Содержание

Введение 3

1.Сведения из теории 4

1.1.Закон Ома 4

1.1.1.Закон Ома в интегральной форме 4

1.1.2. Закон Ома в дифференциальной форме 4

1.1.3. Закон Ома для переменного тока 5

1.2.Законы Кирхгофа 6

1.2.1.Первый закон Кирхгофа 6

1.2.2.Второй закон Кирхгофа 7

1.3. Электрический импеданс 8

2.Вычисление частотных характеристик 11

3.Моделирование в среде Micro-Cap 8 14

4.Сравнение результатов 16

Вывод 17

Литература 18

Введение

Электротехника — область технических наук, изучающая получение, распределение, преобразование и использование электрической энергии.

Электротехника выделилась в самостоятельную науку из физики в конце XIX века, после коммерциализации телеграфа и средств передачи электрической энергии.

В настоящее время электротехника включает в себя несколько наук: электроэнергетику, электронику, системы управления, обработку сигналов и телекоммуникации. Основное отличие от электроники заключается в том, что электротехника изучает проблемы, связанные с силовыми крупногабаритными электронными компонентами: линии электропередачи, электрические приводы, в то время как в электронике основными компонентами являются компьютеры и интегральные схемы. В другом смысле, в электротехнике основной задачей является передача электрической энергии, а в электронике — информации. [1]

Целью курсовой работы является аналитическое вычисление частотных характеристик RLC-цепи, моделирование поставленной задачи в среде Micro-Cap и сравнение результатов ручного и компьютерного моделирования.

1.Сведения из теории

1.1.Закон Ома

Зако́н О́ма — физический закон, определяющий связь между напряжением, силой тока и сопротивлением проводника в электрической цепи. Открыт в 1826 году, назван в честь его первооткрывателя Георга Ома.

Формулировка: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи.

Закон Ома записывается формулой:

(1)

где: I — сила тока (А), U — напряжение (В), R — сопротивление (Ом).

Георг Ом, проводя эксперименты с проводником, установил, что сила тока I в проводнике пропорциональна напряжению U, приложенному к его концам: I ~ U, или I = G*U. Коэффициент пропорциональности G назвали электропроводностью, а величину R = 1/G принято именовать электрическим сопротивлением проводника.

1.1.1.Закон Ома в интегральной форме

Закон Ома для участка электрической цепи имеет вид:

или или

где:

U— напряжение или разность потенциалов,

I— сила тока,

R— сопротивление.

Закон Ома также применяется ко всей цепи, но в несколько изменённой форме:

(2)

где:

ε — ЭДС источника напряжения,

I— сила тока в цепи,

R— сопротивление всех внешних элементов цепи,

r — внутреннее сопротивление источника напряжения.

1.1.2. Закон Ома в дифференциальной форме

Сопротивление R зависит как от материала, по которому течёт ток, так и от геометрических размеров проводника.

Полезно переписать закон Ома в так называемой дифференциальной форме, в которой зависимость от геометрических размеров исчезает, и тогда закон Ома описывает исключительно электропроводящие свойства материала. Для изотропных материалов имеем:

(3)

где:

j — вектор плотности тока,

— удельная проводимость,

E — вектор напряжённости электрического поля.

Все величины, входящие в это уравнение, являются функциями координат и, в общем случае, времени. Если материал анизотропен, то направления векторов плотности тока и напряжённости могут не совпадать. В этом случае удельная проводимость является тензором ранга (1, 1).