Исследование пассивного четырехполюсника
Расчет передаточной функции цепи по напряжению, коэффициента передачи и коэффициента фазы. Построение графиков зависимостей функций от частоты. Определение входного и выходного характеристических сопротивлений. Графики входного и выходного напряжений.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.08.2020 |
| Размер файла | 793,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА»
Институт информатики, математики и электроники
Факультет электроники и приборостроения
Кафедра электротехники
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе на тему
«Исследование пассивного четырехполюсника»
Самара
Задание
напряжение передаточный цепь фаза
1) Рассчитать передаточную функцию цепи по напряжению, а также коэффициент передачи и коэффициент фазы. Построить графики зависимостей двух последних функций от частоты.
2) Определить входное и выходное характеристические сопротивления, построить графики этих функций.
3) Определить u2(t), если e(t) задано в виде графика, построить графики входного и выходного напряжений.
Рисунок 1 Принципиальная схема пассивного четырехполюсника
Характеристики элементов цепи:
Рисунок 2 Входной сигнал
Параметры сигнала:
Реферат
Пояснительная записка 18 страниц, 12 рисунков, 3 таблицы, 2 источника.
ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИК, ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ, КОЭФИЦИЕНТ ПЕРЕДАЧИ, КОЭФФИЦИЕНТ ФАЗЫ, ВХОДНОЕ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, ВЫХОДНОЕ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, УРАВНЕНИЯ ФУРЬЕ
Объектом исследования является пассивный четырехполюсник, состоящий из трех активных сопротивлений и двух реактивных элементов.
Целью работы является исследование основных параметров четырехполюсника.
Для определения прохождения сигнала через цепь были использованы ряды Фурье.
В результате работы были получены основные параметры четырехполюсника, построены их графики и таблицы значений.
Содержание
- Введение
- 1. Определение передаточной функции по напряжению
- 2. Определение характеристических сопротивлений
- 3. Исследование прохождения сигнала
- Заключение
- Список использованных источников
Введение
Часть электрической цепи или какое-либо электротехническое устройство, имеющие два входных и два выходных зажима (полюса), называют четырехполюсником. Четырехполюсник, в схеме которого не содержатся источники энергии, называется пассивным.
При использовании четырехполюсника необходимо знать все его первичные и вторичные параметры, такие как характеристические сопротивления и передаточная функция. Зная параметры четырехполюсника, можно определить его характер, назначение, выполняемую им функцию.
В данной курсовой работе будут рассмотрены методы нахождения этих параметров и определены сами параметры.
1. Определение передаточной функции по напряжению
Передаточная функция (коэффициент передачи) четырехполюсника определяет реакцию четырехполюсника на внешнее воздействие и определяется как отношение выходной электрической величины к входной, выраженных в комплексной форме [1].
Для удобства произведем замену элементов цепи. Составим формулу для нахождения сопротивления Z1, Z2 четырехполюсника.
Рисунок 3 Цепь после замены элементов
Выразим входное и выходное напряжение.
Для определения передаточной функции воспользуемся формулой:
(1)
По формуле 1 выразим передаточную функцию для данного четырехполюсника.
Выделим из числителя и знаменателя действительную и мнимую части.
Вычислим модуль коэффециента передачи по напряжению.
Вычислим аргумент (угол ц) коэффициента передачи по напряжению (Фазочастотную характеристику).
Построим графики.
Рисунок 4 График АЧХ четырехполюсника
Рисунок 5 График ФЧХ четырехполюсника
Таблица 1
значения функций при разных частотах
|
щ, рад/с |
0 |
0.5 |
1 |
1.5 |
2 |
2.5 |
3 |
3.5 |
4 |
|
|
K(щ) |
1 |
0.098 |
0.186 |
0.257 |
0.312 |
0.354 |
0.384 |
0.407 |
0.424 |
|
|
ц(щ), рад |
0 |
1.357 |
1.18 |
1.024 |
0.891 |
0.782 |
0.692 |
0.618 |
0.556 |
2. Определение характеристических сопротивлений
Определим входное характеристическое сопротивление Z1C по формуле (2):
(2)
Определим выходное характеристическое сопротивление Z2C по формуле (3):
(3)
где A, B, C, D - коэффициенты уравнений формы А для четырехполюсника.
Получим
Получим таблицy значений.
Таблица 2
значения функций при разных частотах
|
-1.333 |
0 |
0 |
1.429 |
0 |
0 |
||
|
-0.028 |
0.101 |
-1.297 |
0.03 |
-0.213 |
1.429 |
||
|
-0.094 |
0.181 |
-1.09 |
0.101 |
-0.382 |
1.312 |
||
|
-0.178 |
0.231 |
-0.914 |
0.191 |
-0.488 |
1.198 |
||
|
-0.262 |
0.256 |
-0.774 |
0.28 |
-0.54 |
1.092 |
||
|
-0.335 |
0.262 |
-0.665 |
0.359 |
-0.554 |
0.996 |
||
|
-0.395 |
0.258 |
-0.579 |
0.423 |
-0.545 |
0.911 |
||
|
-0.442 |
0.248 |
-0.511 |
0.474 |
-0.524 |
0.835 |
||
|
-0.48 |
0.236 |
-0.456 |
0.515 |
-0.498 |
0.769 |
||
|
4. |
-0.51 |
0.223 |
-0.412 |
0.547 |
-0.47 |
0.711 |
|
|
-0.534 |
0.21 |
-0.375 |
0.572 |
-0.443 |
0.659 |
Построим графики зависимости действительной и мнимой частей сопротивления при согласованном напряжении от частоты, а также графики зависимости аргумента сопротивления от частоты.
Рисунок 6 Действительная и мнимая части Z1C
Рисунок 7 Действительная и мнимая части Z2C
Рисунок 8 Аргумент Z1C
Рисунок 9 Аргумент Z2C
3. Исследование прохождения сигнала
Данный сигнал - периодический. Для нахождения функции периодического выходного сигнала следует использовать уравнения Фурье [2].
Зададим функцию сигнала аналитически. Дан пилообразный сигнал, соответственно получим функцию
где
Построим график сигнала
Рисунок 10 График входного сигнала
Рассчитаем коэффициент Фурье для нулевой гармоники, постоянной составляющей.
Получим постоянную составляющую.
Разложим сигнал в показательный ряд Фурье. Для удобства введем экспоненциальную функцию W(n,t), где n - номер гармоники, t - время.
(4)
Коэффициенты ряда Фурье определяются по формуле (5)
(5)
Получим несколько коэффициентов:
Выразим наш сигнал рядом Фурье через 20 гармоник. Большее количество брать не имеет смысла в связи с сложностью вычислений, а также с тем, что каждая последующая гармоника обладает меньшей амплитудой, чем предыдущая, т.е. меньшим влиянием на сигнал.
где
Получим график аргумента спектральной плотности выходного сигнала
Рисунок 11 График аргумента спектральной плотности выходного сигнала
Усиление гармоник:
Сдвиг по фазе:
Рассчитаем для нескольких гармоник.
Выразим наш сигнал, учитывая изменения по амплитуде и по фазе гармоник.
Выведем таблицу значений для одного периода сигнала.
Таблица 3
Результаты расчета для одного периода
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
||
|
-0.004 |
-0.006 |
-0.006 |
-0.006 |
|||
|
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
||
|
-0.002 |
0.002 |
0.006 |
0.012 |
Получим график выходного сигнала.
Рисунок 12 График выходного сигнала
Заключение
В ходе курсовой работы было проведено исследование основных параметров четырехполюсника. Были определены следующие параметры: передаточная функция по напряжению, входное и выходное характеристические сопротивления, а также построены графики АЧХ и ФЧХ.
Прохождение сигнала через четырехполюсник было изучено с помощью уравнений Фурье.
По полученным уравнениям, таблицам значений и графикам можно определить особенности работы данного четырехполюсника.
Список использованных источников
1. Атабеков, Г.И. Основы теории цепей [Текст]: Учебник/Г.И. Атабеков. СПб.: Издательство «Лань», 2006. 432 с.
2. Зевеке, Г. В. Основы теории цепей [Текст]: Г. В. Зевеке, О-75 П. А. Ионкин, А. В. Нетушил, С. В. Страхов. М.: Энергоатомиздат, 1989. -528 с.: ил.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение допустимого напора на одно рабочее колесо насоса; коэффициента быстроходности, входного и выходного диаметра рабочего колеса. Расчет гидравлического, объемного, внутреннего и внешнего механического КПД насоса и мощности, потребляемой им.
контрольная работа [136,5 K], добавлен 21.05.2015Методика расчета усилителей переменного тока. Особенности выбора схемы выходного каскада усилителя. Порядок определения параметров и режимов работы выходного, фазоинверсного и входного каскадов, оценка их полезного действия для максимального сигнала.
курсовая работа [565,4 K], добавлен 12.07.2010Кинематический расчет привода, который состоит из электродвигателя, ременной передачи, редуктора и муфты. Выбор материала, термической обработки, определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба. Подбор подшипников качения выходного вала.
курсовая работа [374,1 K], добавлен 22.01.2014Нахождение среднего арифметического значения выходного напряжения в каждой точке входного сигнала. Построение экспериментальной статической характеристики преобразователя. Расчет погрешности гистерезиса и класса точности измерительного преобразователя.
курсовая работа [861,5 K], добавлен 06.03.2012Расчет ременной, тихоходной и быстроходной передач редуктора, подшипников, шпонок и соединительных муфт. Определение конструктивных размеров корпуса и крышки редуктора. Выбор входного, промежуточного и выходного валов. Смазывание зубчатого зацепления.
курсовая работа [702,1 K], добавлен 15.09.2010Выбор электродвигателя привода. Расчет цилиндрической зубчатой, червячной и клиноременной передач. Конструктивные размеры элементов одноступенчатого редуктора. Определение сил, нагружающих подшипники входного и выходного валов и их расчет на прочность.
дипломная работа [6,3 M], добавлен 08.04.2015Определение требуемого диапазона изменения напряжения на двигателе и передаточной функции разомкнутого электропривода. Расчет эквивалентной мощности электродвигателя, коэффициента передачи, конструктивных постоянных, момента сопротивления элементов.
контрольная работа [495,8 K], добавлен 07.05.2012Выбор материала колес и допускаемых напряжений. Расчет червячной передачи, определение межосевого расстояния и модуля зацепления. Проверка на выносливость выходного вала. Подбор подшипников. Условие прочности шпонок на смятие и срез. Смазка редуктора.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 21.10.2012Определение параметров характерных точек термодинамического цикла теплового двигателя. Анализ взаимного влияния параметров. Расчет коэффициента полезного действия, удельной работы и среднего теоретического давления цикла. Построение графиков зависимостей.
контрольная работа [353,3 K], добавлен 14.03.2016Расчет фазного напряжения, фазного тока и активной мощности цепи. Построение векторных диаграммы напряжений и токов. Определение коэффициента полезного действия трансформатора. Схема двухпериодного выпрямителя. Устройство полупроводникового транзистора.
контрольная работа [919,9 K], добавлен 30.09.2013Определение потребляемой мощности привода, угловой скорости выходного вала, частоты вращения вала колеса промежуточной ступени двухступенчатого редуктора. Коэффициент регулировки натяжения цепи. Механические характеристики материалов зубчатой передачи.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 01.12.2010Выбор материала для изготовления зубчатых колес. Определение допускаемых контактных и изгибных напряжений. Расчет и модуль червячной передачи. Уточненное значение коэффициента диаметра червяка. Расчет и проверка прочности по контактным напряжениям.
курсовая работа [813,3 K], добавлен 14.04.2014Кинематический расчет привода. Определение допускаемых контактных и изгибных напряжений. Расчет закрытой, открытой передачи. Компоновка редуктора. Уточненный расчет параметров выходного вала редуктора. Размеры редуктора, деталей. Допуски и посадки.
курсовая работа [179,4 K], добавлен 12.04.2012Расчет зубчатых и цепных передач, закрытой цилиндрической передачи и предварительных диаметров валов привода. Подбор подшипников для выходного вала редуктора. Расчет выходного вала редуктора на прочность. Проверка прочности шпоночного соединения.
курсовая работа [185,8 K], добавлен 01.03.2009Кинематика и энергетика силовой станции. Расчет передач (цепной, косозубой и прямозубой), валов (входного, промежуточного, выходного), подшипников, элементов корпуса редуктора и шпоночных соединений. Выбор сортов масла для смазывания зубчатых зацеплений.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 15.09.2010Расчет зубчатой передачи на сопротивление контактной и изгибной усталости. Уточнение коэффициента нагрузки. Определение фактической окружной скорости, диаметров отверстий в ступицах шестерни и колеса, угла наклона зуба, допускаемых напряжений изгиба.
контрольная работа [174,9 K], добавлен 22.04.2015Расчет привода с червячным редуктором. Выбор материалов и расчет допускаемых напряжений. Проектный расчет валов, шпоночных соединений и цепной передачи. Подбор подшипников выходного вала. Расчет конструктивных размеров корпуса и крышки редуктора.
курсовая работа [663,2 K], добавлен 20.05.2013Конструкция компрессора ГТД. Расчет надежности лопатки компрессора с учетом внезапных отказов. Графики функций плотностей распределения напряжений. Зависимость вероятности неразрушения лопатки от коэффициента запаса прочности. Расчёт на прочность диска.
курсовая работа [518,8 K], добавлен 15.02.2012Выбор и обоснование структурной схемы усилителя. Количество каскадов и площадь усиления. Расчет выходного, промежуточного и входного каскадов, элементов высокочастотной коррекции и элементов, определяющих характеристику усилителя в области нижних частот.
курсовая работа [431,3 K], добавлен 25.05.2012Анализ технического задания на систему, ее статический расчет. Выбор двигателя и редуктора, усилительного устройства. Определение коэффициента передачи разомкнутой системы, передаточных функций, построение логарифмических характеристик, выбор схемы.
курсовая работа [499,7 K], добавлен 16.11.2009
