Министерство образования и науки

Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный

архитектурно-строительный университет

Факультет инженерной экологии и городского хозяйства

Кафедра электроэнергетики и электротехники

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ЦЕПЕЙ

Методические указания

Санкт-Петербург

2014

УДК 658.382.3:621.3

Рецензент канд. техн. наук, доц. Соколов В.Я.(СПбГАСУ)

Моделирование электрических цепей: метод.указ./ сост. В.В. Резниченко, О.П. Томчина; СПбГАСУ. – СПб., 2014 – с. 25

Методические указания к выполнению курсовой работы по моделированию электрических цепей для студентов специальности 140.000 «Электроэнергетика и электротехника».

Предназначены для выполнения курсовой работы по общей электротехнике, целью которой является закрепление знаний об основных методах расчета линейных цепей во временной и частотной областях.

Указания включают краткое изложение вопросов теории и пояснение к оформлению работы.

Табл. 1. Ил. 11. Библиограф. 8

 Санкт-Петербургский государственный

архитектурно-строительный университет, 2014

Цель и задачи курсовой работы

Целью данной курсовой работы является закрепление и углубление знаний, полученных на лекциях, практических и лабораторных занятиях по курсу «Общей электротехники», а также приобретение необходимых навыков и опыта при самостоятельном освоении различных методов количественного и качественного анализа процессов передачи сигналов через линейные электрические цепи.

Расчет начинается с нахождения входной и передаточной функций заданной цепи. Затем определяются переходная и импульсная характеристики для выходного сигнала. Реакция на выходе цепи находится также:

а) при воздействии сигнала в виде одиночного импульса;

б) при периодическом несинусоидальном режиме.

Для использования вычислительных средств в курсовой работе введен раздел о формировании описания заданной электрической цепи по методу пространства состояний.

В целом с учетом содержания курса «Общей электротехники и электроники» и специфики последующих дисциплин, изучаемых студентами специальности 2203, материал курсовой работы охватывает следующие разделы теории цепей: анализ линейных электрических цепей во временной области; переходные и импульсные характеристики схемы; анализ цепей при установившемся гармоническом режиме методом комплексных амплитуд; теория четырехполюсников; методы расчета сложных цепей; использование операторного и частотных методов анализа.

Задание к курсовой работе

В курсовой работе исследуется цепь второго порядка с наиболее распространенной лестничной структурой. Для заданной цепи находятся входная и передаточная функции, и затем определяются переходная и импульсная характеристики для выходного сигнала. Формируются уравнения цепи через переменные состояния. Определятся спектр входного воздействия и его ширина и частотная характеристика цепи. После этого определяется спектр реакции цепи на единичное воздействия. Реакция цепи находится:

а) при воздействии сигнала в виде одиночного импульса;

б) при периодическом несинусоидальном режиме.

Задание. Резистивная нагрузка R = 1 Ом соединена с источником при помощи пассивного линейного четырехполюсника, представляющего собой цепь типа RL, RC или RLC. Возможные схемы цепей показаны на рис. 1 и 2. В табл. 1 указаны параметры схем, форма и длительность одиночного импульса для одного из вариантов расчета. Формы импульсов представлены

Рис. 1 Рис. 2

Рис.3

Вариант	Характеристики элементов				Характеристики сигналов
	1	2	3	4	Форма Рис.3	, с	Амплитуда,	n=T, 
	Схема рис.1
1	L = 4	R = 1	L = 2	R = 2	а	0.1	5	2
3	R = 1	L = 4	R = 2	L = 1	е	5	1	2
5	L = 2	R = 2	R = 1	L = 1	в	2	10	2
7	R = 2	L = 1	L = 4	R= 2	г	2	5	2
9	R = 2	R = 1	L = 1	L = 2	д	3	1	2
11	C = 1	R = 1	C = 3	R = 2	а	20	10	2
13	R = 1	C = 4	R = 2	C = 1	б	1	5	2
15	C = 3	R = 1	R = 2	C = 1	в	5	1	2
17	R = 4	C = 0.5	C = 1	R = 1	е	2	10	2
19	R = 0.5	R = 0.5	C = 2	C = 0.5	д	2	10	2
21	L = 0.5	R = 1	C = 2	R = 1	а	1	1	2
23	R = 0.5	L = 2	R = 2	R = 2	б	1	10	2
25	L = 0.5	R = 2	R = 2	C = 1	в	0.5	10	2
2	C = 4	R = 1	C = 1	R = 0.5	д	0.1	20	2
4	R = 1	L = 4	R = 0.5	C = 1	а	10	10	2
6	C = 2	R = 0.5	R = 1	C = 1	г	3	2	2
8	R = 0.5	C = 1	C = 4	R = 0.5	в	2	20	2
10	R = 0.5	R = 1	C = 2	C = 1	а	2	10	2
12	L = I	R = 1	L = 2	R = 0.5	е	30	2	2
14	R = I	L = 4	R = 0.5	L = 1	в	0.5	20	2
16	L = 3	R = 1	R = 0.5	L = 1	а	10	10	2
18	R = 0.25	L = 2	L = 1	R = 1	е	2	2	2
20	R = 0.25	R = 1	L = 1	L = 2	в	1	20	2
22	C = 2	R = 1	L = 2	R = 0.25	д	2	20	2
24	R = 1	C = 4	R = 0.2	L = 2	в	1	2	2
26	C = 2	R = 1	R = 0.2	L = 4	г	0.5	2	2

L – Гн; С – Ф; R – Oм.