§3. Расчёт нелинейной электрической цепи переменного тока

В электротехнике, электромеханике и электроэнергетике широко применяются нелинейные электрические цепи переменного тока. К таким цепям можно отнести управляемые и неуправляемые выпрямители. В EWB собрана схема однофазного мостового выпрямителя с фильтром низких частот на выходе, работающего на активную нагрузку (рис. 1. 34). Видно, что выпрямленное напряжение сглаживается.

Рис. 1. 34

§4. П- и Т-образные схемы замещения четырёхполюсников

Из курса теоретических основ электротехники известна теория четырёхполюсников. Эта теория находит широкое применение для ис- следования нелинейных цепей.

Четырёхполюсник можно представить П- и Т-образными схемами замещения. Параметры четырёхполюсника определяются по опытам ко-

роткого замыкания и холостого хода (рис. 1.35). В режиме холостого хода к выходу схемы подключено сопротивление 100 МОм, на несколько по- рядков превышающее сопротивления схемы замещения. В режиме корот- кого замыкания к выходу схемы подключено сопротивление 0.001 Ом, на

несколько порядков меньшее сопротивлений схемы замещения.

Рис. 1.35

§5. Цепи с управляемыми источниками

В программе EWB возможно использование цепей с управляемы-

ми источниками.

Цепью с управляемым источником можно представить усилитель переменного тока, собранный на транзисторе. При известных h- параметрах транзистора исследовать динамику и частотные свойства усилителя возможно заменив транзистор на источник тока, управляе- мый напряжением.

На рис. 1.36 в качестве примера использования цепей с управляе-

мыми источниками показано включение на одинаковое сопротивление нагрузки 100 Ом источника напряжения, управляемого напряжением с

коэффициентом передачи 1 В/В и источника тока, управляемого током с коэффициентом трансформации 1 А/А. Легко убедиться, что эти схемы

эквивалентны, так как мощность, рассеиваемая на сопротивлении на-

грузки одинакова.

Рис. 1.36

§6. Применение ewb при проектировании и исследовании электрических фильтров

Электрические фильтры подразделяются на активные (на опера-

ционных усилителях) и пассивные (на RLC-элементах).

Программа EWB имеет инструменты Bode Plotter и Oscilloscope,

позволяющие исследовать частотные характеристики и динамику элек-

трических фильтров. Приёмы работы с этими инструментами EWB рас- смотрены ранее. Для исследования фильтров, как и для усилителей пе- ременного тока, представляют интерес численные значения следующих параметров:

- главная и побочные резонансные частоты,

- полоса пропускания и полоса подавления,

- добротность,

- интенсивность подавления в полосе подавления,

На рис. 1.37 показан пример определения резонансной частоты сложного активного фильтра с применением инструмента Bode Plotter

и вкладки Magnitude .

Рис. 1.37

Рассмотрим симметричный двухзвенный Г-образный нагружен-

_{ный LC – фильтр (рис. 1.38).}

L₁ R₁ L₂

U

^E₁

^{1 C}₁

^I₁

^R₂

I

3

I₂ C₂

R₃ U₂

Рис. 1.38. Двухзвенный Г-образный LC – фильтр

_{Такой фильтр имеет две резонансные частоты (см. рис. 1.39), ко-}

_{торые в}

_{ненагруженном режиме дают значительное увеличение коэф-}

_{фициента передачи по сравнению}

_{с режимом постоянного}

_{тока. Для}

приведённого примера выбраны пределы по вертикальной оси от -80

до 20 дб и по горизонтальной оси от 33 Гц до 33 кГц, а на частоте 170.4

_{Гц коэффициент передачи фильтра составляет 18.91 дб.}

Рис. 1.39