Особая Курсавая 2сем / К_Ф

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

Кафедра теории электрических цепей

Курсовая работа 1

по дисциплине «Теоретические основы электротехники»

Вариант 07

Выполнил студент группы БИН 2412 ______________

Джумъаев Файзали Нарзикулович

Проверил ______________

Ст. преподаватель кафедры ТЭЦ Солодков А.В.

Москва 2025

Содержание

Содержание …………………………………………………………………… 2.

Задание №1, выполнение ………………………………………………………3.

Задание №2 ………………………………………………………………………7.

Выполнение задания №2 ………………………………………………………..8.

Выполнение задания №3 ……………………………………………………….10.

Выполнение задания №4 ……………………………………………………….12.

Выполнение задания №5 ……………………………………………………….13.

Выполнение задания №6 ……………………………………………………….14.

Выполнение задания №7 ……………………………………………………….16.

Выполнение задания №8 ……………………………………………………….17.

Задание №1

1. Изобразите электрическую схему, соответствующую вашему варианту. Запишите значения параметров элементов схемы

2. Задайте предполагаемые направления токов в ветвях схемы. Запишите систему уравнений по первому и второму законам Кирхгофа. Рассчитайте токи. Для расчёта можно использовать систему MathCad

3. Рассчитайте баланс мощностей.

Выполнение

Рисунок №1 Изображение схемы в соответствии с вариантом

Величины элементов запишем в таблицу №1

Таблица №1

, B	, B	, B	, Ом	ОМ	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом
10	18	25	20	50	35	40	25	16

Анализ цепи (Рисунок №1)

• Количество контуров – 6

• Количество ветвей( – 5

• Количество узлов ( ) – 3 (Так – как между узлом 3 и 4 отсутствуют элементы с падением нагрузки узел 3 и 4 обозначается за один)

Зададим произвольное направление токов в ветвях и контурах

Рисунок №2 Схема с заданными токами

Составим уравнения для узлов по первому закону Кирхгофа (Алгебраическая сумма токов в узле равна нулю)

Число уравнений по первому закону Кирхгофа вычисляется по формуле

Тогда уравнения для тока:

Для первого узла: = 0

Для второго узла: = 0

Составим уравнения для контуров по второму закону Кирхгофа (сумма падений напряжений во всех ветвях контура равна алгебраической сумме ЭДС во всех ветвях контура)

Количество уравнений контуров находим по формуле

Тогда уравнения для контуров будут иметь вид:

Для первого контура: =

Для второго контура: =

Для третьего контура:

Объединим уравнения контуров и узлов системой уравнений

Из данной системы составим матричное уравнение для нахождения токов

Вычисления будем проводить в программе Mathcad

Проверим баланс мощностей

Баланс мощностей сошёлся, что говорит о правильности нахождение токов

Ответ на задание №1

Задание 2

Рисунок №3 Расчетная схема

Таблица 1

R, кОм	L, мГн	C, нФ
1	2.2	3.4

Таблица 2

Um, В	f, кГц
20	110	45

1. Рассчитаем значения токов и напряжений на всех элементах цепи, если к цепи приложен гармонический сигнал:

Проверим баланс мощностей.

Расчеты выполнены с помощью программы MathCad.

Зададим направление тока и напряжения и сделаем замену резистора и конденсаторов на Z.

Рисунок №4

Комплексное входное сопротивление:

Вычислим комплексное действующее значение напряжения:

7.429+12.034i

Т.к. в цепи действует последовательное соединение, ток будет одинаковым( ):

Запишем в виде гармонического сигнала:

Найдем напряжение на каждом участке цепи.

На резисторе:

На конденсаторе:

Запишем в виде гармонического сигнала:

Проверим баланс мощностей.

Мощность, потребляемая всеми ветвями цепи:

Мощность, отдаваемая всеми ветвями цепи:

Баланс комплексных мощностей сошелся.

Ответ:

Задание 3

Получим выражение . Рассчитаем графики АЧХ и ФЧХ

АЧХ:

Рисунок №5 график АЧХ

ФЧХ:

Рисунок №6 график ФЧХ

Задание 4

Выпишите фрагмент передаваемого сообщения (таблица. 8) и изобразите в масштабе фрагмент сигнала, если «1» соответствует +U, а «0» - (-U), m-номер по журналу. Длительность импульса

U=5

В соответствии с таблицей №8 сигнал имеет вид 010100

Данный сигнал можно задать с помощью частично заданной функции, каждую цифру сигнала можно представить как интервал

от

цифры, U при «1» и -U при «0»

Зададим такую функцию в Mathcad

Рисунок №7 частично заданная функция u(t) и её графическое изображение

Задание №5

Найдите выражение для спектральной плотности сигнала (п.3) и постройте график модуля этой спектральной плотности.

Спектральную плотность найдём по выражению: Для нашего сигнала выражение будет иметь вид

Выведем график модуля данной функции

Рисунок №8 График модуля спектральной плотности

Задание №6. Найдите выражения для переходной и импульсной характеристик схемы и постройте графики полученных характеристик.

Корни полинома знаменателя:

Производная полинома знаменателя:

Рисунок №9 график переходной характеристики цепи

Импульсная характеристика:

Рисунок №10 График импульсной характеристики цепи

Задание №7

На вход заданной цепи подается сигнал (п.3). Найдите выражение для сигнала на выходе цепи. Постройте временные диаграммы сигналов на входе и выходе цепи.

Расчёт произведём в программе MathCad исходя из выражения

Задание №8

Сделайте обоснованные выводы о возможности использования заданной цепи для передачи Ваших сигналов, если отсчет значения символа сообщения проводится по уровню   0.9 U в конце каждого символа сигнала

Вывод: Значение символа сообщения составляет 1.2 U что говорит о том, что цепь подходит для передачи сигналов