Расчет токов и напряжений в элементах цепи
Составление схемы исследуемой цепи 2.2 Расчет токов и напряжений в элементах цепи 2.3 Проверка результатов с помощью законов Кирхгофа 2. 4 Построение полной векторной диаграммы цепи 2.5 Расчет частотных характеристик цепи Библиографический список
1. Задание к курсовой работе и указания по выполнению
1. Составить схему исследуемой цепи Для этого на вход заданной цепи (вариант схемы цепи определяется преподавателем), как показано на рис. 1.1, подключить реальный источник гармонического напряжения с э.д.с. e(t) = Emcos (ωt), амплитуда, частота ω и внутреннее сопротивление Re которого также определяются в соответствии с вариантом.
Рис. 1.1. Подключение источника напряжения к исследуемой цепи
Изобразить полученную схему цепи, проставить нумерацию элементов в соответствии с требованиями ГОСТ по оформлению чертежей и обозначить токи и напряжения на всех элементах, задав их положительные направления. 2. Рассчитать токи и напряжения в элементах цепи Путем проведения аналитических расчетов необходимо определить амплитуды и начальные фазы токов и напряжений на всех элементах цепи при отсутствии нагрузки, в отчете привести описание расчетов, результаты представить в виде таблицы, аналогичной табл. 1.1.
Таблица 1.1 Результаты расчетов
Так как в исследуемой цепи присутствуют реактивные элементы, то протекающие в цепи процессы могут быть описаны в комплексном виде. Поэтому при проведении аналитических расчетов необходимо использовать метод комплексных амплитуд.
В этом и последующих пунктах численные расчеты могут проводиться с применением вычислительной техники. В случае использования специальных программ (кроме «Калькулятора» ОС Windows) в отчете необходимо указать наименование использованной программы и описать подробный порядок действий с ней. 3. Проверить результаты расчетов По результатам расчетов токов и напряжений провести проверку выполнения первого и второго законов Кирхгофа для узлов и контуров цепи. 4. Нарисовать полную векторную диаграмму цепи Построить полную векторную диаграмму токов, напряжений и цепи источника. Все векторы, изображенные на рисунке должны быть подписаны. Допускается векторы, относящиеся к токам и напряжениям, изображать разными цветами или изобразить на двух разных диаграммах. 5. Рассчитать частотные характеристики цепи Для выполнения расчета необходимо: – определить комплексный коэффициент передачи по напряжению исследуемой цепи
где – рассчитать амплитудно-частотную (АЧХ) и фазочастотную (ФЧХ) характеристики; – построить графики АЧХ и ФЧХ.
2. курсовая работа
Рассмотрим пример выполнения задания курсовой работы для схемы, приведенной на рис. 3.1 со следующими исходными данными: Em = 10 В, Re = 104 Ом, R1 = R2 = R3 = R = 2·103 Ом, C1 = C2 =1 нФ, ω = 105 рад/с.
Рис. 2.1 Схема исследуемой цепи Составление схемы исследуемой цепи В соответствии с п. 1 задания к курсовой работе ко входу схемы необходимо подключить источник э.д.с. с внутренним сопротивлением (т.е. дорисовать слева к имеющейся схеме условно-графическое обозначение источника э.д.с. и сопротивления), произвести нумерацию элементов (слева направо, сверху вниз) и расставить токи. Выбор направлений протекания токов во всех ветвях определяется в зависимости от направления э.д.с. После указанных действий исходная схема преобразуется к виду, приведенному на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Преобразованная схема исследуемой цепи Расчет токов и напряжений в элементах цепи Расчет в данной схеме целесообразно начать с простого соединения двух элементов R3 и C2. Комплексное сопротивление этого участка цепи как любого параллельного соединения (см. формулу (2.19)) равно
где комплексное сопротивление
Поэтому, подставляя эти значения в (3.1), получаем, что комплексное сопротивление параллельного участка цепи R3 C2 равно
В дальнейшем, при нахождении токов и напряжений элементов цепи, необходимо будет применять закон Ома в комплексной форме, а следовательно, придется делить и умножать комплексные величины. Это удобнее делать если числа будут представлены в показательной форме. Для перевода числа в показательную форму необходимо найти его модуль и аргумент. Модуль полученного в (3.3) комплексного числа равен
А аргумент
Поэтому комплексное сопротивление участка R3C2 можно записать, как Участок цепи R2R3C2 представляет собой последовательное соединение сопротивления R2 параллельного соединения элементов R3C2. Поэтому комплексное сопротивление всего участка R2R3C2 равно
Комплексное сопротивление
Точно также, как и в предыдущем случае, полученный результат целесообразно сразу преобразовать в экспоненциальную форму. Для этого необходимо найти модуль и аргумент. Модуль полученного в (3.7) комплексного числа равен
А аргумент
Поэтому комплексное сопротивление участка цепи можно записать, как
Комплексное сопротивление Следовательно, комплексное сопротивление рассматриваемого участка R1R2R3C2 можно рассчитать по формуле
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|