- •Міністерство освіти і науки україни
- •Одеська національна морська академія
- •Програма, методичні вказівки та завдання
- •До курсової роботи з дисципліни “Основи теорії кіл” для курсантів спеціальності 050901 «Радіотехніка» очної форми навчання
- •1 Загальні методичні вказівки
- •Зміст та об'єм курсової роботи
- •1.2 Вимоги до оформлення курсової роботи
- •Навчальний графік вивчення дисципліни
- •2.1 Робоча програма і методичні вказівки щодо вивчення тем дисципліни отек (частина I)
- •2.2 Запитання для самоперевірки.
- •3 Завдання на курсову роботу №1 Задача 3.1 Аналіз електричного кола постійного струму
- •Задача 3.2 Розрахунок одиночних коливальних контурів.
- •4 Методичні вказівки до виконання курсової роботи
- •4.1 Електричне коло постійного струму
- •4.2 Послідовний коливальний контур
- •4.3 Паралельний коливальний контур
- •Рекомендована література
4.2 Послідовний коливальний контур
Розрахункова схема послідовного навантаженого контура наведена на рис. 4.9.
а) б)
а) розгалужений, б) нерозгалужений
Рисунок 4.9 – Послідовний навантажений коливальний контур
Вихідні дані: Vm=110 B; L=0.3*10-3 Гн; R=60 Ом; C=0.25*10-9 Ф; RH=60 кОм.
4.2.1 Визначаємо кутову резонансну частоту ωp та хвильовий опір ρ:
ωp=,
де L, C – еквівалентні індуктивність і ємність контура
СЕКВ= 0,5С+0,5С=С
(кОм)
4.2.2 Добротність ненавантаженого Q та навантаженого опором RH контура:
де внесений опір RВH:
(Ом)
4.2.3 Розрахунок межових частот та смуги пропускання для навантаженого і ненавантаженого контура.
Верхня і нижня частоти смуги пропускання ненавантаженого контура:
де затухання контура d дорівнює:
Відносна смуга пропускання:
Для навантаженого контура смуга пропускання збільшиться:
Верхня і нижня межові частоти смуги пропускання навантаженого контура:
4.2.4 Комплексний вхідний опір для ненавантаженого і навантаженого контура.
При резонансі :
(Ом)
На границях смуги пропускання коливального контура активні та реактивні опори рівні за величиною . Відповідно і фазовий зсувміж напругою на затискачах кола та струмом складає
- де - узагальнене розстроюванням контуру
,
де .
Для навантаженого контуру:
Комплексний опір для межових частот:
де
4.2.5 Визначаємо комплексним методом струм і напругу на всіх ділянках навантаженого контуру для верхньої частоти, при умові
За законом Ома: при
На верхній межовій частоті , тоді початкова фаза напруги мережі теж буде дорівнювати, тобто
Комплексна амплітуда струму:
Комплексна напруга (рис. 4.9) :
(В), де
Струм у навантаженні:
Струм в ємності (рис. 4.9):
Комплексна напруга на ділянці bd:
Комплексна напруга на індуктивності:
4.2.6 Миттєві значення струмів та напруг, знайдені в п. 4.2.5:
;
;
;
;
;
;
4.2.7 Векторна діаграма напруг та струмів для верхньої межової частоти навантаженого контура подана на рис. 4.10.
Обираємо масштаби напруг та струмів:
Рисунок 4.10 – Векторна діаграма напруг та струмів.
4.2.8 Побудова резонансної кривої струму (АЧХ) I/IP:
Модуль струму I дорівнює:
де - узагальнене розстроюванням контура
Розділивши знайдений струм на значення струму при резонансі:
отримуємо нормовану величину струму:
При малих розстроюваннях контура:
Розрахункові дані для побудови АЧХ і ФЧХ навантаженого і ненавантаженого коливального контурів наведені в таблиці 4.2.
Таблиця 4.2 – Розрахункові дані для побудови АЧХ і ФЧХ.
|
|
|
|
|
|
|
град |
град |
0,8 |
-0,2 |
-7,3 |
-5,48 |
54,3 |
0,135 |
0,18 |
-82,2 |
-79,7 |
0,85 |
-0,15 |
-5,48 |
-4,1 |
31 |
0,18 |
0,24 |
-79,7 |
-76,3 |
0,9 |
-0,1 |
-3,65 |
-2,73 |
14,3 |
0,26 |
0,34 |
-74,7 |
-69,9 |
Продовження таблиці 4.2
|
|
|
|
|
|
|
град |
град |
0,95 |
-0,05 |
-1,88 |
-1,36 |
4,3 |
0,48 |
0,59 |
-61,2 |
-53,7 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1,05 |
0,05 |
1,82 |
1,36 |
4,3 |
0,48 |
0,59 |
61,2 |
53,7 |
1,1 p |
0,1 |
3,65 |
2,73 |
14,3 |
0,26 |
0,34 |
74,7 |
69,9 |
1,15 |
0,15 |
5,48 |
4,1 |
31 |
0,18 |
0,24 |
79,7 |
76,3 |
1,2 |
0,2 |
7,3 |
5,48 |
54,3 |
0,135 |
0,18 |
82,2 |
79,7 |
Для побудови фазочастотної характеристики (ФЧХ) скористуємося узагальненим розстроюванням контура :
Фазовий кут:
Розрахункові дані наведені в таблиці 4.2.
За результатами розрахунків на рис. 4.10 побудована АЧХ, а на рис. 4.11 побудована ФЧХ.
Рисунок 4.11 – Амплітудно-частотна характеристика: 1 – для ненавантаженого контура; 2 – для навантаженого.
Рис. 4.12 – Фазочастотна характеристика: 1 – для ненавантаженого контура; а 2 – для навантаженого.