Анализ установившихся и переходных режимов в линейных электрических цепях
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
графиками п.4.2 б на интервале времени [0+, nT ] путем их наложения, сделать выводы.
.4 Заменить несинусоидальные кривые uвх(t), iвх(t) эквивалентными синусоидами и построить их графики.
Норма отчетности на данном этапе - 75%. 10 неделя.
6. Оформление расчетно-пояснительной записки
Расчетно-пояснительная записка должна содержать:
. Техническое задание
. Содержательную часть, включающую расчетную часть, текстовое пояснение и рисунки схем и графиков. Рисунки должны быть пронумерованы и следовать в тексте сразу после ссылки на них.
. Выводы.
. Список литературы, использованной в работе.
.Оглавление с указанием страниц выполненных пунктов и подпунктов работы.
Норма отчетности - 100%. 13 неделя
1.Расчет источника гармонических колебаний (ИГК)
Исходная схема ИГК изображена на рис. 1
Рис. 1
Параметры элементов ИГК:
10в В А В300 мГн5 мкФ100 Ом200 мГн100 мГн150 Ом100 мГне2 В
1.1 Определение значения тока в первичной обмотке трансформатора
Выберем положительные направления токов в ветвях. Здесь и далее комплексные напряжения измеряются в вольтах, комплексные токи - в амперах, комплексное сопротивление (как активное, так и реактивное) - в Омах.
Эквивалентное преобразование схемы (учитывая, что внутренние сопротивления источника ЭДС и амперметра равно нулю, а источника тока и вольтметра равно бесконечности):
Рис. 2
Все независимые источники представим в комплексной форме
В=-400+400j А В=-200+200j300 мГн5 мкФ100 Ом200 мГн100 мГн150 Ом100 мГне2 В=-200-200j
Представлю пассивные элементы каждой ветви в виде комплексных сопротивлений:
Рис. 3
Рассчитываю комплексные сопротивления всех ветвей схемы:
Для расчета неизвестного тока исходной схемы использую метод эквивалентного источника напряжения (рис.4). Суть этого метода заключается в том, что схема представляется в виде активного двухполюсника, к зажимам которого подключен элемент, через который протекает искомый ток. Для нахождения этого тока нам необходимо рассчитать ЭДС и входное сопротивление этого двухполюсника.
Рис. 4
Найду ЭДС источника напряжения методом контурных токов (рис. 5). Эта ЭДС равняется напряжению на зажимах в режиме холостого хода.
Рис. 5
,
Найду параметры и . Схема для определения :
Рис. 6
Найду ток:
1.2Мгновенные значения тока и напряжения в первичной обмотке трансформатора и их волновые диаграммы
Комплексная амплитуда тока
Мгновенное значение тока
Комплексное действующее напряжение
Комплексная амплитуда напряжения
Мгновенное значение напряжения .
Построю волновые диаграммы найденных мгновенных значений тока (рис. 7.1) и напряжения (рис.7.2) в первичной обмотке трансформатора:
Рис 7.1
Рис 7.2
1.3 Определить значения ТР из условия, что индуктивность первичной обмотки известна, а коэффициент магнитной связи k обмоток следует выбрать самостоятельно из указанного диапазон: 0.5<k<0.95 (n, p, q - номера индуктивностей ТР)
Известно, что
Отсюда
Воспользовавшись соотношением , приняв получаю:
Аналогично, для катушек n и q:
Тогда напряжения на вторичных обмотках в комплексной форме:
Соответствующие им мгновенные значения:
2. Расчет установившихся значений напряжений и токов в четырехполюснике при синусоидальном входном воздействии
Схема четырехполюсника приведена на рис. 8:
r1=80 Ом
r2=15 Ом
r3=5 Ом
L=64 мГн
2.1 Расчет токов и напряжений в схеме четырехполюсника методом входного сопротивления, построение векторных диаграмм токов и напряжений
.
Все токи в четырехполюснике рассчитываются методом входного сопротивления:
Входной ток :
Определяю 2 и 3:
Определяю напряжения:
R1 = 1 R1 = 2.353+0.588j
R2 = 2 R2 =1.765+0.441j
R3 = вых = 2 R3 =0.588+0.147j
2.2 Нахождение мгновенных значений iвх и uвых, определение сдвига по фазе между входным и выходным напряжениями, а также отношение их действующих значений
вх =10j
вых = 0.588+0.147j
Отношение действующих значений выходного и входного напряжений:
Сдвиг по фазе между выходным и входным напряжениями:
.
.3 Определение передаточных функций четырехполюсника
W(s) = Uвых(s)/Uвх(s), W(j?) =Uвых/Uвх
Преобразую исходную схему четырехполюсника, перейдя к операторной форме замещения, считая при этом, что независимые начальные условия нулевые. Вид схемы четырехполюсника после преобразований показан на рисунке 9:
Рис. 9
По второму закону Кирхгофа получаю уравнение цепи:
Для того, чтобы получить комплексную передаточную функцию, необходимо перейти от преобразования Лапласа к преобразованию Фурье, приняв s = j?. Тогда комплексная передато?/p>