ) ( )F f t F jω− = −

Teorema o diferenciranju u vremenskom domenu

[ ]{ }( ) ( ) ( ); 0,1,2,...n

n

n

dF f t j F j n

dtω ω= =

Teorema o diferenciranju u kompleksnom domenu

{ }( ) ( 1) ( )( )

n

n n

n

dF t f t F j

d jω

ω

= −

Konvolucija dvije funkcije u vremenskom domenu

{ }1 2 1 2( ) * ( ) ( ) ( )F f t f t F j F jω ω=

Konvolucija dvije funkcije u frekvencijskom domenu

{ }1 2 1 2

1( ) ( ) ( ) * ( )

2F f t f f F j F jω ω

π

=

Osobina mudulacije { } [ ]

{ } [ ]

0 0 0

0 0 0

1( )cos ( ) ( )

21

( )sin ( ) ( )2

F f t t F j j F j j

F f t t F j j F j jj

ω ω ω ω ω

ω ω ω ω ω

= + + −

= − − +

Paservalova teorema u Fourier-ovoj transformaciji

* *

1 2 1 2

1( ) ( ) ( ) ( )

2f t f t dt F j F j dω ω ω

π

+∞ +∞

−∞ −∞

=∫ ∫

Ako je 1 2( ) ( ) ( )f t f t f t= = dobijamo teoremu Releja:

22

1

1( ) ( )

2f t dt F j dω ω

π

+∞ +∞

−∞ −∞

=∫ ∫

Parovi Fourier-ove transformacije

( )F jω ( )f t

1. 1 ( )tδ - impulsna funkcija

2. 2 ( )πδ ω 1

3. 1( )

jπδ ω

ω+ ( )h t - jedinična funkcija

4. 2

sgnt

5. [ ]0 0( ) ( )jπ δ ω ω δ ω ω− − − + 0sin tω

6. [ ]0 0( ) ( )π δ ω ω δ ω ω− + + 0cos tω

7. [ ]0 0 2 2

0

( ) ( )2

jπ ωδ ω ω δ ω ω

ω ω+ + − +

− [ ]0cos ( )t h tω

8. [ ] 0

0 0 2 2

0

( ) ( )2

jπ ω

δ ω ω δ ω ωω ω

+ − − +−

[ ]0sin ( )t h tω

9. 2 ( ); 0a

e h aω

π ω− > 1

a jt+

10. 22

02

a

A

a

π ω

ω

<

>

2

sin2

A at

t

11. 2 2

2a

aω + ; 0a t

e a−

>

12. eω

π−

2

1

1t +

13. 2a

π−

2 2

1

a t+

14. 1

a jω+ ( ); 0at

e h t a−

>

15. jae

ω− ( )t aδ −

16. 1

!

( )nn

a jω ++

( )n att e h t

17. 2 ( )aπδ ω − jate−

18. 2 sinaω

ω

( )a

p t

19. ( )ap ω sinat

20. sin( 2)1

2

ω

π ω

2

, 1 1; 0 van tog intervala2

j te

− < < −

21. 2 2( )

a j

a j b

ω

ω

+

+ + ( )cos ( )at

e bt h t−

22. 2 2( )

b

a j bω+ + ( )sin ( )at

e bt h t−

23. 2( )1

a je

a j

ω

ω

− +−

+

[ ]( ) ( 2)ate h t h t−

− −

24. ( )(0) ( )

F jF

j

ω

π δ ωω

+ ( )

t

f t dt

−∞

25. 2 2

2 2 2

2( )

( )

a

a

ω

ω

+

a tt e

Osnovne osobine Laplace-ove transformacije Laplace-ova transformacija

{ }0

( ) ( ) ( ) stL f t F s f t e dt

= = ∫

Inverzna Laplace-ova transformacija { }

0

0

11

( ) ( ) ( ) Res ( )2

C j

st st

C j

f t L F s F s e ds F s ejπ

+ ∞

− ∞

= = =∑∫

Diferenciranje originala { } ( ) (0)df

L sF s fdt

= −

{ } ( 1) ( 1)

1

( ) (0)nn

n k k

n

k

d fL s F s f s

dt− −

=

= −∑

Integracija originala

0

( )( )

t

F sL f t dt

s

⎧ ⎫⎪ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪ =⎨ ⎬⎪ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪⎩ ⎭

Diferenciranje transformacije (diferenciranje u kompleksnom domenu)

{ }

{ }

( )( )

( )( ) ( )

n

n

n

dF sL tf t

ds

d F sL t f t

ds

= −

= −

Integracija transformacije (integracija u kompleksnom domenu) { }1

( ) ( )s

F s ds L f tt

=∫

Teorema sličnosti { } ( )1

( )s

L f at Fa a

=

Teorema kašnjenja { }( ( )sL f t e F sτ

τ−

− = Teorema pomjeraja { }( ) ( )atF s a L e f t− = Granične vrijednosti

0

(0) lim ( )

( ) lim ( )s

s

f sF s

f sF s

→∞

=

∞ =

Teorema konvolucije u vremenskom domenu 1 2 1 2 2 1

0 0

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

t t

F s F s L f f t d L f f t dτ τ τ τ τ τ

⎧ ⎫ ⎧ ⎫⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪= − = −⎨ ⎬ ⎨ ⎬⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎩ ⎭ ⎩ ⎭

∫ ∫

DuHamel-ov integral 1 2 1 2 2 1

0 0

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

t t

d dsF s F s L f f t d L f f t d

dt dtτ τ τ τ τ τ

⎧ ⎫ ⎧ ⎫⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪= − = −⎨ ⎬ ⎨ ⎬⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎩ ⎭ ⎩ ⎭

∫ ∫

Teorema konvolucije u kompleksnom domenu

{ }1

( ) ( ) ( ) ( )2

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

j j

j j

L f t g t F s G sj

F s G s F z G s z dz F s z G z dz

σ ω σ ω

σ ω σ ω

π

+ +

− −

= ∗

∗ = − = −∫ ∫

Teorema razlaganja (prosti korijeni 2( ) 0F s = ) { }1 11

'2 21

( ) ( )

( ) ( )k

n

k s t

kk

F s F sL e

F s F s

=

=∑

Traženje inverzne Laplace-ove transformacije Inverzna Laplace-ova transformacija

[ ]1

( ) ( ) Res ( )2

st stf t e F s ds F s ejπ

= =∑∫�

Teorema razlaganja 11 0 1

12 0 1

( )

( )

m m

m

n n

n

F s a s a s am n

F s b s b s b

+ + += <

+ + +

Za slučaj kada 2( ) 0F s = ima proste korjene

2'2

( )( )

k

k

s s

dF sF s

ds=

= { }1 11

'2 21

( ) ( )

( ) ( )k

n

k s t

kk

F s F sL e

F s F s

=

=∑

Za slučaj kada 3( ) 0F s = ima proste korjene i nema nula korjena { } 1

1 11

'3 3 3

( )( ) (0)

( ) (0) ( )

ks tnk

k kk

F s eF s FL

sF s F s F s

= +∑

Za slučaj višestrukih korjena 2( ) 0F s = { }1

1 11

12 21

( ) ( ) ( )1

( ) ( 1)! ( )

kk

k

k

k

n mmk s t

mkk s s

F s s s F sdL e

F s m F sdt

= =

⎡ ⎤−⎢ ⎥=⎢ ⎥− ⎣ ⎦

Za slučaj kada 2( ) 0F s = ima dva konjugovano kompleksna korjena s i s∗ { }1 1 11

' '2 2 2

( ) ( ) ( )2Re 2Re

( ) ( ) ( )st s t

F s F s F sL e e

F s F s F s

∗= =

Parovi Laplace-ove transformacije

( )F s ( ); ( ) 0 za 0f t f t t= <

1. 1 ( )tδ - impulsna funkcija

2. 1

s

( )h t - jedinična funkcija

3. 2

1

s

t - usponska funkcija ( )r t

4. 1

n

s

1

;( 1)!

n

tn

n

je cio broj

5. 1

s a+

ate−

6. ( )2

1

s a+

atte−

7. ( )2

s

s a+ (1 )at

e at−

8. ( )

1

s s a+ 1

(1 )ate

a

9. ( )2

1

s s a+ [ ]

2

11 (1 )at

e ata

− +

10. ( )2

1

s s a+ [ ]

2

1(1 )at

at ea

− −

11. ( )( )

1a b

s a s b≠

+ + 1

( )at bt

e ea b

− −⎡ ⎤−⎣ ⎦−

12. ( )( )

s

a bs a s b

≠+ +

1

( )at bt

ae bea b

− −⎡ ⎤−⎣ ⎦−

13. ( )( )

1a b

s s a s b≠

+ + 1 1

( )at bt

be aeab a b ab

− −⎡ ⎤− +⎣ ⎦−

14. 2 2

s

ω

ω+ sin tω

15. 2 2

s

s ω+ cos tω

16. ( )2 2

1

s s ω+ [ ]

2

11 cos tω

ω

17. 2 2

1

s β− 1

sinh tββ

18. 2 2

s

s β− cosh tβ

19. ( ) 22

s a

s a ω

+

+ + cos

ate tω−

20. ( ) 22s a

ω

ω+ + sin

ate tω−

21. ( )2 2

1

s s β− [ ]

2

1cosh 1tβ

β−

22. ( )2 2

1

( )s a s ω+ +

( )[ ]

( )( ){ } ( )

2 2

2 2

1sin cos ili

1sin sin , arctan

at

at

a t t e

a

t eaa

ω ω ω ω

ω ω

ω

ω θ θ θ

ω ω

− ++

− + =

+

23. ( )2 2( )

s

s a s ω+ +

( )[ ]

( )( ){ } ( )

2 2

2 2

1cos sin ili

1cos sin , arctan

at

at

a t t ae

a

at e

aa

ω ω ω

ω

ω

ω θ θ θωω

− −

+

− − =

+

24. ( )2 2

1

( )s s a s ω+ + ( ) ( )

[ ]

( ) ( ){ } ( )

2 2

2 2 2

2

2

1 11 cos sin ili

11 cos cos sin , arctan

at

at

a t a t ea a

t eaa

ω ω ω ω

ω ω

ω

θ ω θ θ θω

⎧ ⎫⎪ ⎪⎪ ⎪− + +⎨ ⎬⎪ ⎪+⎪ ⎪⎩ ⎭

− − − =

25. ( )2 2

1

( )s a s β+ −

( )[ ]

2 2

1sinh cosh

ata t t e

aβ β β β

β β

− +−

26. ( )2 2( )

s

s a s β+ −

( )[ ]

2 2

1cosh sinh

ata t t ae

aβ β β

β

− −

27. ( )2 2

1

( )s s a s β+ −

( )[ ]2 2

2 2 2

1 1cosh sinh 1

ata t a t e

aβ β β β

β β

⎧ ⎫⎪ ⎪⎪ ⎪− − −⎨ ⎬⎪ ⎪−⎪ ⎪⎩ ⎭

28. 2 2

0

1

2s sα ω+ + ( )

( )

2 2

0 1 1 0

1

2 2

0 0

1; sin ,

1; sinh ,

t

t

e t

e t

α

α

ω α ω ω ω αω

ω α β β α ωβ

> = −

< = −

29. 2 2

02

s

s sα ω+ + ( )

( )

2 2

0 1 1 1 0

1

2 2

0 0

; cos sin ,

; cosh sinh ,

t

t

e t t

e t t

α

α

α

ω α ω ω ω ω αω

αω α β β β α ω

β

⎡ ⎛ ⎞ ⎤⎟⎜> − = −⎢ ⎥⎟⎜ ⎟⎜⎝ ⎠⎢ ⎥⎣ ⎦⎡ ⎛ ⎞ ⎤⎟⎜< − = −⎢ ⎥⎟⎜ ⎟⎜⎝ ⎠⎢ ⎥⎣ ⎦

30. ( )2 2

0

1

2s s sα ω+ + { } ( )

{ } ( )

2 2

0 1 1 1 0210

2 2

0 02

0

1; 1 cos sin ,

1; 1 cosh sinh ,

t

t

e t t

e t t

α

α

αω α ω ω ω ω α

ωω

αω α β β β α ω

βω

⎛ ⎞ ⎡ ⎛ ⎞ ⎤⎟⎜ ⎟⎜> − − = −⎢ ⎥⎟ ⎟⎜ ⎜ ⎟⎜⎟⎜ ⎝ ⎠⎝ ⎠ ⎢ ⎥⎣ ⎦

⎛ ⎞ ⎡ ⎛ ⎞ ⎤⎟⎜ ⎟⎜< − − = −⎢ ⎥⎟ ⎟⎜ ⎜ ⎟⎜⎟⎜ ⎝ ⎠⎢ ⎥⎝ ⎠ ⎣ ⎦

Uzimanje u obzir početnih uslova u kalemu i kondenzatoru preko ekvivalentnih šema sa nezavisnim strujnim i naponskim generatorima.

a

b

u

i

L

0 ( )LI tδ

b

u

i

L0 ( )I h t

a

0 0

0

0

( )( ) ( )

1 1( ) ( ) ( ) ( )

t

dh t di diu t LI L LI t L

dt dt dt

i t u d I h t u dL L

δ

τ τ τ τ

+∞

−∞

= − + = − +

= = +∫ ∫

0(0 )Li I−

=

a

b

U

I

sL

0LI

0U sLI LI= −

b

U

I

sL 0I

s

0U II

sL s= +

a

a

b

u

i

C

0 ( )U h t

b

u

i

C 0 ( )CU tδ

a

0

0

0

1 1( ) ( ) ( ) ( )

( )( ) ( )

t

u t i d U h t i dC C

du ti t CU t C

dt

τ τ τ τ

δ

+∞

−∞

= = +

= − +

∫ ∫

0(0 )Cu U−

=

a

b

U

I

1

sC

0U

s

0I UU

sC s= +

b

U

I

1

sC0CU

0I sCU CU= −

a

Različiti oblici zapisivanja DuHamel-ovog integrala prvi:

0

( ) (0) ( ) ( ) ( )

t

i t u g t u g t dτ τ τ′= + −∫

drugi:

0

( ) (0) ( ) ( ) ( )

t

i t u g t u t g dτ τ τ′= + −∫

treći:

0

( ) (0) ( ) ( ) ( )

t

i t g u t g t u dτ τ τ′= + −∫

četvrti:

0

( ) (0) ( ) ( ) ( )

t

i t g u t g u t dτ τ τ′= + −∫

peti:

0

( ) ( ) ( )

t

di t u t g d

dtτ τ τ= −∫

šesti:

0

( ) ( ) ( )

t

di t u g t d

dtτ τ τ= −∫

Neki korisni integrali

21 1

sin sin22 4

tdt t t dt C= − +∫

21 1

cos sin22 4

tdt t t dt C= + +∫

1

2 2

1tan

2

dt tC

aa t

= ++

2

1( 1)at at

te dt at e Ca

= − +∫

( )2 2

sin sin cos

at

ate

e bt dt a bt b bt Ca b

= − ++

( )2 2

cos cos sin

at

ate

e bt dt a bt b bt Ca b

= + ++

2

1sin sin cos

tt bt dt bt bt C

bb= − +∫

2

1cos cos sin

tt bt dt bt bt C

bb= + +∫

2

0

sin( ) 0t dt

π ω

ω α+ =∫

2

0

cos( ) 0t dt

π ω

ω α+ =∫

2

0

sin( ) 0; cio brojn t dt n

π ω

ω α+ = −∫

2

0

cos( ) 0; cio brojn t dt n

π ω

ω α+ = −∫

2

0

sin( )cos( ) 0; , cijeli brojevim t n t dt m n

π ω

ω α ω α+ + = −∫

2

2

0

sin ( )t dt

π ω

π

ω α

ω

+ =∫

2

2

0

cos ( )t dt

π ω

π

ω α

ω

+ =∫

2

0

cos( )cos( ) 0; , , cijeli brojevim t n t dt m n m n

π ω

ω α ω β+ + = ≠ −∫

( )2

0

coscos( )cos( ) ; , , cijeli brojevim t n t dt m n m n

π ω

π α βω α ω β

ω

+ + = = −∫