1.4.2. Получить формулы для входного сопротивления со стороны узлов 1, 0, а также выражение для передаточной функции на узлах 3,0.

Рис. 10 Входное сопротивление

Рис. 11 Передаточная функция

1.4.3. Построить частотные характеристики по полученным выражениям входного сопротивления и передаточной функции в указанном пакете программ.

Первый диапазон частот брать от нуля до 5000 рад/с. Провести уточнение диапазона частот каждому студенту индивидуально с целью представления частотных характеристик наиболее информативно.

Графики АЧХ и ФЧХ делать в едином масштабе для совмещения и изучения хода кривых в локальных экстремумах.

Выделить в другом масштабе участки графиков, где наблюдаются локальные экстремумы кривых

Рис. 12 Za(ω) – АЧХ входного сопротивления. φвх(ω) – ФЧХ входного сопротивления.

HuA(ω) – АЧХ передаточной функции. φu(ω) – ФЧХ передаточной функции.

1.4.4. Проверить частотные характеристики входного сопротивления и передаточной функции, используя программу схемотехнического моделирования micro-cap.

Каждому значению частоты, для которого существует локальный экстремум, поставить в соответствие эквивалентную схему резонанса напряжений или резонанса токов.

Рис. 13 Схема для анализа АЧХ и ФЧХ в MicroCAP

Рис. 14

Графики АЧХ (Синим) и ФЧХ (Красным) входного сопротивления.

Графики АЧХ (Зеленым) и ФЧХ (Оранжевым) передаточной функции.

Вывод

В рамках данной курсовой работы был проведён всесторонний анализ линейной электрической цепи в различных режимах её функционирования: при воздействии постоянного тока, синусоидального сигнала, а также в частотной области. На каждом этапе исследования использовались как классические методы анализа (методы Кирхгофа, контурных токов), так и современные программные средства моделирования — Micro-Cap и Mathcad.

В режиме постоянного тока были определены установившиеся значения токов и напряжений во всех ветвях цепи, что позволило подтвердить соблюдение законов Кирхгофа и корректность составленных уравнений. При переходе к анализу в режиме синусоидального воздействия, расчёты производились как во временной, так и в комплексной формах. Это обеспечило более глубокое понимание фазовых соотношений и позволило проверить энергетический баланс в цепи. Частотный анализ раскрыл особенности резонансных процессов, а также продемонстрировал зависимость входного сопротивления и передаточной функции от частоты.

Работа показала, что применение различных методов анализа в зависимости от характера воздействия на цепь позволяет получить полное представление о её поведении и энергетических процессах. Построенные частотные характеристики обладают практической ценностью при проектировании и оптимизации электрических схем. Полученные результаты и навыки моделирования могут быть использованы в дальнейших инженерных задачах и исследованиях в области электротехники.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Крейнделин В.Б., Григорьева Е.Д., Степанова А.Г. Теоретические основы электротехники: учебно–методическое пособие. – М.: Московский технический университет связи и информатики, 2021. – 68 c.

2. «Основы теории цепей, Основы схемотехники, Радиоприёмный устройства: лабораторный практикум на персональном комьютере», В.В.Фриск, В.В.Логвинов, Москва, «Солон-Пресс», 2008 г.

3. «Теоретические основы электротехники, Часть 1», Е.Б.Шандарова, «Издательство Томского Политехнического Университета», 2009 г.