Расчет линейной электрической цепи при гармоническом воздействии - Курсовая работа

Цель курсовой работы состоит в практическом освоении методов расчета простых и сложных электрических цепей при воздействии на них гармонических колебаний.В курсовой работе требуется определить токи и напряжения в ветвях простой и сложной электрических цепей при наличии в них источников гармонического напряжения, а также АЧХ и ФХЧ четырехполюсника. 1.1 Каждому студенту в соответствии с порядковым номером по журналу выбрать вариант схемы по рисунку 1.1. Для студентов заочного обучения можно использовать вместо номера по журналу две последние цифры в номере зачетной книжки. 1.1, исключить (замкнуть) все источники кроме и рассчитать, используя простые преобразования цепей, ток в цепи источника . По результатам расчета построить векторную диаграмму для цепи, в которой все элементы цепи, кроме резистора R, подключенного к источнику , объединены в эквивалентное сопротивление , как показано на рисунке 1.2.Для выбора схемы необходимо представить последнюю цифру в номере зачетной книжки в двоичной форме. Установим переключатели К1?К5 в положения, соответствующие номеру 4 в двоичной записи (Таблица 1). Зарисуем получившуюся схему без переключателей и отсоединенных элементов. Определим величины элементов схемы (Рисунок 2.1) по формулам из п. Эквивалентное сопротивление экв определим, используя формулы для последовательного и параллельного соединения нескольких элементов (Рисунок 3.3 ? Рисунок 3.6)Для определения токов и напряжений на всех элементах цепи при известных значениях R, C и E необходимо составить систему уравнений по методу контурных токов. Вначале составляется граф данной электрической цепи, по которому выбираются независимые контуры и задаются контурные токи. Преобразуем элементы электрической схемы, воспользовавшись формулами для последовательного и параллельного соединения нескольких элементов. С учетом особенностей составления уравнений, присущих методу контурных токов, получим систему, состоящую из трех независимых уравнений, т.е. Токи в контурах (контурные токи) определяются по формулам КрамераУравнения можно записать в виде произведения матриц или в сокращенном варианте как где - вектор-столбец токов, - вектор-столбец напряжений. Если - квадратная неособенная матрица, то существует такая обратная матрица , что Умножив уравнение слева и справа на обратную матрицу , получим Принимая во внимание уравнение (6.4), получим где - обращенная матрица комплексных сопротивлений схемы, состоящая из коэффициентовВ соответствии с определением комплексный коэффициент передачи схемы (Рисунок 7.1) определяется ток напряжение электрический цепь Напряжение определим, используя метод контурных токов. Выразим из первого уравнения ток и подставим его во второе уравнение, из второго уравнения выразим ток и подставим его в третье уравнение, из которого найдем ток . Для построения фазо-частотной характеристики (ФЧХ) определим аргумент комплексного коэффициента передачи Для вычисления коэффициента прямоугольности воспользуемся формулой где - полоса частот по уровню сигнала , - полоса частот по уровню сигнала .

Содержание

Введение

1. Техническое задание на курсовую работу со схемами

2. Выбор варианта схемы

3. Расчет простой электрической цепи (Mathcad, EWB-5.12)

4. Составление системы уравнений для расчета токов и напряжений

5. Расчет токов и напряжений в сложной электрической цепи методом Крамера (Mathcad, EWB-5.12)

6. Расчет токов и напряжений в сложной электрической цепи методом обращения матрицы

7. Определение выражения для комплексного коэффициента передачи

8. Построение графиков АЧХ и ФЧХ с определением их характеристик (Mathcad, EWB-5.12)

Заключение

Литература

Приложения

Цель курсовой работы состоит в практическом освоении методов расчета простых и сложных электрических цепей при воздействии на них гармонических колебаний.

Рассчитываемые электрические цепи представляют собой модели реальных электрических цепей, используемых в различных радиотехнических устройствах.

Численные расчеты проводятся на ЭВМ с использованием современных вычислительных и моделирующих программных продуктов и языков программирования высокого уровня.

В процессе выполнения курсовой работы мы освоили методы расчета схем с использованием вычислительной техники, компьютерного схемотехнического моделирования и экспериментальных исследований электрических цепей

На основе полученных знаний в процессе выполнения курсовой работы мы освоили следующие темы дисциплины "Общая электротехника и электроника": переходные процессы, цепи гармонического тока; частотно-избирательные цепи; методы расчетов электрических цепей; электрические фильтры. Все это обеспечивает студентов необходимой подготовкой для предстоящих инженерных исследований.

1. Матвеев Б. В. Общая электротехника и электроника: учеб. пособие/Б. В. Матвеев. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2009. Ч. 1. 164 с.

2. Прянишников В. А., Петров Е. А., Осипов Ю. М. Электроника и ТОЭ в примерах и задачах: Практическое пособие. - СПБ.: КОРОНА-Век, 2008. - 336 с.

3. Касаткин А.С. Курс электротехники: Учеб для вузов/ А.С. Касаткин, М.В. Немцов. - 8-е изд., стер. - М.: Высш. шк., 2005. - 542 с.: ил.

4. Афанасьева Н.А., Булат Л.П. Электротехника и электроника: Учеб. пособие. - СПБ: СПБГУНИПТ, 2010 - 181 с.