Курсовой - Расчёт электрических цепей, содержащих четырёхполюсники и управляемые источники1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра теоретических основ электротехники

КУРСОВАЯ РАБОТА

РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ ЧЕТЫРЁХПОЛЮСНИКИ И УПРАВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ

Выполнил:

студент группы ИИТ-232

Усманов В. В.

Принял:

преподаватель

Парфенов Е. В.

УФА – 2005

Задание на курсовую работу:

В работе исследуется установившийся и переходный режимы в электрической цепи, изображённой на рис. 1.1

Рис. 1.1

1. В соответствии с вариантом задания построить схемы пассивного четырёхполюсника П (рис. 1.2), содержащего последовательное (Z) или параллельное (Y) соединение резисторов R_i и ёмкости C_i (i = 1, 2, 3)

Рис. 1.2

и активного четырёхполюсника (усилителя) В (рис 1.3).

Рис. 1.3.

2. Записать выражения для А-параметров пассивного четырёхполюсника в функции частоты. Рассчитать эти параметры на заданной частоте f. Проверить принцип взаимности.

3. Рассчитать А-параметры усилителя, используя линейную схему замещения с зависимыми источниками (рис. 1.3).

4. Рассчитать А-параметры каскадного соединения пассивного и активного четырёхполюсников (рис. 1.1).

5. Определить входное сопротивление R_{вх. А} усилителя, нагруженного на резистор R_н. Расчёт выполнить двумя способами:

   1. Путём вычисления отношения напряжения к току на входе усилителя по схеме замещения, представленной на рис. 2.4;

   2. Через А-параметры усилителя.

6. Найти коэффициент передачи по напряжению К_П пассивного четырёхполюсника, нагруженного на сопротивление R_{вх. А}.

7. Найти коэффициент передачи по напряжению К_А активного четырёхполюсника (усилителя), нагруженного на сопротивление R_н.

8. Найти коэффициент передачи по напряжению К каскадного соединения четырёхполюсников двумя способами:

1. По А-параметрам каскадного соединения четырёхполюсников с активной нагрузкой;

2. По коэффициентам передачи К_П и К_А четырёхполюсников.

9. Рассчитать комплексную частотную характеристику (КЧХ) по напряжению

.

для пассивного четырёхполюсника, нагруженного на сопротивление R_{вх. А}.

9. Рассчитать КЧХ по напряжению каскадного соединения пассивного и активного четырёхполюсников:

.

9. Построить частотные характеристики АЧХ - и ФЧХ - в одной системе координат. Сделать вывод о фильтрующих свойствах цепи, приняв за полосу прозрачности диапазон частот, в котором , где К_max – максимальное значение модуля коэффициента передачи по напряжению цепи.

10. Составить схему для расчёта переходного процесса, возникающего при подключении синусоидального источника ЭДС

к R-C цепи (рис. 1.2), нагруженной на сопротивление R_{вх. А}. Переходной процесс рассчитать на частоте .

Найти напряжение U_вых(t) на резисторе R_н в переходном режиме. Построить на одном графике напряжение входного и выходного сигналов в зависимости от времени.

1. Составим схему пассивного четырёхполюсника:

R₀ = 6  10³Ом

R₂ = 1  10³ Ом

C₂ = 0.3  10^-6 Ф

R₃ = 7.5  10³ Ом

C₂ = 0.1  10^-6 Ф

Rn=310 Ом

f=50 Гц

активного четырёхполюсника:

2. Расчёт А-параметров пассивного четырёхполюсника:

Проверим принцип взаимности:

Принцип взаимности выполняется

3. Расчёт А-параметров усилителя:

Ом

Cм

Ом

4. Расчёт А-параметров каскадного соединения:

5. Определение входного сопротивления усилителя:

а) через А-параметры:

Ом

б) по законам Кирхгофа:

Составим систему уравнений:

Решая данную систему, получаем:

Ом

6. Определение коэффициента передачи по напряжению К_П пассивного четырехполюсника:

7. Определение коэффициента передачи по напряжению К_А активного четырехполюсника:

8. Расчёт коэффициента передачи по напряжению К каскадного соединения четырёхполюсников:

а) по А-параметрам каскадного соединения четырехполюсников с активной нагрузкой:

_{б) по коэффициентам передачи КА и КП четырехполюсников:}

9.Рассчитаем КЧХ по напряжению:

10. Рассчитаем КЧХ по напряжению каскадного соединения активного и пассивного четырехполюсников:

11. Построим АЧХ и ФЧХ в одной системе координат

при f>60 Гц→ ФВЧ

(0÷60) – полоса затухания

(60÷∞) – полоса прозрачности

12. Анализ цепи в переходном режиме:

Составим схему:

Рассчитаем Uвых(t) классическим методом

1)

Независимые начальные условия:

U_C1(-0)=U_C1(+0)=0

U_C2(-0)=U_C2(+0)=0

2) Найдем корни характеристического уравнения:

3) Найдем постоянные интегрирования:

Для определения и составим уравнения Кирхгофа для цепи с учетом законов коммутации:

Для момента времени t=+0

U_C1(-0)=U_C1(+0)=0

U_C2(-0)=U_C2(+0)=0

Продифференцируем систему:

Подставляем найденные значения в систему уравнений:

График напряжений входного и выходного сигналов в зависимости от времени:

График свободной и вынужденной составляющей выходного сигнала:

Список литературы:

1. Нейман Л.Р., Демирчан К.С. Теоретические основы электротехники. т.1. – Л.: Энергоиздат, 1981.

2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. – М.: Высшая школа, 1978.

3. Методические указания к курсовой работе по теории электрических цепей, Виноградова Л.Е., Гусейнова Т.И., Медведева Л.С. – УГАТУ, 1997.