Файл: Техническое задание на курсовую работу со схемами 4 Выбор варианта схемы 6.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.03.2024
Просмотров: 20
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Техническое задание на курсовую работу со схемами
3. Расчет простой электрической цепи
4. Составление системы уравнений для расчета токов и напряжений
5. Расчет контурных токов в сложной электрической цепи методом Крамера и обратной матрицы
6. Определение выражения для комплексного коэффициента передачи
7. Построение графиков АЧХ и ФЧХ с определением их характеристик
Проведем моделирование режима работы сложной цепи с помощью программы EWB 5.12. Соберем цепь в соответствии с рис. 4.1. Выберем номиналы резисторов и конденсаторов в соответствии с заданием. Установим величины ЭДС, частоты и начальной фазы генераторов. При установке начальной фазы у генераторов нужно учесть, что в программе EWB 5.12 гармоническое напряжение задается в синусоиде, а следовательно угол надо увеличить на 900. Результаты моделирования:
Сравним результаты вычисления токов методом Крамера, методом обратной матрицы и результаты моделирования.
Сравнение результатов расчета и моделирования сложной схемы
Рассчитываемая величина, мA | В системе Mathcad метод Крамера | В системе Mathcad метод обратной матрицы | В системе EWB-5.12 | Погрешность |
Ik1 | 2,995 | 2,995 | 3,035 | 0,04 |
Ik2 | 1,495 | 1,495 | 1,507 | 0,012 |
Ik3 | 1,885 | 1,885 | 1,906 | 0,021 |
Малая погрешность расчетов позволяет сделать вывод о достоверности результатов.
электрический напряжение контурный ток
6. Определение выражения для комплексного коэффициента передачи
В соответствии с заданием необходимо определить комплексный коэффициент передачи простой цепи, рассмотренной ранее в пункте 3 данной работы (см. рис. 3.1).
Комплексный коэффициент передачи заданной цепи определяется с помощью формулы:
Напряжение определим, используя метод контурных токов. Составим систему уравнений по методу контурных токов
Выразим из первого уравнения системы (5.1) ток I1 :
;
Подставим полученное выражение тока I1 во второе уравнение системы и выразим I2:
.
Подставим полученное выражение тока I2 в третье уравнение системы (5.1), из которого найдем контурный ток I3.
Напряжение на выходе цепи в схеме (рис. 3.1) равно:
Следовательно комплексный коэффициент передачи равен:
Получаем выражение для комплексного коэффициента передачи цепи:
(5.2)
7. Построение графиков АЧХ и ФЧХ с определением их характеристик
Для построения амплитудно-частотной характеристики определим выражение для АЧХ, которая определяется как модуль комплексного коэффициента передачи:
.
Для построения фазо-частотной характеристики (ФЧХ) определим аргумент комплексного коэффициента передачи:
.
После определения выражений для АЧХ и ФЧХ осуществим построение их графиков с использованием соответствующих операций из программы Mathcad.
По условию задания при анализе АЧХ и ФЧХ цепи для всех вариантов устанавливается и
- частота изменений с интервалом 100 Гц.
Расчеты проведенные в среде Mathcad
Для сравнения построим АЧХ и ФЧХ, используя программный симулятор EWB-5.12.
Анализ характеристик показывает, что данная цепь является полосовым, то есть в диапазоне частот от 29,6 до 242,8 кГц фильтр обеспечивает прохождение колебаний без заметного ослабления и значительное ослабление за пределами данной полосы частот.
По графикам определяем верхнюю граничную частоту полученного фильтра, на которой коэффициент передачи составит .
f(н)0.707 = 29,6 кГц.
f(в)0.707 = 242 кГц.
Для вычисления коэффициента прямоугольности воспользуемся формулой:
где – полоса частот по уровню сигнала ,
– полоса частот по уровню сигнала .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В процессе выполнения курсовой работы были освоены методы расчета схем с использованием вычислительной техники, компьютерного схемотехнического моделирования и экспериментальных исследований электрических цепей
На основе полученных знаний в процессе выполнения курсовой работы были освоены следующие темы дисциплины: переходные процессы, цепи гармонического тока; частотно-избирательные цепи; методы расчетов электрических цепей; электрические фильтры. Все это обеспечивает студентов необходимой подготовкой для предстоящих инженерных исследований.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. – М.: Высшая школа, 1996. – 528 с.
2. Матвеев Б. В. Общая электротехника и электроника: учеб. пособие/Б. В. Матвеев. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2009. Ч. 1. 164 с.
3. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC: Программа Electronics Workbench и ее применение. – М.: Издательство «Солон-Р», 1999. – 506 с.
4. Макаров Е.Г. Mathcad: Учебный курс. – СПб.: Питер, 2009. – 384 с.