Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Н-СКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт кибернетики

Кафедра «Электроэнергетика»

КУРСОВАЯ РАБОТА

НА ТЕМУ: ПОЛОСОВЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ ТИПА К

Реферат

Электрический фильтр, полосно-пропускающий фильтр, полоса прозрачности, полоса затухания, входное сопротивление, сопротивление нагрузки, коэффициент фазы тока и напряжения

Данная курсовая работа предназначена для закрепления, систематизации и расширения знаний, полученных в ходе изучения темы «Фильтры» по дисциплине Теоретические основы электротехники. Курсовая работа представляет собой решение конкретных инженерных задач, в ходе выполнения которых производится анализ и расчет фильтров. В данной работе рассмотрим фильтры типа k, а именно полосно-пропускающие. Работа выполнялась с помощью программы Mathematica 9.0.0. В заключение делается вывод о проделанной работе.

В тексте использованы следующие сокращения:

ПП - полосно-пропускающие

ФНЧ - фильтры нижних частот

ФВЧ - фильтры верхних частот

ПФ - полосовые фильтры

ЗФ - пропускающие фильтры

АЧХ - амплитудно-частотные характеристики

ПУЭ - правила устройства электроустановок

КЗТ - коэффициент затухания тока

КЗН - коэффициент затухания напряжения

Содержание

Введение

1. Общие сведения об электрических фильтрах

1.1 Принцип действия и назначение фильтров

1.2 Основные требования к фильтрам

1.3 Применение фильтров

1.4 Классификация фильтров

2. Расчет параметров схемы электрического фильтра

2.1 Схемы электрического фильтра

2.2 Частотная зависимость характеристического и входного сопротивлений фильтра

2.3 Частотная зависимость коэффициента затухания тока и напряжения фильтра

2.4 Частотная зависимость коэффициента фазы тока и напряжения фильтра

Заключение

Список литературы

Введение

В цепях радиотехнических устройств обычно одновременно протекают токи самых различных частот: от очень высоких радиочастот до низких (звуковых частот и даже до тока нулевой частоты, т.е. постоянного тока). Обычно токи некоторых из этих частот должны воздействовать на последующие элементы схемы, воздействие же токов других частот является вредным, так как нарушает нормальную работу аппаратуры. Поэтому возникает необходимость в отделении токов одних частот от токов других частот. Эта задача решается с помощью специальных устройств, называемых электрическими фильтрами.

Общее направление работы заключается в том , чтобы найти общие сведения об электрических фильтрах, пояснение основных принципов их работы, классификация фильтров с уклоном на фильтры типа k, частотные характеристики фильтров, общие методы оценки качества фильтров.

Частотные фильтры электрических сигналов предназначены для повышения помехоустойчивости различных электронных устройств и систем, в том числе и систем управления на их основе. Они широко применяются в автоматике, радиотехнике, измерительной технике, технике связи, электронной вычислительной технике и т.д.

Идеальные фильтры не ослабляют сигнал в полосе пропускания и полностью исключают прохождение сигнала в полосе задержания, обладая бесконечно большой крутизной амплитудно-частотной характеристики на частоте среза.

Использование фильтров позволяет устранить помехи и выполнить качественную обработку данных профилирования. Чаще всего для этих целей применяют полосовые фильтры, анализу которых и посвящена данная работа.

Целью данной курсовой работы является изучение основных сведений об электрических фильтрах, их назначения, применения и классификации; исследование работы фильтра на различные нагрузки. Цель реализуется через решение следующих задач:.

1. Рассчитать параметры схемы замещения фильтра

2. Построить частотную зависимость характеристического сопротивления Zc фильтра

3. Построить частотную зависимость входного сопротивления фильтра при трёх фиксированных значениях сопротивлений нагрузки: 0.5R_n. R_n, 2R_n .

4. Построить частотные зависимости коэффициента затухания тока и напряжения фильтра, работающего

1) на согласованную нагрузку;

2) на нагрузку фиксированными значениями сопротивлений: 0,5R_n R_n, 2R_n .

5. Построить частотные зависимости коэффициента фазы тока и напряжения фильтра, работающего

1) на согласованную нагрузку;

2) на нагрузку фиксированными значениями сопротивлений: 0,5R_n R_n, 2R_n.

1. Общие сведения об электрических фильтрах

1.1 Принцип действия и назначение фильтров

Под электрическими фильтрами понимают четырехполюсники, включаемые между источником питания и приемником (нагрузкой), назначение которых состоит в том, чтобы беспрепятственно -- без затухания -- пропускать к приемнику токи одних частот и задерживать, или пропускать, но с большим затуханием, токи других частот.

Диапазон частот, пропускаемых фильтром без затухания, называют полосой прозрачности; диапазон частот, пропускаемых с затуханием,-- полосой затухания.

Полоса пропускания - это непрерывный диапазон частот, для которого отношение амплитуды выходного сигнала ко входному превышает некоторый заранее заданный предел, обычно 0,5. То есть полоса пропускания определяет диапазон частот синусоидального сигнала, при которых этот сигнал передается по линии связи без значительных искажений. Знание полосы пропускания позволяет получить с некоторой степенью приближения тот же результат, что и знание амплитудно-частотной характеристики. Ширина полосы пропускания в наибольшей степени влияет на максимально возможную скорость передачи информации по линии связи.

Затухание определяется как относительное уменьшение амплитуды или мощности сигнала при передаче по линии сигнала определенной частоты. Таким образом, затухание представляет собой одну точку из амплитудно-частотной характеристики линии. Часто при эксплуатации линии заранее известна основная частота передаваемого сигнала, то есть та частота, гармоника которой имеет наибольшую амплитуду и мощность. Поэтому достаточно знать затухание на этой частоте, чтобы приблизительно оценить искажения передаваемых по линии сигналов. Более точные оценки возможны при знании затухания на нескольких частотах, соответствующих нескольким основным гармоникам передаваемого сигнала. Фильтрующие свойства Э. ф. количественно определяются относительной величиной вносимого им затухания в составляющие спектра электрических колебаний: чем больше различие затуханий в полосе задерживания и полосе пропускания, тем сильнее выражены его фильтрующие свойства.

Электрические фильтры собирают обычно из индуктивных катушек и конденсаторов. Исключение составляют RC-фильтры.

При высоких частотах индуктивные сопротивления щL индуктивных катушек во мною раз больше их активных сопротивлений. Поэтому будем полагать, что активные сопротивления индуктивных катушек и активная проводимость конденсаторов равны нулю, т. е. фильтры составлены только из идеальных реактивных элементов.

Сопротивление нагрузки Z_н присоединяемое на выходе фильтра, должно быть согласовано с характеристическим сопротивлением фильтра Z_c. В k-фильтрах Z_c существенно изменяется в зависимости от частоты w, находящейся в полосе прозрачности. Это обстоятельство вызывает потребность изменять сопротивление нагрузки в функции от частоты (особенно при приближении к границе полосы прозрачности), что нежелательно. В m-фильтрах при определеленных значениях коэффициента m, сопротивление Zc мало изменяется от частоты (в пределах полосы прозрачности) и потому нагрузка практически может быть одна и та же по величине для различных значений w, находящихся в этих пределах.[3]

Конструкция электрических фильтров, технология их изготовления, а также принцип действия определяются прежде всего рабочим диапазоном частот и требуемым видом частотной характеристики. Качество фильтра тем выше, чем более резко выражены его фильтрующие свойства, т. е, чем более резко возрастает затухание в полосе затухания. Фильтрующие свойства четырехполюсников физически обусловлены возникновением в них резонансных режимов--резонансов токов или резонансов напряжений.

1.2 Основные требования к фильтрам

Основные требования к фильтрам таковы:

· в полосе пропускания фильтр не должен потреблять активную мощность;

· схемы фильтров не должны содержать активных сопротивлений;

· фильтр должен содержать только элементы реактивного характера (L или C - элементы);

· в полосе заграждения (затухания) выходные сигналы должны быть равны нулю, то есть коэффициент затухания должен стремиться к бесконечности;

· в полосе пропускания коэффициент затухания должен быть равен нулю.

· Так как фильтр попускает через себя большой диапазон частот, то для достижения эффективной передачи сигнала необходимо иметь согласованный режим во всем диапазоне частот, а значит, повторное сопротивление фильтра не должно быть реактивным.

1.3 Применение фильтров

В том и другом случаях применяются токи довольно высоких частот.

Электрические фильтры устанавливают к котельным агрегатам средней и большой паропроизводительности. Работа электрофильтров основана на том, что в проходящих через них запыленных газах частицы золы заряжаются от стержневых излучающих электродов положительными электрическими зарядами, вследствие чего эти частицы притягиваются к осадительным пластинчатым электродам, заряженным отрицательными зарядами.

Электрические фильтры могут работать при напряженных, но стабильных параметрах потока запыленного газа и пыли. Однако условия работы асфальтосмесительных установок таковы, что подача и температура газов от сушильных барабанов могут в течение рабочего цикла часто изменяться. Изменяется также содержание паров воды в газах и материал частиц пыли. Эти факторы, вызывающие необходимость проведения частых регулировочных работ, а также наличие в газах сернистых соединений пока препятствуют широкому внедрению электрофильтров. Электрические фильтры являются, вероятно, наиболее удовлетворительными из всех пылеуловителей. Главные их недостатки - большая цена и, во многих случаях, высокая стоимость обслуживания. Кроме того, при использовании этих фильтров должна обеспечиваться безопасность работы со взрывоопасными пылями. [5]

Электрические фильтры могут применяться для сглаживания пульсаций напряжения выпрямителей, демодуляторов, которые преобразуют модулированные по амплитуде колебания высокой частоты в относительно медленные изменения напряжения сигнала, и в других подобных устройствах. Применяются в электроразведке и сейсмологии.

Электрические фильтры используются в системах многоканальной связи, радиоустройствах, устройствах автоматики, телемеханики, радиоизмерительной техники и так далее, везде, где передаются электрические сигналы при наличии помех и шумов отличающихся по частотному составу от полезных сигналов. Их относят к помехоподавляющим электрическим фильтрам. Помехоподавляющие фильтры в последнее время получают все более широкое применение. Они являются важными элементами современных компьютерных систем, входят составной частью в аппаратуру связи и телекоммуникации.

Значительное распространение получили ферритовые фильтры подавления помех. В радиоэлектронной аппаратуре все чаще используют ферритовые чип-фильтры, малогабаритные ферритовые фильтры с выводами для монтажа на платы, ферритына круглый и плоский кабель.

Электрические фильтры применяются также в выпрямителях тока для сглаживания пульсаций выпрямленного тока. Такие фильтры относят к сглаживающим.

1.4 Классификация фильтров

Электрические фильтры могут быть классифицированы по различным признакам: пропускаемым частотам, схемам соединения элементов, типам элементов, характеристикам.

По виду амплитудно-частотной характеристики фильтры подразделяются следующим образом (табл.1.1).

Таблица 1.1. Классификация фильтров по диапазону пропускаемых частот

Название фильтра	Диапазон пропускаемых частот
Низкочастотный фильтр (фильтр нижних частот)
Высокочастотный фильтр (фильтр верхних частот)
Полосовой фильтр (полосно-пропускающий фильтр)
Режекторный фильтр (полосно-задерживающий фильтр)	и , где

Рассмотрим схему простейшего низкочастотного фильтра, представленную на рис. 1,а.

Рис. 1.1. Принципиальная схема простейшего низкочастотного фильтра: а) Т-типа; б) П-типа

Пределы изменения, границы полосы пропускания определяются неравенством , которому удовлетворяют частоты, лежащие в диапазоне

(1.1)

Рис. 1.2. Характеристическое сопротивление низкочастотного фильтра Z_c на графике б(щ) и в(щ).

Для характеристического сопротивления фильтра имеем

(1.2)

Анализ соотношения (1.2) показывает, что с ростом частоты щ характеристическое сопротивление фильтра уменьшается до нуля, оставаясь активным. Поскольку, при нагрузке фильтра сопротивлением, равным характеристическому, его входное сопротивление также будет равно Z_c, то, вследствие вещественности Z_c, можно сделать заключение, что фильтр работает в режиме резонанса, что было отмечено ранее. При частотах, больших , как это следует из (1.2), характеристическое сопротивление приобретает индуктивный характер.

Следует отметить, что вне полосы пропускания в=р. Действительно, поскольку коэффициент А - вещественный, то всегда должно удовлетворяться равенство

(1.3).

Так как вне полосы прозрачности б?0, то соотношение (1.3) может выполняться только при

В полосе задерживания коэффициент затухания бопределяется при в=р. Существенным при этом является факт постепенного нарастания б, т.е. в полосе затухания фильтр не является идеальным. Аналогичный вывод о не идеальности реального фильтра можно сделать и для полосы прозрачности, поскольку обеспечить практически согласованный режим работы фильтра во всей полосе прозрачности невозможно, а следовательно, в полосе пропускания коэффициент затухания б будет отличен от нуля.[2]

Схема простейшего высокочастотного фильтра приведена на рис. 1.3.

Рис.1.3. Принципиальная схема простейшего высокочастотного фильтра: а) Т-типа; б) П-типа

Для данного фильтра коэффициенты четырехполюсника определяются выражениями

 (1.4)

(1.5)

(1.6)

Как и для рассмотренного выше случая, А - вещественная переменная. Поэтому на основании (1.4)

Данному неравенству удовлетворяет диапазон изменения частот

(1.7)

Рис. 1.4. Характеристическое сопротивление высокочастотного фильтра Z_c на графике б(щ) и в(щ).

 (1.8)

изменяясь в пределах от нуля до с ростом частоты, остается вещественным. Это соответствует, как уже отмечалось, работе фильтра, нагруженного характеристическим сопротивлением, в резонансном режиме. Поскольку такое согласование фильтра с нагрузкой во всей полосе пропускания практически невозможно, реально фильтр работает сб=0в ограниченном диапазоне частот. Вне области пропускания частот бопределяется из уравнения

(1.9)

При в= -р. Плавное изменение коэффициента затухания в соответствии с (1.9) показывает, что в полосе задерживания фильтр не является идеальным.[5]

Полосовой фильтрформально получается путем последовательного соединения низкочастотного фильтра с полосой пропускания и высокочастотного с полосой пропускания, причем .

У режекторного фильтра полоса прозрачности разделена на две части полосой затухания. Схема простейшего режекторного фильтра и качественные зависимости б(щ) и в(щ) для него приведены на рис.1.6.

В зависимости от схемы различают фильтры из Г-образных ( рис. 1.7, а), Т-образных (рис. 1.7, б) и П-образных звеньев (рис. 1.7, в).

По числу звеньев различают фильтры однозвенные (простейшие) и многозвенные. Звенья содержат последовательные и параллельные ветви.



Рис.1.5.а) Принципиальная схема простейшего полосового фильтра; б) качественные зависимости б(щ) и в(щ) для простейшего полосового фильтра.

Рис. 1.6. а) Принципиальная схема простейшего режекторного фильтра; б) качественные зависимости б(щ) и в(щ) для простейшего режекторного фильтра.

а) б) в)

Рис.1.7. Принципиальная схема фильтра, состоящего из а)Г-образных звеньев; б)Т-образных звеньев ; в)П-образных звеньев.

Простейшим является Г-образное звено, которое содержит два сопротивления. Особенностью такого звена является невозможность сделать равными (симметричными) сопротивления фильтров со стороны входных (1-1) и выходных (2-2) клемм. Чаще применяют симметричные Т- и П-образные звенья. Они создаются последовательным соединением двух Г-образных звеньев. УТ-образного звена, как правило, Z₁=Z₃; у П-образного -Z₃=Z₂.

В простейших реактивных фильтрах сопротивления Z₁ и Z₂ Г-образного звена подбираются так, чтобы произведение их на любой частоте было бы постоянным. Этого можно добиться, если ветви фильтра содержат реактивности разных знаков, т.е. одна ветвь содержит индуктивность, другая - емкость. Тогда

(1.10)

Такие фильтры называются фильтрами типа "k".По схеме k-фильтра без проведения подробного математического анализа можно судить о том, к какому из перечисленных типов может быть отнесен тот или иной фильтр. Заключение основывается на характере продольного сопротивления фильтра.

Характер продольного сопротивления k-фильтра. как правило, прямо противоположен характеру поперечного сопротивления. Если продольное сопротивление индуктивное, то поперечное емкостное. Если продольное образовано последовательно соединенными L и С, то поперечное--параллельно соединенными L и С, и т.д.[1]

Если продольное сопротивление состоит только из индуктивностей, то фильтр относится к категории НЧ; если продольное сопротивление чисто емкостное, то фильтр--ВЧ.

Если продольное сопротивление состоит из последовательно соединенных L и С, то фильтр полосового типа. Если продольное сопротивление состоит из параллельно соединенных L и С, то фильтр заграждающего типа. Более сложные типы фильтров, включающие в ветви последовательные или параллельные контура, называются фильтрами типа "m".[4]

В случаях, когда частота среза не превышает нескольких килогерц, находят широкое применение RC-фильтры.

Различают пассивные и активные RC-фильтры. В активных RC-фильтрах используют усилитель с большим коэффициентом усиления (чаще операционный усилитель в микросхемном исполнении), который охвачен частотно-зависимой (RC-цепь) отрицательной обратной связью. Наличие усилителя позволяет использовать многозвенные фильтры в цепи обратной связи без сильного ослабления сигнала в полосе пропускания.

Пассивный фильтр - электронный фильтр, состоящий только из пассивных компонентов. Пассивные фильтры не требуют никакого источника энергии для своего функционирования. В отличие о тактивных фильтров в пассивных фильтрах не происходит усиления сигнала помощности. Практически всегда пассивные фильтры являются линейными. Пассивные фильтры реализуются на основе пассивных элементов - резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности. Такие фильтры просты в реализации, реализуются в широком диапазоне частот (от инфразвуковых частот, до ультракоротковолнового диапазона радиочастот), обладают большим динамическим диапазоном. Но при реализации пассивных фильтров следует учитывать, что на их элементах рассеивается энергия сигнала. Поэтому необходимо учитывать ослабление полезного сигнала в полосе пропускания пассивного фильтра, которая увеличивается при увеличении числа звеньев фильтра. При этом ослабление полезного сигнала в полосе пропускания больше у фильтров реализованных на резисторах и конденсаторах, чем у фильтров, реализованных на катушках индуктивности и конденсатора. Поэтому многозвенные пассивные фильтры реализуют в основном на катушках индуктивности и конденсаторах.[2]

В заключение необходимо отметить, что для улучшения характеристик фильтров всех типов их целесообразно выполнять в виде цепной схемы, представляющей собой каскадно включенные четырехполюсники. При обеспечении согласованного режима работы всех n звеньев схемы коэффициент затухания бц такого фильтра возрастает в соответствии с выражением , что приближает фильтр к идеальному.

2. Расчет параметров схемы электрического фильтра

2.1 Схемы электрического фильтра

Схема полосно-пропускающий фильтра представлена на рис.2.1. Фильтр подключен на нагрузку R_n=118 Ом.

Рис.2.1. Схема замещения полосно-пропускающего фильтра Т-структуры.

Преобразуем схему (рис.1.4) и найдем эквивалентные сопротивления цепи (рис.1.5)

Рис.2.2.Эквивалентная схема полосно-пропускающего фильтра

2.2 Частотная зависимость характеристического и входного сопротивлений фильтра

Сопротивление нагрузки Z_Н, присоединяемой на выходе фильтра, должно быть согласовано с характеристическим сопротивлением фильтра Z_С (Z_Н = Z_C). Входное сопротивление k-фильтра при этом так же равно Z_С.

(2.1)

Подставим в уравнение (2.2) значение линейного и поперечного сопротивлений:

Выражаем Z_c

Z_c (2.5)

Подставляя в полученное уравнение (2.5) свои значения частот щ₁ = 1350 и щ₂ = 1580 и , а также , решаем полученную систему уравнений в программе Mathematica 9.0.0.

Воспользуемся положительными решениями, т.к. параметры реальных элементов не могут принимать отрицательные значения.

По значениям п. 2.2 построим частотную характеристику характеристического сопротивления и фиксированных значений сопротивления:

Анализ графиков:

При нагрузке выше номинальной полоса пропускания сужается, а при нагрузке ниже номинальной появляются искажения, что следует из графиков. Данное явление связано с фиксированными входными значениями тока и напряжения и изменяющимися выходными. График работы в номинальном режиме наиболее приближен к идеальным показаниям.

Рис.2.3 Частотная зависимость входного сопротивления Zv при различных значениях нагрузки.

Как следует из теории фильтров типа k, с изменением частоты щ изменяется сопротивление Z_c, что для реальных устройств невозможно, т.к. принимаются фиксированные значения нагрузки.

Изменение величины выходящего тока по сравнению с входящим током характеризуется коэффициентом затухания. Для определения влияния коэффициента затухания на частотные характеристики перейдем к построению частотной зависимости коэффициента затухания тока и напряжения фильтра.

2.3 Частотная зависимость коэффициента затухания тока и напряжения фильтра

Коэффициент затухания - физическая величина, характеризует степень уменьшения выходного сигнала по сравнению с входным.

Для расчета коэффициентов затухания необходимо вычислить значения токов и напряжений. Для их расчета нам нужно определить параметры работы схемы (рис.2.2). Для этого воспользуемся законами Кирхгофа:

(2.6)

(2.7)

(2.8)

Решив систему уравнений получим следующие уравнения токов:

(2.9)

(2.10)

Вычислим коэффициенты затухания для тока и напряжения через формулы

(2.11)

(2.12)

Построим графики.

Как можно заметить, при работе фильтра на согласованную нагрузку в полосе пропускания коэффициент затухания равен 0. При несогласованной нагрузке коэффициент отличен от нуля. Это связано с тем, что выходной сигнал вместе с ним и выходная мощность меньше входного сигнала, следовательно, часть входной мощности расходуется на нагрев, что влечет за собой снижение КПД.

Рис. 2.4.Частотная зависимость коэффициента затухания тока при различных значениях нагрузки.

Рис. 2.5.Частотная зависимость коэффициента затухания напряжения при различных значениях нагрузки.

Сравним графики коэффициента затухания тока и напряжения. Схожесть графиков связана с резистивной нагрузкой, которая пропускает через себя сигналы без изменений.

Далее сравним графики в зоне затухания. Как можно заметить на АЧХ КЗТ, графики при фиксированных значениях наиболее приближены к зависимости при характеристической нагрузке по сравнению АЧХ КЗН. Что говорит о том, что в данной зоне наиболее значительно происходит уменьшение амплитуды сигнала, однако в зоне пропускания наблюдается всплеск значений. Это означает, что в экстремумах будет наблюдаться максимальное снижение амплитуды сигнала напряжения в зоне пропускания. К тому же, совместив графики АЧХ КЗТ и КЗН, экстремумы КЗН в полосе пропускания совместятся с фронтами КЗТ соответствующих напряжений нагрузки. Это говорит о том, что при данных сигналах выходная мощность будет минимальная.

2.4 Частотная зависимость коэффициента фазы тока и напряжения фильтра

Коэффициент фазы - величина, показывающая на сколько сдвинется фаза выходного сигнала по отношению к входному.

Коэффициенты фазы вычисляем по следующим формулам:

(2.13)

(2.14)

Сравним рис.2.6. и рис.2.7.: видно, что ФЧХ КФТ и КФН фиксированных значений сопротивления наиболее приближены к характеристике согласованного режима нагрузки лишь в средней части графика при частотах приблизительно от 8000 до 10000 рад/с. Графики КФТ и КФН при соответствующих сопротивлениях нагрузки очень приближены друг к другу, в связи с этим коэффициент мощности практически равен единице, т.к.:



Рис. 2.6. Частотная зависимость коэффициента фазы тока при различных значениях нагрузки

Рис. 2.7. Частотная зависимость коэффициента фазы напряжения при различных значениях нагрузки

(2.15)

Где ц_I- фаза тока

ц_U- фаза напряжения

P_c- мощность потребителя

S - полная мощность

Из этого следует, что в указанных выше частотах полная мощность цепи практически равна мощности потребителя. На границе полосы прозрачности наблюдается появлении реактивной составляющей, но для эффективной работы фильтра нагрузка должна быть активной. В полосе затухания графики удаляются друг от друга, что ведет за собой снижение коэффициента мощности.

электрический фильтр частотный

Заключение

В данной курсовой работе был рассмотрен полосно-пропускающий фильтр, рассчитаны и исследованы параметры устройства.

В первой части курсовой работы были рассмотрены основные сведения об электрических фильтрах: принцип работы, характеристики, применение, классификация и пр. Во второй части - расчет параметров полосно-пропускающего фильтра, построение частотных характеристик и их анализ.

Существует два вида работы фильтра: на согласованную нагрузку и несогласованную. Реальный фильтр работает только на несогласованной нагрузке, т.к. значения нагрузки принимается фиксированные (0,5Rn, Rn, 2Rn). На основе построенных зависимостей и анализе графиков, при работе фильтров на несогласованную нагрузку наблюдается сужение полосы пропускания, а также появление коэффициента затухания (a0), что приводит к снижению КПД. При повышении разности фаз тока и напряжения снижается коэффициент мощности, что влечет за собой появление реактивной составляющей мощности, следовательно, снижается эффективность работы устройства.

Рассматривая работу фильтра в режимах недогрузки, номинальном и перегрузки, устройство работает в оптимальном режиме и с меньшими потерями при номинальном сопротивлении нагрузки.

Из полученных расчетов и построенным по ним характеристик можно сделать вывод о том, что все задачи по курсовой работе выполнены и цели достигнуты.

Список литературы

1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехнике .- Москва: Высшая школа. 1996.-638с.

2. Прянишков В.А. Теоретические основы электротехники-Санкт-Петербург.2004г

3. Касаткин А.С. Электротехника -Москва.1995г

4. Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., В.Л. Чечурин, Теоретические основы электротехники / том 1, 4-е изд., доп.- М.:Питер, 2008. - 443 с.

5. Захаров А.В., Ильченко М.Е., Пинчук Л.С. Полосно-пропускающие фильтры на симметричных полосовых линиях - УДК 621.372.543

Размещено на Allbest.ru

...