Расчет фидерного тракта - Курсовая работа

Более общая задача анализа цепей состоит в изучении переходных процессов, возникающих при переходе от одного режима к другому. Переходные процессы могут быть вызваны включением элементов в цепь, находящуюся под действием источников, или подключением цепи в целом к зажимам источника либо отключением ее отдельных элементов. Нахождение токов и напряжений при переходных процессах является важной задачей, так как эти токи и напряжения могут в определенных случаях существенно превышать их значения в установившемся режиме и приводить к повреждению элементов цепи. Скорость протекания переходных процессов в электромагнитных устройствах и системах обработки информации определяют их быстродействие. Классический метод анализа переходных процессов основан на классическом методе решения обыкновенных дифференциальных уравнений.Переходной характеристикой линейной цепи, не содержащей независимых источников энергии, называется отношение реакции этой цепи на воздействие неединичного скачка или напряжения к высоте этого скачка при нулевых начальных условиях Функцию Хевисайда удобно использовать для аналитического представления различных воздействий на цепь, значения которых скачкообразно изменяются в момент коммутации. Таким образом, переходная характеристика данного четырехполюсника определится как Аналогично, как и при расчете классическим методом, разделим конечный ответ на 260, переходная характеристика заданного четырехполюсника имеет вид Импульсной характеристикой линейной цепи, не содержащей независимых источников энергии, называется отношение реакции этой цепи на воздействие бесконечно большой высоты и конечной площади этого импульса Таким образом, импульсная характеристика данного четырехполюсника определится как Аналогично, как и при расчете переходной характеристике, разделим конечный ответ на 260, импульсная характеристика заданного четырехполюсника имеет видКлассический метод анализа переходных процессов применяют в основном тогда, когда исследуемая цепь имеет невысокий порядок сложности, а внешние воздействия на нее после коммутации является гармонической функцией времени либо постоянно.

Целью данной курсовой работы является расчет характеристических параметров четырехполюсника, коэффициента передачи и переходных процессов.

Четырехполюсник - электрическая цепь, осуществляющая передачу сигналов от одного объекта к другому, имеет две пары зажимов, с помощью которых она соединяется с внешними объектами.

Более общая задача анализа цепей состоит в изучении переходных процессов, возникающих при переходе от одного режима к другому. Переходные процессы могут быть вызваны включением элементов в цепь, находящуюся под действием источников, или подключением цепи в целом к зажимам источника либо отключением ее отдельных элементов. Такие изменения структуры цепи называют коммутацией.

Нахождение токов и напряжений при переходных процессах является важной задачей, так как эти токи и напряжения могут в определенных случаях существенно превышать их значения в установившемся режиме и приводить к повреждению элементов цепи. Скорость протекания переходных процессов в электромагнитных устройствах и системах обработки информации определяют их быстродействие.

Для анализа переходных процессов обычно применяют два метода: классический и операторный. Классический метод анализа переходных процессов основан на классическом методе решения обыкновенных дифференциальных уравнений. Операторный метод относится к символическим методам, в которых операции над функциями времени заменяются их символами (изображениями).

1. Расчет комплексного коэффициента передачи по напряжению

Комплексные частотные характеристики цепи делятся на входные и передаточные. Передаточная функция представляет собой отклик цепи на синусоидальное воздействие с частотой ? и единичной амплитудой. Но физический смысл этой функции варьируется в зависимости от физического смысла воздействия x(t) и отклика y(t) (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Четырехполюсник

Если и воздействие, и отклик являются напряжениями, то передаточная функция называется коэффициентом передачи напряжения.

Рисунок 2.2 - Рассчитываемая цепь

Комплексная схема замещения этой цепи приведена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Комплексная схема замещения цепи

Входными зажимами будем считать зажимы 1-1’, а выходными зажимы 2-2’. Коэффициент передачи по напряжению в режиме холостого хода

(2.1)

Выражаю из (2.1) по закону Ома через значения сопротивлений, , , , и получаю выражения для АЧХ и ФЧХ рассматриваемой цепи

(2.2)

В результате аналитические выражения для АЧХ и ФЧХ представляют собой, соответственно (2.3)

(2.4)

Подставив в (2.3), (2.4) значения R1, R2, R3, C1, С2 получаю

АЧХ: ;

ФЧХ: переходный напряжение импульсный четырехполюсник

Подставляя в получившиеся аналитические выражения АЧХ и ФЧХ ряд значений частот, с обязательным включением ?=0 и ?=?, и на основе этого составляю таблицу 2.1. Графики АЧХ и ФЧХ представлены в приложении А (рисунки 1, 2).

Таблица 2.1 ?, К(?)?(?)

0 >0 >90

10 8*10-5 88,9

40 3,196*10-4 85,8

100 7,931*10-4 79,4

200 1,546*10-3 69

400 2,809*10-3 49,4

600 3,658*10-3 32

800 4,121*10-3 17,2

103 4,299*10-3 4,8

2*103 3,63*10-3 -32,7

6*103 1,525*10-3 -70

8*103 1,161*10-3 -74

? 0 -90

Классический метод анализа переходных процессов применяют в основном тогда, когда исследуемая цепь имеет невысокий порядок сложности, а внешние воздействия на нее после коммутации является гармонической функцией времени либо постоянно. Если внешнее воздействие на цепь после коммутации имеет более сложный характер, то определение принужденной составляющей реакции цепи существенно затруднено, а при повышении порядка цепи усложняется определение постоянных интегрирования. Значительно большие возможности представляет операторный метод анализа переходных процессов, основанный на применении преобразования Лапласа.

1. В.П. Попов. Основы теории цепей. - М.: Высш. шк., 1985.

2. М.Р. Шебес, М.В. Каблукова. Задачник по теории электрических цепей. - М.: Высш. шк., 1990.

3. А.Б. Новгородцев. «Теоретические основы электротехники»; 2-е издание. - СПБ.: Питер, 2006.