Аналіз лінійних кіл (стр. 1 из 2)
Пояснювальна записка
АНАЛІЗ ЛІНІЙНИХ КІЛ
Вінниця 2009
Вступ
Сучасна радіоелектроніка стала одним з найважливіших інструментів науково-технічного прогресу і розвивається зростаючими темпами. Радіоелектронна апаратура (РЕА) настільки складна, що досягнення високих показників можливо тільки в умовах найвищої виробничої культури, на основі новітніх технологій, при комплексній механізації і автоматизації виробництва. У зв'язку з цим істотно зросли роль і відповідальність інженера конструктора-технолога РЕА.
Робота будь-якої РЕА може розглядатися на двох рівнях: алгоритмічному (програмному) і фізичному. На першому охоплюється сукупність перетворень і дій, що виконуються РЕА, з сигналами, що поступають, а на другому – електричні схеми і конструкції, що реалізовують даний алгоритм.
Радіоелектроніка – одна з областей науки і техніки, що найбільш швидко розвиваються і широко вживаних. Вона утворилася в результаті синтезу радіо, радіотехніки, електроніки.
Радіо (від лат. rado – випромінюю промені) – технічні засоби радіозв'язку, зокрема призначені для віщання радіопрограм.
Радіотехніка – область науки, що досліджує генерацію, випромінювання і прийом електромагнітних коливань і хвиль радіочастотного діапазону, а також область техніки, що займається розробкою, виготовленням і застосуванням пристроїв і систем, що генерують, випромінюючих і таких, що приймають електромагнітні коливання і хвилі радіочастотного діапазону.
Розвиток радіотехніки безпосередньо пов'язаний з розвитком її елементної бази, яка в основному визначається досягненнями електроніки – області науки і техніки, що досліджує і практично використовує явища руху носіїв електричного заряду, що відбуваються у вакуумі, газах, рідинах і твердих тілах.
Радіоелектроніка вирішує проблеми, зв'язані із застосуванням радіохвиль і явищ руху електричного заряду для передачі, прийому і обробки електричних сигналів. Сучасну радіоелектроніку застосовують в системах радіозв'язку, радіомовлення, телебачення, радіолокації, радіонавігації, радіоуправління, радіовимірів, радіотелеметрії. Радіоелектронну апаратуру широко використовують в медицині, на різних промислових підприємствах і в наукових дослідженнях, зокрема в космічних.
На відміну від радіоелектроніки і оптоелектроніки акустоелектроніка користується не електромагнітними хвилями, а пружними – акустичними хвилями. Та особливість, що пружні хвилі розповсюджуються значно повільніше, ніж електромагнітні, дозволяє успішно застосовувати акустоелектроніку при розробці специфічних функціональних вузлів, таких, як лінії затримки, фільтри і ін. [1].
1. Розширене технічне завдання
1.1 Початкові дані
Рисунок 1.1 – Варіант схеми
Таблиця 1.1 – Варіант завдання
| № | J, A | E1, B | E2, B | E3, B | E4, B | R1, Ом | R2, Ом | R3, Ом | R4, Ом | R5, Ом | R6, Ом |
| 31 | 2 | 7 | 10 | 7 | 20 | 94 | 40 | 120 | 30 | 6 | 56 |
Таблиця 1.2 – Варіант завдання
| № | E, B | ΨE, рад | f, Гц | R4, Oм | R1, Oм | L1, мГн | L2, мГн | C1, мкФ | R3, Oм | L4, мГн | C3, мкФ | M, мГн | R2, Oм |
| 1 | 70 | π/3 | 500 | 3 | 15 | 10.13 | 4 | 10 | 6 | 2 | 40 | 0.8 | 5 |
2. Розрахунок складного електричного кола постійного струму
2.1 Складання системи рівнянь за законами Кірхгофа
Рисунок 2.1 – Схема складного електричного кола постійного струму
За 1 та 2 законами Кірхгофа складемо систему рівноваг кола [2]:
2.2 Визначення струмів у всіх вітках схеми методом контурних струмів
Складемо систему рівнянь для методу контурних струмів (рис. 2.2) [3]:
 |
Рисунок 2.2 – Схема складного електричного кола постійного струму з визначеними напрямками струмів
За допомогою програмного продукту Mathcad знайдемо корені даної системи.
Розрахуємо струми у вітках даного кола
2.3 Визначення струмів у всіх вітках схеми методом вузлових потенціалів
Рисунок 2.3 – Схема складного електричного кола постійного струму
Нехай
.Складемо систему рівнянь для методу вузлових потенціалів (рис. 2.3):
За допомогою програмного продукту Mathcad знайдемо корені даної системи.
Розрахуємо струми у вітках даного кола
2.4 Перевірка правильності розв’язку
Для перевірки правильності розв’язку підставимо знайдені струми у систему рівнянь складену за законами Кірхгофа.
Як бачимо все сходиться, отже струми знайдені вірно.
2.5 Складання балансу потужності
Розрахуємо споживану колом потужність.
Розрахуємо потежність джерел енергії.
Розрахуємо похибку:
Як бачимо похибка дуже мала, що ще раз засвідчує правильність попередніх розрахунків.
2.6 Визначення струму у другій вітці (І2) методом еквівалентного генератора
Рисунок 2.4 – Алгоритм реалізації метода еквівалентного генератора напруги
а) від’єднання частини схеми для реалізації методу еквівалентного генератора напруги; б) заміна частини схеми, що залишилась на еквівалентне джерело напруги; в) знаходження напруги холостого ходу; г) знаходження еквівалентного опору і струму в гілці mn.
Рисунок 2.5 – Заміна частини схеми на еквівалентне джерело напруги.
Визначимо напругу холостого ходу кола, що буде дорівнювати ЕРС еквівалентного генератора.
Для знаходження y2 розвяжемо ту ж сисстему що і в 2.3 тільки при умові що R2 = ∞.
Отже напруга холостого ходу буде рівна.
Внутрішній опір еквівалентного джерела дорівнює вхідному опору пасивного електричного кола:
За формулою обрахуємо значення струм:
Як бачимо він збігається зі струмом I2 знайденим в пунктах 2.2 і 2.3 отже розрахунки були виконані вірно.
3. Розрахунок розгалуженого електричного кола гармонійного струму
3.1 При відсутності магнітного зв’язку між котушками індуктивності
Рисунок 3.1 – Схема розгалуженого електричного кола гармонійного струму
Розрахуємо частоту та вхідну дію на коло:
Побудуємо еквівалентну схему
Рисунок 3.2 – Еквівалентна схема розгалуженого електричного кола гармонійного струму
Розрахуємо комплексні опори:
Струми віток кола будуть дорівнювати:
Знайдемо напруги кола:
