Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

(МТУСИ)

Факультет "Радио и телевидение"

Кафедра "Теории электрических цепей"

Курсовая работа

на тему:

"Расчёт разветвлённых цепей"

Выполнила

Студентка гр. ******** _____________ ********

Проверил

К-т техн. наук ______________ Мосичев А. В.

Москва 2023

СОДЕРЖАНИЕ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ 4

1 ЧАСТЬ 1. РАСЧЁТ РЕЗИСТИВНЫХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА 6

1.1 Расчёт резистивных цепей постоянного тока 6

1.2 Метод уравнений Кирхгофа 7

1.3 Метод контурных токов 9

1.4 Метод узловых потенциалов 11

1.5 Метод двух узлов 12

1.6 Метод наложения 13

1.7 Расчёт тока в сопротивлении R₁ методом эквивалентного генератора ЭДС 16

1.8 Расчёт тока в сопротивлении R₂ методом эквивалентного генератора тока 19

1.9 Расчёт баланса мощностей для исходной схемы. Проверка баланса мощностей с помощью ЭВМ 22

2 ЧАСТЬ 2. РАСЧЁТ РАЗВЕТВЛЁННЫХ ЦЕПЕЙ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА 24

2.1 Расчёт параметров элементов схемы по формулам 24

2.2 Метод уравнений Кирхгофа. Векторная диаграмма токов 26

2.3 Метод контурных токов 29

2.4 Метод узловых потенциалов 31

2.5 Метод двух узлов 32

2.6 Метод наложения 33

2.7 Расчёт комплексного тока в сопротивлении R₁ методом эквивалентного генератора ЭДС 37

2.8 Расчет комплексного тока в сопротивлении R₂ методом эквивалентного источника тока 40

2.8.1 Расчёт комплексного тока в ветви, содержащей сопротивление Z₂ 40

2.8.2 Расчёт комплексного тока в ветви, содержащей сопротивление z3 43

2.9 Баланс мощностей 45

3 ЧАСТЬ 3. ТИПОВОЙ РАСЧЁТ 48

3.1 Определение комплексной передаточной функции по напряжению 49

3.2 Определение операторной передаточной функции по напряжению 52

3.3 Определение переходной характеристики g(t), график п(е) 53

3.4 Определение импульсной характеристики h(t), график h(t) 54

3.5 Определение комплексной спектральной плотности сигнала; расчёт и построение графика амплитудного спектра 55

3.6 Определение комплексной спектральной плотности сигнала на выходе цепи; расчёт и построение графика амплитудного спектра 56

3.7 Определение функции мгновенного напряжения на выходе цепи, построение графика 57

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 61

Цель работы

В первой части работы необходимо рассчитать резистивные цепи постоянного тока, используя методы анализа электрических цепей:

1. Методом Кирхгофа определить токи во всех ветвях.

2. Методом контурных токов определить токи во всех ветвях.

3. Методом узловых потенциалов определить токи во всех ветвях.

4. Методом двух узлов определить токи во всех ветвях.

5. Методом наложения определить токи во всех ветвях

6. Рассчитать ток в сопротивлении R₁ методом эквивалентного генератора тока.

7. Рассчитать ток в сопротивлении R₂ методом эквивалентного генератора тока.

8. Рассчитать баланс мощностей для исходной схемы, проверить баланс мощностей с помощью ЭВМ.

Во второй части работы необходимо рассчитать разветвлённые цепи синусоидального тока, используя методы анализа электрических цепей:

1. Методом уравнений Кирхгофа определит комплексные токи во всех ветвях. Построить векторную диаграмму токов.

2. Методом контурных токов определить комплексные токи во всех ветвях.

3. Методом узловых потенциалов определить комплексные токи во всех ветвях.

4. Методом двух узлов определить комплексные токи во всех ветвях.

5. Методом наложения определить комплексные токи во всех ветвях.

6. Рассчитать комплексный ток в сопротивлении R₁ методом эквивалентного генератора ЭДС. Построить кривую изменения найденного тока во времени.

7. Рассчитать комплексный ток в сопротивлении R₂ методом эквивалентного генератора тока.

8. Рассчитать баланс комплексных мощностей для исходной схемы, проверить баланс комплексных мощностей с помощью ЭВМ.

Задание 3 представляет собой исследование прохождения сигнала через четырёхполюсник с применением частотных и временных методов анализа, и заключается в следующем:

1. Определить следующие характеристики цепи:

1. комплексную передаточную функцию по напряжению Н(jω) (построить графики её АЧХ H(ω) и ФЧХ θ(ω); по эквивалентным схемам цепи для ω = 0 и ω = ∞ определить значения H(0) и H(∞) и по этим значениями проверить правильность расчёта АЧХ;

2. операторную передаточную функцию по напряжению H(p);

3. переходную характеристику g(t), построить график;

4. импульсную характеристику h(t), построить график.

5. Определить (jω) – комплексную спектральную плотность сигнала; рассчитать и построить график амплитудного спектра (ω).

2. Определить (jω) - комплексную спектральную плотность сигнала на выходе цепи; рассчитать и построить график амплитудного спектра S_вых(ω).

3. Определить функцию мгновенного напряжения на выходе цепи U_вых(t); построить график.