ДОБАВИТЬ СТАТЬЮ        КУРСЫ        регистрация / вход

6 задач по теории электрических цепей

СОДЕРЖАНИЕ: чЗадание 1 İ Ė Ů (10) Ů Ů (30) Ů ŮL ŮR3 ŮR2 ŮR1 ŮC İ5 İ3 İ2 İ1 Параметры электрической цепи:

чЗадание 1

İ1
İ2
İ3
I4
İ5
ŮC

ŮR1

ŮR2
ŮR3
ŮL
(3)
(2)
(1)
(0)
Ů(0)
Ů(30)
Ů(20 )
Ů(10)
Ė
L
C
R1

İ

R3
R2

Параметры электрической цепи:

R1 = 1.1 кОм L = 0,6 · 10-3 Гн E = 24 В

R2 = 1.8 кОм C = 5.3 · 10-10 Ф I = 29 · 10-3 A

R3 = 1.6 кОм ω = 6.3 · 105 Гц

1). Используя метод узловых напряжений, определить комплексные действующие значения токов ветвей и напряжений на элементах цепи:

Составляем систему уравнений методом узловых напряжений:

Для узла U(10) имеем :

Для узла U(20 ) имеем:

Для узла U(30) имеем :

0

Вычисления полученной системы уравнений проводим в программе MATCAD 5.0 имеем :

Ů (10 ) =

Ů (20) =


Ů (30) =


Находим действующие комплексные значения токов ветвей (используя про­грамму MATCAD 5.0) :




Определяем действующие напряжения на єэлементах:


2). Найти комплексное действующее значение тока ветви, отмечен­ной знаком *, используя метод наложения:

Выключая поочередно источники электрической энергии с учетом того, что ветви содержащие источник тока представляют собой разрыв ветви, а источники напряжения коротко замкнутые ветви имеем:

После исключения источника напряжения составим цепь представлен­ную ниже:

Для полученной схемы составляем уравнения определяющее значение тока İ1.

Имеем:

После исключения источника тока имеем следующую схему:

Для полученной схемы определим ток İ 2

Результирующий ток ветви отмеченной звездочкой найдем как сумму İ1 и İ2 :

İветви = İ1 + İ2 = 0,005 + 0,007j=

Топологический граф цепи:

Полная матрица узлов:

ветви

узлы

1 2 3 4 5 6
0 -1 0 0 -1 -1 0
I 1 -1 0 0 0 1
II 0 1 1 0 0 -1
III 0 0 -1 1 1 0

Сокращенная матрица узлов

ветви

узлы

1 2 3 4 5 6
I 1 -1 0 0 0 1
II 0 1 1 0 0 -1
III 0 0 -1 1 1 0

Сигнальный граф цепи:


ЗАДАНИЕ 2


U5ё
U4

Параметры электрической цепи

С = 1.4 ·10-8 Ф Rn = 316,2 Ом

L = 0.001 Гн

R = 3.286 Ом


Рассчитать и построить в функции круговой частоты АЧХ И ФЧХ комплексного коэффициента передачи цепи по напряжению:

Находим комплексный коэффициент передачи по напряжению

Общая формула:


Определяем АЧХ комплексного коэффициента передачи цепи по напряжению:

Строим график (математические действия выполнены в MATCAD 5.0)



Определяем ФЧХ комплексного коэффициента передачи цепи по напряжению, по оси ординат откладываем значение фазы в градусах, по оси обцис значения циклической частоты




Найти комплексное входное сопротивление цепи на частоте источника напряжения:


вх

Комплексное входное сопротивление равно:


Определяем активную мощность потребляемую сопротивлением Rn:


Pактивная = 8,454·10-13

Задание 3

IC
ILR

Параметры электрической цепи:

L = 1.25·10-4 Гн

С = 0,5·10-9 Ф

R = 45 Ом Rn = R0

R0 = 5,556·103 – 7,133j Ri = 27780 – 49,665j

1. определить резонансную частоту, резонансное сопротивление, характеристическое сопротивление, добротность и полосу пропускания контура.

Резонансная частота ω0 = 3,984·106 (вычисления произведены в MATCAD 5.0)

Резонансное сопротивление:


Характеристическое сопротивление ρ в Омах


Добротность контура



Полоса пропускания контура

Резонансная частота цепи

ω0 = 3,984·106

Резонансное сопротивление цепи


Добротность цепи

Qцепи = 0,09

Полоса пропускания цепи


2.


Рассчитать и построить в функции круговой частоты модуль полного сопротивления:

3. Рассчитать и построить в функции круговой частоты активную составляющую полного сопротивления цепи:


4. Рассчитать и построить в функции круговой частоты реактивную составляющую полного сопротивления цепи:


5. Рассчитать и построить в функции круговой частоты АЧХ комплексного коэффициента передачи по току в индуктивности:


6.
Рассчитать и построить в функции круговой частоты ФЧХ комплексного коэффициента передачи по току в индуктивности:

7. Рассчитать мгновенное значение напряжение на контуре:

Ucont =229179·cos(ω0 t + 90˚)

8. Рассчитать мгновенное значение полного тока на контуре:

Icont = 57,81cos(ω0 t + 90˚)

9. Рассчитать мгновенное значение токов ветвей контура:

ILR = 646cos(ω0 t + 5˚)

IC = 456,5cos(ω0 t - 0,07˚)

Определить коэффициент включения Rn в индуктивную ветвь контура нагрузки с сопротивлением Rn = Ro, при котором полоса пропускания цепи увеличивается на 5%.


C
C
C

Данную схему заменяем на эквивалентную в которой параллельно включенное сопротивление Rn заменяется сопротивлением Rэ включенное последовательно:


Выполняя математические операции используя программу MATCAD 5.0 находим значение коэффициента включения KL :


Задание 4

Параметры цепи:

e(t) = 90sinωt = 90cos(ωt - π/2 )

Q = 85

L = 3.02 · 10-3 Гн

С = 1,76 • 10-9 Ф

Рассчитать параметры и частотные характеристики двух одинаковых связанных колебательных контуров с трансформаторной связью, первый из которых подключен к источнику гармонического напряжения.

1. определить резонансную частоту и сопротивление потерь R связанных контуров:


2. Рассчитать и построить в функции круговой частоты АЧХ И ФЧХ нормированного тока вторичного контура при трех значениях коэффициента связи Ксв = 0.5Ккр (зеленая кривая на графике), Ксв = Ккр (красная кривая на графике), Ксв = 2Ккр (синяя кривая на графике), где Ккр – критический коэффициент связи.



ФЧХ нормированного тока вторичного контура при трех значениях коэффициента связи Ксв = 0.5Ккр (зеленая кривая на графике), Ксв = Ккр (красная кривая на графике), Ксв = 2Ккр (синяя кривая на графике), где Ккр – критический коэффициент связи.


Графически определить полосу пропускания связанных контуров при коэффициенте связи Ксв = 0,5Ккр

Графически определить полосу пропускания связанных контуров при коэффициенте связи Ксв = Ккр


Графически определить полосу пропускания связанных контуров при коэффициенте связи Ксв = 2Ккр, а так же частоты связи.



Задание5


Рассчитать переходный процесс в электрической цепи при включении в нее источника напряжения e(t) амплитуда которого равна E = 37 и временной параметр Т = 0,46 мс, сопротивление цепи R = 0.9 кОм, постоянная времени τ = 0.69.


Определить индуктивность цепи, а так же ток и напряжение на элементах цепи

Гн


Так как данная цепь представляет собой последовательное соединение элементов, ток в сопротивлении и индуктивности будет одинаковым следовательно для выражения тока цепи имеем:

Исходное уравнение составленное для баланса напряжений имеет вид:


Заменяя тригонометрическую форму записи напряжения е(t) комплексной формой

Имеем:


Используя преобразования Лапласа заменяем уравнение оригинал его изображением имеем:


Откуда


Используя обратное преобразование Лапласа находим оригинал I(t):


Переходя от комплексной формы записи к тригонометрической имеем


Определяем напряжение на элементах цепи



Задание 6


Параметры четырехполюсника

С = 1.4 ·10-8 Ф

L = 0.001 Гн

R = 3.286 Ом

ω = 1000 рад/с


Рассчитать на частоте источника напряжения А параметры четырехполюсника:

Параметры А11 и А21 рассчитываются в режиме İ 2 = 0




Параметры А12 и А22 рассчитываются в режиме Ŭ 2 = 0

Ů2



Исходная матрица А параметров четырехполюсника:


Оглавление

Задание 1 стр.1-7

Задание 2 стр.8-11

Задание 3 стр.12-18

Задание 4 стр.13-23

Задание 5 стр.14-27

Задание 6 стр.27-30

СКАЧАТЬ ДОКУМЕНТ

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ  [можно без регистрации]
перед публикацией все комментарии рассматриваются модератором сайта - спам опубликован не будет

Ваше имя:

Комментарий