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>