Файл: Контрольная работа 1 По дисциплине Теоретические основы электротехники Вариант а n4 M4 Фамилия Гайдашук.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.04.2024
Просмотров: 26
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»
(СПбГУТ)
ИНСТИТУТ НЕПРЕРЫВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Контрольная работа №1
По дисциплине: Теоретические основы электротехники
Вариант А N=4 M=4
Фамилия: Гайдашук__________
Имя: Вячеслав __________
Отчество: Михайлович ______
Курс: 2__________________
Группа: АБ-12з_____________
Номер по списку в группе: _________________
Студ. билет №: 2110772
Дата сдачи работы: ________
5 тестов: 48 баллов.
Замечание 1: на стр. 18 график Uc(t)=15-3exp(-at) показан с ошибками.
На графике должно быть Uc(0)=12 В; Uc(oo)=15 В.
Оценка контрольной работы: 19 (4, 4, 4, 4, 3) баллов.
Проверил:
Кандидат технических наук, доцент
Санкт-Петербург 2022
Изучив соответствующие разделы дисциплины и ознакомившись с методическими рекомендациями, приступаем к решению контрольных задач.
Определяем вариант выполнения и величины M и N, согласно методическим указаниям: «А» (N=4, M=2)
Задача №1
Использование принципа наложения для расчёта линейной резистивной цепи с двумя независимыми источниками.
Для цепи, схема которой приведены в табл. 1.2, рассчитайте все токи,
используя принцип наложения.
Для этого:
-
Перерисуйте схему. -
Выберите произвольно и покажите стрелками положительные направления всех токов. -
Нарисуйте схему для расчёта частичных токов, создаваемых источником напряжения. -
Нарисуйте схему для расчёта частичных токов, создаваемых только источником тока. -
На каждой из этих схем покажите стрелками положительные направления частичных токов. -
Вычислите все частичные токи в обеих схемах. -
Составьте таблицу значений частичных и истинных токов во всех ветвях цепи.
Рассчитываем параметры элементов цепи в соответствии с выполняемым вариантом:
1. Изображаем схему цепи и задаем на ней направления токов в ветвях.
2. Составляем схему для расчета частичных токов от источника напряжения и рассчитываем их значения:
3. Составляем схему для расчета частичных токов от источника тока и рассчитываем их значения:
4. Значения токов в ветвях исходной схемы определяем путем сложения соответствующих частичных токов. Результат расчета представляем в виде таблицы:
| Значения токов, А | ||||
| | | | | |
Частичные токи источника напряжения | 1.333 | 1.333 | -0.571 | 0.571 | 1.904 |
Частичные токи источника тока | 1.333 | -0.667 | 1.143 | 0.857 | 0.19 |
Токи исходной схемы | 2.666 | 0.666 | 0.572 | 1.428 | 2.094 |
Задача №2
Расчёт линейной резистивной цепи с двумя
независимыми источниками методом узловых напряжений
Для цепи, схема которой приведена в табл. 1.3, рассчитайте все токи,
используя метод узловых напряжений.
Для этого:
-
Перерисуйте схему. -
Пронумеруйте все узлы, предварительно выбрав базисный узел. -
Составьте систему узловых уравнений. Уравнения составьте в алгебраической форме и с численными коэффициентами. -
Вычислите узловые напряжения. -
Вычислите токи во всех ветвях, предварительно выберите и покажите их положительные направления. -
Сделайте проверку по первому закону Кирхгофа для независимых узлов цепи.
Рассчитываем параметры элементов цепи в соответствии с выполняемым вариантом:
-
За базисный (нулевой) принимаем узел 0. -
Для узлов 1 и 2 составляем систему уравнений по методу узловых потенциалов.
-
После подстановки числовых значений система принимает вид:
Полученная система уравнений имеет решение:
-
Рассчитываем значения токов ветвях:
-
Для полученных значений токов выполняем проверку по 1-му закону Кирхгофа.
1-й закон Кирхгофа выполняется.
Задача №3
Расчёт линейной цепи с одним независимым источником гармонических колебаний методом комплексных амплитуд
Для цепи, схема которой приведена в табл. 1.4, рассчитайте ток или напряжение на зажимах источника напряжения или тока, комплексную мощность на зажимах источника, определите среднюю и реактивную мощности источника.
Для этого:
-
Перерисуйте схему и замените заданное гармоническое колебание ????0 (????) или ????0 (????) соответствующей комплексной амплитудой. -
Запишите комплексные сопротивления элементов цепи. -
Найдите общее комплексное сопротивление относительно зажимов источника. -
Применяя закон Ома в комплексной форме, вычислите комплексную амплитуду тока через источник напряжения или комплексную амплитуду напряжения на зажимах источника тока. -
Запишите мгновенное значение тока через источник напряжения или напряжения на зажимах источника тока. -
Найдите комплексную мощность на зажимах источника, определите среднюю и реактивную мощности источника.
Рассчитываем параметры элементов цепи в соответствии с выполняемым вариантом:
1. Записываем выражение для комплексной амплитуды источника напряжения:
2. Рассчитываем сопротивления реактивных элементов цепи на заданной частоте и комплексные сопротивления ветвей цепи.
3. Общее комплексное сопротивление цепи относительно зажимов
источника:
4. Комплексная амплитуда тока через источник:
5. Записываем мгновенное значение тока источника.
6. Комплексная мощность на зажимах источника напряжения:
Задача №4
Определение комплексной передаточной функции цепи 1-го порядка.
Построение амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик
Найдите комплексную передаточную функцию H(jω) цепи 1-го
порядка и определите по ней частотные характеристики: амплитудно-
частотную |H(jω)| и фазо-частотную Θ(ω).
Для этого:
-
Выберите для своего варианта схему пассивной RL или RC цепи из
табл. 1.5 и рассчитайте значения её параметров через M и N.
-
Найдите требуемую комплексную передаточную функцию H(jω) в
общем виде через её параметры R, L, C:
-
Запишите в общем виде через параметры R, L, C выражения для
амплитудно-частотной |H(jω)| и фазочастотной Θ(ω) характеристик, определив значения частотных характеристик при
-
На графике АЧХ покажите полосу пропускания и определите граничную частоту полосы пропускания .
Рассчитываем параметры элементов цепи в соответствии с выполняемым вариантом:
-
Находим выражение для комплексной передаточной функции.
Для заданной цепи
-
Записываем выражения для амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик:
На нулевой частоте ( ) получаем:
На бесконечно большой частоте ( ) получаем:
По этим значениям производим расчет и построение частотных характеристик цепи. Для построения характеристик используем программу MathCad.
-
Рассчитываем значение граничной частоты.
Полоса пропускания цепи: