2

Анализ установившихся и переходных режимов в линейных электрических цепях
Курсовая работа
Выполнил	Ермохина Е.И.	Дата		МГТУ	Группа ИУ6-41
Принял	Ситников А.Ю.	Дата		им. Н.Э. Баумана	Вариант 7а

Содержание

Содержание 2

Техническое задание 3

1.1.Определить значение тока и напряжения первичной обмотки трансформатора методом эквивалентного источника. 7

2. Расчет и анализ четырехполюсника 11

2.1. Расчет токов и напряжений методом входного сопротивления, построение векторной диаграммы токов и напряжений 11

2.2. Определение мгновенных значений uВХ, iВХ и uВЫХ, фазового сдвига между выходным и входным напряжениями, а также отношения их действующих значений. 15

2.3. Определение передаточных функций. 16

2.4. Определение амплитудно- и фазочастотных характеристик, uВЫХ при заданном uВХ. 17

2.5. Определить, какое реактивное сопротивление нужно подключить к схеме, чтобы uВХ и iВХ совпадали по фазе (резонанс тока или напряжения). Определить входное сопротивление(проводимость), входной ток и добротность колебательного контура. 19

2.6. Определение амплитудно- и фазочастотных характеристик схемы в режиме резонанса. 21

2.7. Построение годографа передаточной функции. 22

3.Расчет установившихся значений напряжений и токов в электрических цепях при несинусоидальном воздействии 24

3.2. Построение графиков напряжения и тока 27

3.3 Определение действующих значений несинусоидальных токов и напряжений из расчетов п.3.1, а также активную мощность, потребляемую четырехполюсником, коэффициенты искажения ,. 29

4. Расчет переходных процессов классическим методом 30

4.1. Переходная и импульсная характеристики для входного тока и выходного напряжения. 30

4.2. Рассчитать и построить графики изменения входного тока и выходного напряжения четырехполюсника при подключении его к клеммам с напряжением в момент времени c учетом запаса энергии в элементах цепи от предыдущего режима работы на интервале , где Т-период изменения напряжения . 35

Список литературы 46

Техническое задание

1. Расчет источника гармонических колебаний (ИГК).

   1. Выбрать в качестве первичной обмотки воздушного конденсатора транзистора одну из катушек индуктивности ИГК. Определить значения тока и напряжения первичной обмотки транзистора методом эквивалентного источника (тока или напряжения).

   2. Записать мгновенные значения тока и напряжения первичной обмотки трансформатора Т1 и построить их волновую диаграмму.

   3. Определить значения ТР из условия, что индуктивность первичной обмотки Ln известна, U1 = 5В, U2 = 10В, а коэффициент магнитной связи обмоток k следует выбрать самостоятельно из указанного диапазона: 0,5 < k < 0,95 (n,p,q – номера индуктивности Т1)

2. Расчет четырехполюсника.

   1. Рассчитать токи и напряжения методом входного сопротивления (или входной проводимости), построить векторную диаграмму токов и напряжений.

   2. Записать мгновенные значения u₁ =u₃=u_вх,i_вхиu_вых, определить сдвиг по фазе между выходным и входным напряжениями, а также отношение их действующих значений.

   3. Определить передаточные функции: W(s) =U_вых(s)/U_вх(s),W(jω) =U_вых/U_вх.

   4. Определить и построить амплитудно- и фазочастотные характеристики. Используя частотные характеристики, определить u_выхпри заданномu_вх. Сравнить этот результат с полученным в п. 2.2.

   5. Определить, какое реактивное сопротивление нужно подключить к схеме, чтобы исовпадали по фазе (резонанс тока или напряжения). Определить входное сопротивление(проводимость), входной ток и добротность и добротность колебательного контура.

   6. Определить и построить амплитудно- и фазочастотные характеристики схемы в режиме резонанса. Сравнить этот результат с полученным в п. 2.2, п.2.4.

   7. Построить годограф – линию семейства точек комплексной передаточной функции при разных частотах в диапазоне частот от 0 до на комплексной плоскости.

3. Расчет установившихся значений напряжений и токов в электрических цепях при несинусоидальном воздействии.

Переключатель Кл перевести в положение 2 в момент времени, когда входное напряжение u₃(t) = 0,du₃/dt > 0, т.е. в момент начала положительного импульса напряженияu₄(t). Это условие будет выполнено при равенстве аргумента входного напряжения (t+_u3)=2k, гдеk= 0, 1, 2, 3, …

1. Рассчитать законы изменения тока i_вх(t) и напряженияu_вых(t) частотным методом, представив напряжениеu_вх(t) =u₄(t) в виде ряда Фурье до 5-й гармоники:, где k — целое нечетное число.

2. Построить графики u_вх(t),,i_вх(t),u_вых(t) в одном масштабе времени один под другим, где,i_вх(t) иu_вых(t) — суммарные мгновенные значения.

3. Определить действующие значения несинусоидальных токов и напряжений из расчетов п. 3.1, а также активную мощность, потребляемую четырехполюсником, коэффициенты искажения ,.

1. Расчет переходных процессов классическим методом.

   1. Определить и построить переходную и импульсную характеристики цепи для входного тока и выходного напряжения.

   2. Рассчитать и построить графики изменения тока i_вхи напряженияu_выхчетырехполюсника при подключении его к клеммам с напряжениемu₄(t) в момент времениt= (2kπ – ψ_u3)/ω с учетом запаса энергии в элементах цепи от предыдущего режима работы на интервалеt[0₊ , 2.5T], гдеT— период изменения напряженияu₄. Сравнить результаты с полученными в п. 3.2.