Расчет электрических цепей, содержащих четырехполюсники и управляемые источники
Рассмотрение особенностей постройки схемы пассивного и активного четырехполюсника. Знакомство с этапами и проблемами расчета электрических цепей, содержащих четырехполюсники и управляемые источники. Общая характеристика основных законов Кирхгофа.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.11.2017 |
| Размер файла | 908,9 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/
Расчет электрических цепей, содержащих четырехполюсники и управляемые источники
Задание на курсовую работу:
В работе исследуется установившийся и переходный режимы в электрической цепи, изображённой на рис. 1.
Рис. 1.
В соответствии с вариантом задания построить схемы пассивного четырёхполюсника П (рис. 2), содержащего последовательное (Z) или параллельное (Y) соединение резисторов Ri и ёмкости Ci (i = 1, 2, 3)
Рис. 2
и активного четырёхполюсника (усилителя) В (рис 3).
Рис. 3
четырехполюсник электрический цепь
1) Записать выражения для А-параметров пассивного четырёхполюсника в функции частоты. Рассчитать эти параметры на заданной частоте f. Проверить принцип взаимности.
2) Рассчитать А-параметры усилителя, используя линейную схему замещения с зависимыми источниками (рис. 3).
3) Рассчитать А-параметры каскадного соединения пассивного и активного четырёхполюсников (рис. 1).
4) Определить входное сопротивление Rвх. А усилителя, нагруженного на резистор Rн. Расчёт выполнить двумя способами:
a) Путём вычисления отношения напряжения к току на входе усилителя по схеме замещения, представленной на рис. 2.4;
b) Через А-параметры усилителя.
5) Найти коэффициент передачи по напряжению КП пассивного четырёхполюсника, нагруженного на сопротивление Rвх. А.
6) Найти коэффициент передачи по напряжению КА активного четырёхполюсника (усилителя), нагруженного на сопротивление Rн.
7) Найти коэффициент передачи по напряжению К каскадного соединения четырёхполюсников двумя способами:
a) По А-параметрам каскадного соединения четырёхполюсников с активной нагрузкой;
b) По коэффициентам передачи КП и КА четырёхполюсников.
9) Рассчитать комплексную частотную характеристику (КЧХ) по напряжению
.
для пассивного четырёхполюсника, нагруженного на сопротивление Rвх. А.
10) Рассчитать КЧХ по напряжению каскадного соединения пассивного и активного четырёхполюсников:
.
11) Построить частотные характеристики АЧХ - и ФЧХ - в одной системе координат. Сделать вывод о фильтрующих свойствах цепи, приняв за полосу прозрачности диапазон частот, в котором , где Кmax - максимальное значение модуля коэффициента передачи по напряжению цепи.
12) Составить схему для расчёта переходного процесса, возникающего при подключении синусоидального источника ЭДС
к R-C цепи (рис. 4), нагруженной на сопротивление Rвх. А. Переходной процесс рассчитать на частоте .
Найти напряжение Uвых(t) на резисторе Rн в переходном режиме. Построить на одном графике напряжение входного и выходного сигналов в зависимости от времени.
1. В соответствии с вариантом задания построить схемы пассивного четырёхполюсника и активного четырёхполюсника (усилителя).
Рис. 4
R0 = 4 * 103 Ом
R1 = 0,8 * 103 Ом
C1 = 6 * 10-6 Ф
R2 = 5 * 103 Ом
C2 = 0,5 * 10-6 Ф
активного четырёхполюсника:
Рис. 5
2. Записать выражения для А-параметров пассивного четырёхполюсника в функции частоты. Рассчитать эти параметры на заданной частоте f. Проверить принцип взаимности.
Проверим принцип взаимности:
A' D' - B' C' = (4.472796 + 2.3029694i)·(9.0062846 - 2.6484148i) - (41025.1383954 -16959.8568469i)·( 0.0008682 + 0.0005757i) = 1
Принцип взаимности выполняется
3. Рассчитать А-параметры усилителя, используя линейную схему замещения с зависимыми источниками.
Рис. 6
h11=103; h12=10-4; h21=5*(n+10)=95; h22=10-4; Rb=9*105
Составим для данной схемы уравнения Кирхгофа.
4. Рассчитать А-параметры каскадного соединения пассивного и активного четырёхполюсников.
5. Определить входное сопротивление Rвх. А усилителя, нагруженного на резистор Rн. Расчёт выполнить двумя способами:
a) Путём вычисления отношения напряжения к току на входе усилителя по схеме замещения, представленной на рис. 4;
Через А-параметры усилителя.
а) через А-параметры:
б) по законам Кирхгофа:
Составим систему уравнений:
Решая данную систему, получаем:
6. Найти коэффициент передачи по напряжению КП пассивного четырёхполюсника, нагруженного на сопротивление Rвх. А.
7. Найти коэффициент передачи по напряжению КА активного четырёхполюсника (усилителя), нагруженного на сопротивление Rн.
8. Найти коэффициент передачи по напряжению К каскадного соединения четырёхполюсников двумя способами:
а)По А-параметрам каскадного соединения четырёхполюсников с активной нагрузкой;
б)По коэффициентам передачи КП и КА четырёхполюсников.
сначала определим коэффициент передачи по напряжения через А-параметры:
а) по А-параметрам каскадного соединения четырехполюсников с активной нагрузкой:
б) по коэффициентам передачи КА и КП четырехполюсников:
9. Рассчитать комплексную частотную характеристику (КЧХ) по напряжению
10. Рассчитать КЧХ по напряженю каскадного соединения пассивного и активного четырёхполюсников:
11. Построить частотные характеристики АЧХ - и ФЧХ - в одной системе координат. Сделать вывод о фильтрующих свойствах цепи, приняв за полосу прозрачности диапазон частот, в котором , где Kmax - максимальное значение модуля коэффициента передачи по напряжению цепи.
Таблица
|
f, Гц |
0 |
50 |
100 |
200 |
400 |
800 |
1600 |
|
|
К() |
0 |
0,0167958 |
0,0190098 |
0,0200017 |
0,0203023 |
0,0203815 |
0,0204016 |
|
|
() |
0 |
18,7693349 |
12,3236269 |
6,7800182 |
3,4813105 |
1,7525956 |
0,8778077 |
Рис. 7
12. Составить схему для расчёта переходного процесса, возникающего при подключении синусоидального источника ЭДС
к R-C цепи (рис. 1.2), нагруженной на сопротивление Rвх. А. Переходной процесс рассчитать на частоте .
Найти напряжение Uвых(t) на резисторе Rн в переходном режиме. Построить на одном графике напряжение входного и выходного сигналов в зависимости от времени.
Дано: Em=0.25 B, E=600 или e(t)=Emsin((t+E)=0.25sin(314t+60)
Рис.8
Напряжение на входе усилителя с нагрузкой:
Ua (t) = Ua пр.(t)+ Ua св.(t).
Принуждённая составляющая напряжения:
Ua пр.(t) = Ua msin(щt+Шu),
где Uпр. m= Кп•Em= КпEmej•ШЕ = Ua m•ej•Шu=0.004199j•78.7693349
Следовательно:
Ua пр.(t) = 0.004199sin(314t-78.7693349?),
Свободная составляющая:
Ua св (t) = А1•ер1•t+А2Мер2•t,
где р1 и р2 - корни характеристического уравнения,
А1 и А2 - постоянные интегрирования.
Корни характеристического уравнения находятся из уравнения:
откуда p1=-32.6127932
p2= -329.7579726
Найдём токи в ветвях схемы в момент времени t = 0.
Рис. 9
Составим систему уравнений по законам Кирхгофа (для производных):
Решая эту систему относительно , получим:
= 120,8106 мВ/с
Постоянные интегрирования определяем из системы уравнений:
Отсюда находим постоянные интегрирования А1 и А2:
A1= -0.0001253
A2= 0.0004251
Входное напряжение усилителя примет вид:
Напряжение на сопротивлении нагрузки Rн, т.е. на выходе усилителя:
График напряжений выходного сигнала в зависимости от времени:
Рис. 10
График напряжений входного сигнала в зависимости от времени:
Рис.11
График свободной и принужденной составляющей напряжения:
Рис.12
Список литературы
1. Нейман Л.Р., Демирчан К.С. Теоретические основы электротехники. т.1. - Л.: Энергоиздат, 1981.
2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. - М.: Высшая школа, 1978.
3. Методические указания к курсовой работе по теории электрических цепей, Виноградова Л.Е., Гусейнова Т.И., Медведева Л.С. - УГАТУ, 1997.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Построение схем пассивного четырехполюсника, активного четырехполюсника, их каскадного соединения. Нахождение коэффициента передачи по напряжению. Расчет частотных характеристик и переходного процесса в электрической цепи. Анализ цепи в переходном режиме.
курсовая работа [236,4 K], добавлен 23.09.2014Схема пассивного четырехполюсника. Проверка принципа взаимности. Схема каскадного соединения пассивного и активного четырехполюсников. Коэффициенты передачи четырехполюсников и их каскадного соединения. Положительное направление токов и напряжений.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 04.09.2012Расчет схемы и частотных характеристик пассивного четырехполюсника, активного четырехполюсника и их каскадного соединения. Нули и полюса пассивного четырехполюсника. Амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики пассивного четырехполюсника.
курсовая работа [511,6 K], добавлен 14.01.2017Основные элементы и характеристики электрических цепей постоянного тока. Методы расчета электрических цепей. Схемы замещения источников энергии. Расчет сложных электрических цепей на основании законов Кирхгофа. Определение мощности источника тока.
презентация [485,2 K], добавлен 17.04.2019Анализ электрической схемы постоянного тока. Особенности первого и второго законов Кирхгофа для узлов и ветвей цепи. Знакомство с типами электрических цепей: двухполюсные, четырёхполюсные. Рассмотрение способов постройки векторных диаграмм напряжений.
контрольная работа [651,6 K], добавлен 04.04.2013Анализ свойств цепей, методов их расчета применительно к линейным цепям с постоянными источниками. Доказательство свойств линейных цепей с помощью законов Кирхгофа. Принцип эквивалентного генератора. Метод эквивалентного преобразования электрических схем.
презентация [433,3 K], добавлен 16.10.2013Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока. Расчет однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока. Переходные процессы в электрических цепях, содержащих конденсатор и сопротивление.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 14.05.2010Анализ электрического состояния цепей постоянного или переменного тока. Системы уравнений для определения токов во всех ветвях схемы на основании законов Кирхгофа. Исследование переходных процессов в электрических цепях. Расчет реактивных сопротивлений.
курсовая работа [145,0 K], добавлен 16.04.2009Расчет электрических цепей переменного тока и нелинейных электрических цепей переменного тока. Решение однофазных и трехфазных линейных цепей переменного тока. Исследование переходных процессов в электрических цепях. Способы энерго- и материалосбережения.
курсовая работа [510,7 K], добавлен 13.01.2016Понятие и разновидности электрических схем, их отличительные признаки, изображение тех или иных предметов. Идеальные и реальные источники напряжения и тока. Законы Ома и Кирхгофа для цепей постоянного тока. Баланс мощности в цепи постоянного тока.
презентация [1,5 M], добавлен 25.05.2010Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока, однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока. Переходные процессы в электрических цепях. Комплектующие персонального компьютера.
курсовая работа [393,3 K], добавлен 10.01.2016Анализ состояния цепей постоянного тока. Расчет параметров линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока графическим методом. Разработка схемы и расчет ряда показателей однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока.
курсовая работа [408,6 K], добавлен 13.02.2015Анализ и расчет линейных электрических цепей постоянного тока. Первый закон Кирхгоффа. Значение сопротивления резисторов. Составление баланса мощностей. Расчет линейных электрических однофазных цепей переменного тока. Уравнение гармонических колебаний.
реферат [360,6 K], добавлен 18.05.2014Практические рекомендации по расчету сложных электрических цепей постоянного тока методами наложения токов и контурных токов. Особенности составления баланса мощностей для электрической схемы. Методика расчета реальных токов в ветвях электрической цепи.
лабораторная работа [27,5 K], добавлен 12.01.2010Схемы линейных электрических цепей постоянного тока. Определение и составление необходимого числа уравнений по законам Кирхгофа для определения токов во всех ветвях. Определение тока в первой ветви методом эквивалентного генератора, результаты расчетов.
реферат [1,3 M], добавлен 15.12.2009Элементы R, L, C в цепи синусоидального тока и фазовые соотношения между их напряжением и током. Методы расчета электрических цепей. Составление уравнений по законам Кирхгофа. Метод расчёта электрических цепей с использованием принципа суперпозиции.
курсовая работа [604,3 K], добавлен 11.10.2013Основные законы электрических цепей. Освоение методов анализа электрических цепей постоянного тока. Исследование распределения токов и напряжений в разветвленных электрических цепях постоянного тока. Расчет цепи методом эквивалентных преобразований.
лабораторная работа [212,5 K], добавлен 05.12.2014Расчет линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока. Анализ состояния однофазных и трехфазных электрических цепей переменного тока. Исследование переходных процессов, составление баланса мощностей, построение векторных диаграмм для цепей.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 23.10.2014Особенности сборки простейших электрических цепей. Использование электроизмерительных приборов. Методы анализа электрических цепей со смешанным соединением резисторов (потребителей). Справедливость эквивалентных преобразований схем электрических цепей.
лабораторная работа [460,4 K], добавлен 27.07.2013Что такое нелинейные цепи и нелинейный элемент. Классификация нелинейных элементов, параметры и некоторые схемы замещения. Методы расчёта нелинейных цепей постоянного тока. Графический способ расчета цепей с применением кусочно-линейной аппроксимации.
реферат [686,7 K], добавлен 28.11.2010
