МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ “ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”

(ФГБОУ ВО “ВГТУ”)

Факультет радиотехники и электроники

Кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине “Электротехника и электроника”

По теме: «Расчет линейной электрической цепи при гармоническом воздействии»

Вариант № 22

Выполнил студент: Группа: Тихонова А.В. бРК-191.

Проверил: к.т.н., доцент Краснов Р.П.

Воронеж

2020

Бланк задания
В курсовой работе требуется определить токи и напряжения в ветвях простой и сложной электрических цепей при наличии в них источников гармонического напряжения, а также АЧХ и ФЧХ четырехполюсника.

Рассчитываемые электрические цепи представляют собой модели реальных электрических цепей, используемых в различных радиотехнических устройствах. Численные расчеты проводятся на ЭВМ с использованием современных вычислительных и моделирующих программных продуктов Маthcad и ЕWВ 5.12.

1. Каждому студенту в соответствии порядковым номером по журналу выбрать вариант схемы по рисунку 1. Различные конфигурации схемы образуются в зависимости от положения ключей «К1 - К5», которые устанавливаются по номеру варианта, представленному в двоичном коде. Номера позиций единиц и нулей в номере варианта следуют слева направо.

2. Определить величины элементов схемы на рисунке 1 и частоту генераторов с помощью следующих формул:
R=100·(4+0,2·N) [Ом]; (1)

С=100·(5+0,2·N) [Пф]; (2)

Ė_n=2·[7+(-1)^n+N·0,2·N]·e^{(-1)^(n+N)·j·(25+0,2·N)} [В]; (3)

f_n= 10·[7+(-1)^N·0,2·N] [кГц], (4)

Рисунок 1 – Схема электрической цепи для выбора своего варианта

Рисунок 2 – Схема эквивалентной цепи
3. В схеме, полученной в п. 1, исключить (замкнуть) все источники кроме Ё

---

₁ и рассчитать, используя простые преобразования цепей, ток в цепи источника Ё₁. По результатам расчета построить векторную диаграмму для цепи, в которой все элементы цепи, кроме резистора R, подключенного к источнику E₁‚ объединены в эквивалентное сопротивление Z_экв, как на рисунке 2. Осуществить моделирование цепи с помощью программы EWB - 5.12 и определить значение тока в цепи источника Е1, а также напряжения на сопротивлении Z_экв и R.

4. Используя схему п. 3.1 рассчитать токи и напряжения на её элементах, используя формулы Крамера, а также обращение матриц. Осуществить сравнение результатов.

5. Для схемы из п. 3.3 найти выражение для комплексного коэффициента передачи электрической цепи.

6. Используя формулу для комплексного коэффициента передачи цепи, определить выражение для АЧХ и ФЧХ цепи.

7. Построить, используя выражения из п. 6, графики для АЧХ и ФЧХ цепи.

8. Определить граничные частоты полосы пропускания и коэффициент прямоугольности цепи, используя результаты п. 7.

9. Дать характеристику исследуемой цепи по п. 3. с точки зрения фильтрации электрических колебаний.

Лист замечаний

Содержание
1. Определение параметров согласно варианту................................................................7

2. Определение параметров простой электрической цепи..............................................8

2.1 Поиск эквивалентов...................................................................................................8

2.2 Расчет параметров электрической цепи................................................................10

2.3 Построение векторной диаграммы........................................................................14

3.Определение параметров сложной электрической цепи............................................14

3.1 Расчет токов и напряжений по формурам Крамера.............................................14

3.2 Расчет токов и напряжений методом обращения матрицы.................................18

4. Определение параметров фильтрации……………………………………………….21

4.1 Определение комплексного коэффициента передачи………….………….……21

4.2 Построение АЧХ и ФЧХ.........................................................................................25

4.3 Определение коэффициента прямоугольности……………..………..…………27

Заключение.........................................................................................................................30

Список литературы............................................................................................................31

1. Определение параметров согласно варианту

---

Для выбора схемы необходимо представить свой номер по журналу студенческой группы в двоичной записи. Далее установить переключатели К1-К5 в положения, соответствующие номеру N в двоичной записи (таблица 1).
Таблица 1 –Выбор схемы

Ключи	К1	К2	К3	К4	К5
Вариант 3	0	0	0	1	1
Положение ключей	0	0	0	1	1

Получившаяся схема без переключателей и отсоединённых элементов на рисунке 3.



Рисунок 3- Готовая цепь по номеру варианта
Далее определение величины элементов схемы и частоты генераторов согласно формулам 1 – 4.
[Ом];

[Пф];

[кГц]; [В];

[В];

[В];

[В];

[В].

2. Определение параметров простой электрической цепи

2.1 Поиск эквивалентов

Второй этап выполняется в соответствии с п. 3 задания на курсовую работу и заключается в определении тока в цепи источника E₁, когда все остальные источники закорочены (удалены), а также напряжений на R и Z_э.

Замкнем в сложной схеме все источники, кроме Ė1 и получим простую электрическую схему (рисунок 4).



Рисунок 4- Готовая простая цепь
Преобразуем схему, объединив все элементы цепи, кроме R, подключённого к источнику Ė

---

₁, в эквивалентное сопротивление _экв



Рисунок 5- Значение тока
Для этого требуется воспользоваться формулами для последовательного и параллельного соединения нескольких элементов, вычислив эквивалентное комплексное сопротивление Z_э. (Рисунок 6, Рисунок 7).


Рисунок 6- Определение Z эквивалентов


Рисунок 7-Обозначение эквивалентов Z
(5)

₍₆₎

(7)

(8)

₍₉₎

(10)
2.2 Расчет параметров электрической цепи

Значение тока в в простой электрической цепи определяется согласно:
(11)

Напряжение на сопротивлении R определяется по формуле:
(12)
Напряжение на сопротивлении _экв определяется по формуле:
_{экв (}13₎
Расчет параметров простой электрической цепи производился с использованием программного комплекса MathCad, результаты расчета представлены на рисунке 8.


Рисунок 8 - Полученные данные в среде MathCad
Значения, полученные в результате расчета:

<sub>;

;</sub>

---

<sub>.

Для проверки полученных результатов проводится моделирование схемы в программе</sub> ElectronicWorkbench 5.12. Результат моделирования представлен на рисунке 9.



Рисунок 9-Моделирование простой цепи в средеEWB- 5.12
Значения, полученные из EWB:







Результаты расчета в среде MathCAD и EWB 5.12 представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Результаты расчета в среде MathCAD и EWB 5.12

Параметр	Mathcad	EWB-5.12	Разница
I	9,108∙10-3 [A]	9,115∙10-3 [A]	0%
Uz	12,18[B]	11,27[B]	0,51%
Ur	4,19[B]	4,197[B]	0,4%

2.3 Построение векторной диаграммы

По полученным значениям строю векторную диаграмму в масштабе для , , , Ė₁, имея в виду, что в цепи выполняется второй закон Кирхгофа, т.е. , а для векторов это отражается в виде их векторной суммы. Для построения векторной диаграммы запишу значения тока , напряжений , и источника Ė₁ в показательной форме:

---

Смотрите также файлы

• Занятие Метаниеучебноимитационных ручных, осколочных и противотанковых гранат на дальность.docx

• Организатор Студфестано Развитие человеческого капитала.pdf

• Практических заданий по дисциплине психодиагностика.docx

• Решение При расчете линейным методом амортизация начисляется равномерно в течении всего срока полезного использования имущества.docx

• Направления и методы психокоррекции детей с овз.docx