Уфимский государственный авиационный технический университет

Министерство образования Российской Федерации

Кафедра ТОЭ

Курсовая работа

Тема: Расчёт электрических цепей, содержащих четырехполюсники и управляемые элементы

Выполнил: Байматов Р. М.

Проверил: Гусейнова Т. И.

УФА 2002 г.

Расчёт электрических цепей, содержащих четырехполюсники и управляемые элементы

В курсовой работе исследуется установившийся и переходный режимы в электрической цепи, изображенной на рисунке 1.1

ZAD6-180502-3

Y

В таблице 1 приведено задание к курсовой работе для варианта №3

1; Y2; Z3

F=50 Гц

R0=0 кОм

R1=1.4 кОм

C1=0 мкФ

R2=8 кОм

C2=0.9 мкФ

R3=1.5 кОм

C3=0.2 мкФ

RN=2.3 кОм

U

Таблица 1

=400 Мв; E=80 град

УСИЛИТЕЛЬ В

1.1 В соответствии с вариантом задания построим схемы пассивного четырехполюсника (Рисунок 1.2) и активного четырехполюсника (усилителя) (Рисунок 1.3):

    1. Определение А-параметров пассивного четырехполюсника.

Запишем выражения для А-праметров пассивного четырехполюсника:

Проверим принцип взаимности:

    1. Определение А-параметров активного четырехполюсника (усилителя).

Используем линейную схему замещения с зависимыми источниками.

H11=103

H12=10-4

H21=65

H22=10-4

Составим систему уравнений по законам Кирхгофа:

-U1+IбH11+H12U2=0

IBRB+U2-U1=0

I1-Iб-IB=0

IB-I2-H21Iб-H22U2=0

Преобразуя систему приведем её к виду:

Получим:

Отсюда находим:

    1. Определение А-параметров каскадного соединения пассивного и активного четырехполюсников.

    1. Определение входного сопротивления Rвх.А активного четырехполюсника.

    1. Определение коэффициента передачи по напряжению Кп пассивного четырехполюсника.

    1. Определение коэффициента передачи по напряжению КА активного четырехполюсника.

    1. Определение коэффициента передачи по напряжению К каскадного соединения четырехполюсников двумя способами.

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

б) по коэффициентам передачи Кп и КА четырехполюсников:

    1. Расчет комплексно частотной характеристики (КЧХ) по напряжению Кп(j) для пассивного четырехполюсника, нагруженного на сопротивление Rвх.А.

Выражения (1) подставляем в (2), а выражения (2) подставляем в (3):

(1)

(2)

(3)

(4)

Упростим полученное выражение (4) и произведем замену:

Примечание: Rin=Rвх

Далее упрощая и заменяя приведем к виду:

, где

Гц - частота

    1. Построение амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) – К() и фазо-частотной характеристики (ФЧХ) -  в одной системе координат.

К()=|Кп()| - (АЧХ)

=arg(Кп()) - (ФЧХ)

К()



Значения К() и  при =50..1600

, Гц

К()

, рад

, 

50

0.1942076402

0.9360518795

53.6318221006

100

0.3377764184

0.9410831029

53.9200899647

200

0.5372511624

0.7689511055

44.0576529951

400

0.7210105528

0.5508366204

31.5606135493

800

0.8648464062

0.3668570065

2

Таблица 2

1.0193581601

1600

0.95316058

0.2145057825

12.2902760192

    1. Составление схемы для расчета переходного процесса, возникающего при подключении синусоидального ЭДС

к R-C цепи (рисунок 1.2), нагруженной на сопротивление Rвх.А

Запишем выражение для UA­(t):

UA­(t)= UA­пр(t)+UA­св(t) (5)

Найдем принужденную составляющую

Uпрm(t)=ЕmКп=0,4е j 900,1942е j 53,63=0,07768е j 143,63

Uпр(t)= 0,07768sin(t+143,63)

Найдем свободную составляющую

UA­св(t)=А1е р1t2е р2t

Отсюда

Упростив полученное выражение, получим квадратное уравнение

=0

Запишем выражение для UA­(t) с учетом всех полученных значений

UA­(t)= 0,07768sin(t+143,63)+ А1е р1t2е р2t (6)

Найдем А1 и А2 из зависимых начальных условий UA­(0) и

=24,4cos(100t+143.63)+р1А1е р1t + р2А2е р2t

=24,4cos143.63+р1А12А2

UA­(0)= 0,07768sin143.63+А12 (7)

Для определения и UA­(0) составим систему уравнений по законам Кирхгофа для послекоммутационной цепи с учетом законов коммутации

i(t)= i1(t)+i2(t)+i3(t)=i1(t)+i4(t)+i5(t)

i1(t)R1=e(t)

i2(t)=

i3(t)R2=UC2

i4(t)=

i5(t)Rвх= i4(t)R3+UC3

i1(t)R1= i3(t)R2+i4(t)R3+UC3

Применяем закон коммутации UC(-0)=UC(+0)=UC(0)=0, t=0, получим

UA­(0)=0,399999698

Продифференцируем систему уравнений

=-928,7844444

Полученные значения UA­(0) и подставим в систему (7)

-928,7844444=24,4cos143.63+р1А12А2

0,399999698= 0,07768sin143.63+А12

Решая полученную систему, находим А1 и А2

Перепишем выражение (6) в виде

Построим в одной системе координат графики зависимости напряжений входного и выходного сигналов в зависимости от времени