Методы анализа цепей постоянного тока

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    424,13 Кб
  • Опубликовано:
    2013-04-04
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Методы анализа цепей постоянного тока

Задача 1

электрический постоянный ток цепь

Дана электрическая схема постоянного тока, известны постоянные ЭДС E1, E2, E3. Заданы сопротивления ветвей R1, R2, R3:

Рис.

Требуется:

) рассчитать, считая потенциал точки 0 равным нулю, потенциалы точек схемы 1, 2, 3, 4;

) рассчитать токи в ветвях цепи I1, I2, I3;

) проверить выполнение первого и второго законов Кирхгофа для узлов и ветвей цепи;

) проверить данные расчетов, выполнив компьютерное моделирование электрической цепи с помощью пакета «MC9».

Решение

. Воспользуемся методом узловых потенциалов. Потенциал точки 4:


Потенциалы точек 1, 2 и 3 относительно точки нулевого потенциала соответственно равны:


. Определим токи в ветвях и  по закону Ома:


. Выполним проверку с помощью законов Кирхгофа.

По первому закону Кирхгофа:


По второму закону Кирхгофа:


4. Выполним моделирование в системе MC9. В результате моделирования имеем следующую схему:

Рис.

Видно, что результат моделирования полностью совпадает с результатами расчёта.

Задача 2

На рисунках даны два варианта электрических цепей: двухполюсной (a) и четырёхполюсник (b). В таблице индивидуальных заданий даны величины элементов цепей R, С и L, а также частота ω, амплитуда Uм и начальная фаза φ гармонического входного напряжения uвх(t).

Рис.

Требуется:

) рассчитать токи в цепях и напряжения на элементах цепей, записать их в форме гармонических колебаний;

) построить векторные диаграммы напряжений;

) с помощью пакета «MC9» сделать проверку верности расчетов амплитуд токов и напряжений гармонических колебаний, а также фазового сдвига между i(t) и uвх(t) в цепи a) и фазового сдвига между uвх(t) и uвых(t) в цепи b).

Цепь b), .

Решение

. Ток в цепи i(t) определяем символическим методом, выполняя следующие шаги.

Гармоническое воздействие заменяем его комплексной амплитудой:


Входное сопротивление цепи:


Любое комплексное число можно представить в трех формах: алгебраической, показательной и тригонометрической. Я представил  в алгебраической форме, зачем требовать показательную?! Ведь когда я пишу к примеру число 0,2, с меня же не требуют написать, что оно равно 2/10 или 1/5. Чушь, а не замечание! Но я добавил…

Согласно закону Ома ток равен:


Я не округлял. Расчёты были проведены с тремя знаками после запятой. Результат просто такой получился…

Напряжение на элементах схемы:


.Построим векторную диаграмму напряжений:

Рис.

Видно, что сумма векторов  и  равна вектору .

. Выполним моделирование в системе MC9. В результате моделирования имеем следующую схему:

Рис.

Представим временные графики сигналов:


Временной сдвиг колебаний составляет:


Фазовый сдвиг в радианах между входным и выходным напряжением равен:


Этот результат подтверждает расчет: действительно, фаза напряжения генератора равна +75°, фаза напряжения на катушке +154°, сдвиг фаз между ними равен +79°, напряжение на катушке опережает по фазе напряжение источника.

Задача 3

На рисунках a) и b) даны два варианта четырёхполюсной электрической цепи. В таблице индивидуальных заданий указана цепь для анализа и соотношения между значениями резисторов 1 и 2.

Рис.

Требуется:

) определить и построить АЧХ и ФЧХ цепи;

) определить и построить переходную и импульсную характеристики цепи, проверить выполнение предельных соотношений;

) с помощью пакета «MC9» промоделировать частотные и временные характеристики цепи, сравнить их с рассчитанными. При моделировании абсолютные значения величин элементов цепи R, L и С взять равными соответственно 1 кОм, 1 мГн и 1 нФ.

Цепь b).

- 2R

- 3R

Решение

. Запишем выражение комплексной передаточной функциицепи и выделим из него модуль и аргумент:


Тогда АЧХ:


ФЧХ:


Представим схематично графики АЧХ и ФЧХ:

Рис.

Рис.

2.Определим переходную и импульсную характеристики цепи:


Представим графики:

Рис.

Рис.

. Выполним моделирование в системе MC9. В результате моделирования имеем следующую схему:

Рис.

Представим графики, полученные в процессе моделирования:

Рис.

Рис.

Рис.

Видно, что результат моделирования полностью совпадает с результатами расчёта.

Похожие работы на - Методы анализа цепей постоянного тока

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!