Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электрические цепи и сигналы. Теория и практика. Учебное пособие
.pdf
Рис. 5
Для моделирования процесса на Листе 1 составить табл. 2, аналогичную табл. 1. Начать табл. 2 с ячейки А31, тогда расчётные формулы
запишутся следующим образом:
=ABS(SIN(2*ПИ()*A32));
Построить графики зависимостей U/U
длины линии и провести их анализ согласно п. 2 а), б), в).
4. Режим активной нагрузки (рис. 1, Zн = Rн):
В линии наблюдается режим смешанных волн. Действующие значения:
5. Zн = Rн = 2Zв. На Листе 2 составить табл. 3, аналогичную табл. 1.
Формулы для вычисления U/U
образом:
=КОРЕНЬ(COS(2*ПИ()*A2)^2+0,25*SIN(2*ПИ()*A2)^2);
=КОРЕНЬ(COS(2*ПИ()*A2)^2+4*SIN(2*ПИ()*A2)^2).
Построить графики зависимостей U/U
длины линии и провести их анализ согласно п. 2 а), б), в).
=ABS(COS(2*ПИ()*B32))
и I/I
max
&&
2
&&
2
2
2
max
2
2
xIxI β+β=
и I/I
Z
в
jxUxU sincos)(
jxIxI sincos)(
xUxU β+β=
β+β= x
R
н
R
н
β+β= x
Z
в
2
Z
2
в
2
R
н
2
R
2
н
2
Z
в
записываются следующим
max
и I/I
max
от относительной
max
;
.
;sincos)(
x
.sincos)(
x
от относительной
max
161
6. Zн = Rн = 0,5Zв. На Листе 2 составить табл. 4, аналогичную табл. 2.
Формулы для вычисления U/U
max
и I/I
записываются следующим
max
образом:
=КОРЕНЬ(COS(2*ПИ()*A32)^2+4*SIN(2*ПИ()*A32)^2);
=КОРЕНЬ(COS(2*ПИ()*A32)^2+0,25*SIN(2*ПИ()*A32)^2).
Построить графики зависимостей U/U
max
и I/I
от относительной
max
длины линии и провести их анализ согласно п. 2 а), б), в).
7. Режим реактивной нагрузки:
σ+β
)sin(
&&
=
)(
UxU
&&
=
)(
IxI
2
x
2
sin
cos
;
σ
σ+β
)cos(
x
.
σ
В линии наблюдается режим стоячих волн. Действующие значения:
σ+β
)sin(
=
)(
UxU
=
)(
IxI
2
x
2
sin
cos
;
σ
σ+β
)cos(
x
.
σ
8. Zн = jX (индуктивная нагрузка); X = 0,2πZв. На Листе 3 составить табл. 5, аналогичную табл. 1. Формулы для вычисления U/U
I/I
записываются следующим образом:
max
=ABS(SIN((2*ПИ()*A2+0,2*ПИ()))/SIN(0,2*ПИ()));
=ABS(COS((2*ПИ()*A2+0,2*ПИ()))/COS(0,2*ПИ())).
Построить графики зависимостей U/U
max
и I/I
от относительной
max
длины линии и провести их анализ согласно п. 2 а), б), в).
9. Zн = –jX (ёмкостная нагрузка); X = 0,2πZв. На Листе 3 составить
табл. 6, аналогичную табл. 2. Формулы для вычисления U/U
max
и I/I
записываются следующим образом:
=ABS(SIN((2*ПИ()*A32-0,2*ПИ()))/SIN(-0,2*ПИ()));
=ABS(COS((2*ПИ()*A32-0,2*ПИ()))/COS(0,2*ПИ())).
Построить графики зависимостей U/U
max
и I/I
от относительной
max
длины линии и провести их анализ согласно п. 2 а), б), в).
162
max
и
max
Содержание отчёта
1. Графики распределения U и I по длине линии.
2. Анализ зависимостей U(х) и I(х).
3. Выводы.
Контрольные вопросы
1. Какие цепи называются цепями с распределёнными параметрами? Привести пример таких цепей.
2. Какая величина называется длиной волны?
3. Какие параметры длинной линии называются первичными?
Привести пример.
4. Пояснить устройство коаксиальной линии передачи.
5. Пояснить устройство двухпроводной линии передачи.
6. Вывести телеграфные уравнения для режима гармонических
колебаний.
7. Что называется падающей и отражённой волнами в длинных
линиях?
8. Вывести мгновенные значения напряжений прямой и обратной волн.
9. Вывести мгновенные значения токов прямой и обратной волн.
10. Что называется коэффициентом отражения по напряжению в
конце линии?
11. Как зависит этот коэффициент от сопротивления нагрузки и
волнового сопротивления?
12. Какие параметры называются вторичными? Привести пример.
Что называется фазовой скоростью? Как она зависит от длины волны и
периода?
13. Какие параметры называются S-параметрами? Привести пример вычисления S-параметров.
14. Пояснить режим работы линии без потерь.
15. Раскрыть физический смысл коэффициентов бегущей и стоячей волн (КБВ и КСВ).
16. Что называется четвертьволновым трансформатором? Привести его основные параметры.
163
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Подготовка студентов радиотехнических и электроэнергетических направлений начинается с углублённого изучения дисциплин,
рассматривающих электромагнитные явления в электрических и магнитных цепях.
Студентам необходимо освоить большой объём теоретического
материала, сопровождающегося многочисленными и весьма объёмными расчётами. Данное учебное пособие призвано помочь в решении
этих задач.
Изложенный в сжатой форме теоретический материал освещает
большинство аспектов, связанных с электромагнитными процессами и
явлениями в электрических цепях. Лабораторный практикум способствует систематизации и закреплению теоретического материала. Компьютерная версия практикума может рассматриваться как дополнение
к физическому эксперименту и выступает весьма полезной для студентов заочной и дистанционной форм обучения.
164
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Атабеков, Г.И. Теоретические основы электротехники. Ли-
нейные электрические цепи : учеб. пособие / Г.И. Атабеков. – 7-е изд.,
стер. – СПб. : Изд-во «Лань», 2009. – 592 с.
2. Атабеков, Г.И. Теоретические основы электротехники. Нели-
нейные электрические цепи. Электромагнитное поле : учеб. пособие /
Г.И. Атабеков, С.Д. Купалян, А.Б. Тимофеев, С.С. Хухриков ; под ред.
Г.И. Атабекова. – 6-е изд., стер. – СПб. : Изд-во «Лань», 2010. – 432 с.
3. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники. Элек-
трические цепи : учебник / Л.А. Бессонов. – 10-е изд. – М. : Гардарики,
2002. – 638 с.
4. Бессонов, Л.А. Сборник задач по теоретическим основам
электротехники / Л.А. Бессонов. – М. : Высшая школа, 1980. – 427 с.
5. Бронштейн, И.Н. Справочник по высшей математике /
И.Н. Бронштейн, К.А. Семендеев. – М. : Наука, 1986. – 483 с.
6. Калинин, В.Ф. Теоретическая электротехника : практикум /
В.Ф. Калинин, В.М. Иванов. – М. : Изд-во Машиностроение-1, 2004. –
268 с.
7. Карлащук, В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Лабо-
раторный практикум на базе Electronics Workbench и MATLAB /
В.И. Карлащук. – М. : Солон-Р, 2004. – 799 с.
8. Ионкин, Н.А. Примеры и задачи по теоретическим основам
электротехники / Н.А. Ионкин, Н.Н. Курдюков, Е.С. Кухаркин. – М. :
Высшая школа, 1965. – 320 с.
9. Панфилов, Д.И. Электротехника и электроника в эксперимен-
тах и упражнениях. Практикум на Electronics Workbench. В 2 т. Т. 1.
Электротехника / Д.И. Панфилов, В.С. Иванов, И.Н. Чепурин. – М.,
2001.
10. Прянишников, В.А. Электротехника и ТОЭ в примерах
и задачах : практическое пособие / В.А. Прянишников, Е.А. Петров,
Ю.М. Осипов. – СПб., 2003.
11. Чернышов, Н.Г. Моделирование и анализ схем в Electronics
Workbench : учеб.-метод. пособие / Н.Г. Чернышов, Т.И. Чернышова. –
Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. – 52 с.
165
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕО
Конт
АНАЛИЗ И
ЦЕПЕЙ ……………………………………
Конт
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
Конт
СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИ
ЧАСТО
Конт
ТРЁХФАЗН
Общие сведения о
Симметричный режим работы
Несимметричный режим работы
Измерение мощности в
Трёхфазн
Несинусоидальные токи в
Метод симметричных составляющих для
метричных
ОСНОВЫ ТЕОРИИ
Конт
РЕАКТИВНЫ
…...
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ С
ПАРАМЕТРАМИ ……………………
Режим бегущих волн
Режим стоячих волн
Режим смешанных волн
Контрольные вопросы …………………………………...
ЧАСТОТНОЕ ПРЕДСТАВЛЕ
СПЕКТРАЛЬНАЯ ПЛОТНОС
Контрольные вопросы …………………………………...
ПРЕДИСЛОВИЕ …………………………….……………………... 3
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
5.6.
5.7.
8.1.
8.2.
8.3.
рольные вопросы ……………………………………... 9
РАСЧЁТ ПРОСТЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
рольные вопросы ……………………………………... 16
рольные вопросы ……………………………………... 19
ТНО-ИЗБИРАТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ ………………….. 20
рольные вопросы ……………………………………... 24
ЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ………………….. 26
трёхфазных цепях …………………….. 26
ое вращающееся магнитное поле ………………. 38
трёхфазных систем ………………….…………
ЧЕТЫРЁХПОЛЮСНИКОВ …………….55
рольные вопросы ……………………………………... 62
Е ФИЛЬТРЫ ТИПА K ………………..……
РИИ ЦЕПЕЙ ………….……… 4
…………………….. 10
ИЗА И РАСЧЁТА СЛОЖНЫХ
…………………………………... 18
СТИКИ ЛИНЕЙНЫХ
трёхфазной цепи ………… 29
трёхфазной цепи ……… 32
трёхфазной цепи ………………… 36
трёхфазной цепи ……………... 42
расчёта несим-
РАСПРЕДЕЛЁННЫМИ
………………………….
(РБВ) ………………………………... 70
(РСтВ) ……………………………….. 71
(РСмВ) …………………………... 72
.... 77
НИЕ СЛОЖНЫХ СИГНАЛОВ.
ТЬ …………….………………..
.... 82
43
62
68
80
166
10.
ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ
АНАЛИЗ ПРОХОЖДЕНИЯ С
ЧЕР
Конт
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИК
Лабораторная работа
постоянного тока
Лабораторная работа
лённых
линейных цепей переменного синусоидального тока
Лабораторная работа
напряжений
Лабораторная работа
Лабораторная работа
цепей при соединении приёмников звездой
Лабораторная работа
цепей
нии приёмников
Лабораторная работа
постоянного тока
Лабораторная работа
тивно связанными элементами
Лабораторная работа
симметричных четырёхполюсников
Ла
фильтров
Лабораторная работа
соидальными токами
Лабораторная работа
процессов в линейных цепя
Лабораторная работа
ру
Лабораторная работа
процесса в линейной цепи второго порядка
Лабораторная раб
делёнными параметрами
…………………………
В ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЯХ.
ЛОЖНЫХ СИГНАЛОВ
ЕЗ ЛИНЕЙНУЮ ЦЕПЬ ……………………………………
83
рольные вопросы ……………………………………... 85
УМ ………………..…..………. 86
1. Изучение линейных цепей
…………………………………………… 86
2. Исследование неразветв
91
……
3. Исследование резонанса
…………………………………………………. 97
4. Исследование резонанса токов …. 101
5. Исследование трёхфазных
………………
105
6. Исследование трёхфазных
переменного синусоидального тока при соедине-
треугольником …………………………... 111
7. Изучение нелинейных цепей
……………………………………………
115
8. Исследование цепей с индук-
……………………………. 119
9. Исследование пассивных
……………………… 121
бораторная работа 10. Исследование электрических
……………………………………………………..
127
11. Исследование цепей с несину-
……………………………………….. 133
12. Исследование переходных
х первого порядка …………... 142
13. Исследование дифференци-
ющих и интегрирующих цепей первого порядка ………
147
14. Исследование переходного
……………… 152
ота 15. Исследование цепей с распре-
…………
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………..
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .…………………………………………. 165
156
164
167
Учебное издание
ВИНОКУРОВ Евгений Борисович,
ИВАНОВ Владимир Михайлович,
ЛАНОВАЯ Анна Владимировна,
ЧЕРНЫШОВА Татьяна Ивановна
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ И СИГНАЛЫ
168
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
Учебное пособие
Редактор Е.С. Куз не ц ов а
Инженер по компьютерному макетированию Т.Ю. Зо т ова
Подписано в печать 03.09.2013.
Формат 60 × 84/16. 9,76 усл. печ. л. 100 экз. Заказ № 386
Издательско-полиграфический центр ФГБОУ ВПО «ТГТУ»
392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106, к. 14
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]