Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Марийский государственный технический университет

Кафедра РТиМБС

Расчётно-графическая работа по дисциплине «Общая электротехника»

Вариант № 3

Выполнил: студент группы ЭВС-21

Богатырев Д. А.

Проверил: ассистент кафедры РТиМБС

Тюкаев А.Ю.

Йошкар-Ола

2008

Содержание

Задание на расчётно-графическую работу 3

Введение 9

2. Расчёт электрической цепи переменного тока 10

Заключение

3. Расчет комплексных частотных характеристик линейных 23

электрических цепей.

4. Исследование резонансов в линейных электрических цепях. 26

Заключение 47

2.2. Рассчитайте сопротивление всех ветвей и запишите в показательной и алгебраической формах. Определите активное и реактивное сопротивление каждой ветви.

Таблица 2 – Параметры элементов электрической цепи

Параметры элементов электрической цепи
R1, кОм	R2, кОм	R3, кОм	C1, нФ	C2, нФ	C3, нФ	L1, мкГн	L2, мкГн	Параметры источников электрической энергии								Вид двухполюсника
								E1,В	f1, кГц	φ1, рад	r1, Ом	E2,В	f2, кГц	φ2, рад	r2, Ом	D1		D2
																CD1, нФ	LD1, мкГн	CD2, нФ	LD2, мкГн
0,4	0,7	0,4	25	13	4	35	4	13	13		0,4	97	13		7,5	15	-	45	-

Рис.2.

2.3. Запишите основную систему уравнений электрического равновесия для мгновенных значений токов и напряжений.

2.4. Используя символический метод расчёта электрических цепей, найдите токи и напряжения всех ветвей. Определите активную и реактивную составляющие тока и напряжения каждой ветви.

2.5. Для каждой ветви электрической цепи постройте полную векторную диаграмму токов и напряжений.

2.6. Для ветвей электрической цепи с источниками напряжения и найдите комплексную, полную, активную и реактивную мощности.

2.7. Постройте графики мгновенных значений токов, напряжений, мощностей в ветвях с источниками напряжения и .

3. Расчёт комплексных частотных характеристик линейных электрических цепей.

3.1. Начертите принципиальную схему цепи (рис.3), заданной таблицей 3 и номером варианта. Параметры элементов схемы указаны в таблице 3.

3.2. Найдите комплексное входное сопротивление исследуемой цепи.

3.3. Постройте AЧХ, ФЧХ и АФХ комплексного входного сопротивления цепи. Объясните полученные результаты.

3.4. Найдите комплексный частотный коэффициент передачи по напряжению и комплексный коэффициент передачи по току исследуемой цепи.

3.5. Постройте AЧХ, ФЧХ и АФХ комплексных частотных коэффициентов передачи по току и напряжению. Объясните полученные результаты.

№ варианта	№ рисунка	Параметры элементов электрической цепи
		R1, кОм	R2, кОм	R3, кОм	L1, мкГн	L2, мкГн	С1, нФ	С2, нФ
3	рис.3,в	0,3	0,4	0,5	10	-	-	-

4.1. Исследование резонанса в последовательном колебательном контуре.

4.1.1. Начертите принципиальную схему последовательного колебательного контура (рис.4.1,а). Параметры элементов схемы указаны в таблице 4.1.

4.1.2. Рассчитайте резонансную частоту , добротность , характеристическое сопротивление и полосу пропускания исследуемого последовательного колебательного контура.

4.1.3. Найдите комплексное входное сопротивление и комплексную входную проводимость исследуемого последовательного колебательного контура.

4.1.4. Постройте АЧХ, ФЧХ комплексного входного сопротивления и комплексной входной проводимости. Объясните полученные результаты.

4.1.5. Найдите комплексный частотный коэффициент передачи по напряжению исследуемого колебательного контура для случаев, когда напряжение снимают с индуктивного, ёмкостного и резистивного элементов.

4.1.6. Постройте АЧХ и ФЧХ найденных комплексных частотных коэффициентов передачи по напряжению. Объясните полученные результаты.

4.1.7. Для заданных значений амплитуды , начальной фазы и частоты входного напряжения (таблица 4.1):

а) рассчитайте ток , действующий в цепи;

б) постройте временные диаграммы входного напряжения , тока и мгновенной мощности исследуемого последовательного колебательного контура;

в) рассчитайте напряжения на индуктивном, ёмкостном и резистивном элементах. Постройте их временные диаграммы;

г) постройте временные диаграммы мгновенных значений мощности, запасаемой в реактивных элементах контура, а также мощности, рассеиваемой резистивным элементом за время равное одному периоду колебаний внешнего воздействия.

4.1.8. Постройте следующие резонансные кривые: , , , , .

4.2. Исследование резонанса в параллельном колебательном контуре.

4.2.1. Начертите принципиальную схему параллельного колебательного контура (рис.4.1,б). Параметры элементов схемы указаны в таблице 4.1.

4.2.2. Рассчитайте резонансную частоту , добротность , характеристическое сопротивление и полосу пропускания исследуемого параллельного колебательного контура.

4.2.3. Найдите комплексное входное сопротивление и комплексную входную проводимость исследуемого параллельного колебательного контура.

4.2.4. Постройте АЧХ, ФЧХ комплексного входного сопротивления и комплексной входной проводимости. Объясните полученные результаты.

4.2.5. Найдите комплексный частотный коэффициент передачи по току исследуемого колебательного контура для случаев, когда в качестве реакции цепи рассматривают ток ёмкости и ток индуктивности.

4.2.6. Постройте АЧХ и ФЧХ найденных комплексных частотных коэффициентов передачи по току. Объясните полученные результаты.

4.2.7. Для заданных значений амплитуды , начальной фазы и частоты входного тока (таблица 4.1):

а) рассчитайте напряжение , на зажимах цепи;

б) постройте временные диаграммы входного тока , напряжения и мгновенной мощности исследуемого параллельного колебательного контура;

в) рассчитайте ток на индуктивном и ёмкостном элементах. Постройте их временные диаграммы;

г) постройте временные диаграммы мгновенных значений мощности, запасаемой в реактивных элементах контура, а также мощности, рассеиваемой резистивным элементом за время равное одному периоду колебаний внешнего воздействия.

4.2.8. Постройте следующие резонансные кривые: , , , .

4.3. Исследование резонанса в параллельном колебательном контуре с разделённым реактивным элементом.

4.3.1. Начертите принципиальную схему последовательного колебательного контура (рис.4.2), заданной таблицей 4.2 и номером варианта. Параметры элементов схемы указаны в таблице 4.3.

4.3.2. Рассчитайте резонансные частоты последовательного и параллельного резонансов , .

4.3.3. Найдите комплексное входное сопротивление и комплексную входную проводимость исследуемого колебательного контура.

4.3.4. Постройте АЧХ, ФЧХ комплексного входного сопротивления и комплексной входной проводимости. Объясните полученные результаты.

4.3.5. Найдите комплексные частотные коэффициенты передачи по напряжению и току исследуемого колебательного контура для случаев, когда напряжение (ток) снимают с индуктивного и ёмкостного элементов.

4.3.6. Постройте АЧХ и ФЧХ найденных комплексных частотных коэффициентов передачи. Объясните полученные результаты.

4.3.7. Для заданных значений амплитуды , начальной фазы и частоты входного тока (таблица 4.2):

а) рассчитайте напряжение , на зажимах цепи;

б) постройте временные диаграммы входного тока , напряжения и мгновенной мощности исследуемого параллельного колебательного контура;

в) рассчитайте ток на индуктивном и ёмкостном элементах. Постройте их временные диаграммы;

г) постройте временные диаграммы мгновенных значений мощности, запасаемой в реактивных элементах контура, а также мощности, рассеиваемой резистивным элементом за время равное одному периоду колебаний внешнего воздействия.

4.3.8. Постройте следующие резонансные кривые: , , , .

№ варианта

Параметры элементов последовательного колебательного контура

Параметры элементов параллельного колебательного контура

R, Ом

L, мкГн

С, нФ

Параметры источника электрической энергии eвх(t)

R, Ом

L, мкГн

С, нФ

Параметры источника электрической энергии iвх(t)

EM, В

, рад

, рад/c

IM, А

, рад

, рад/c

3

1,7

3

12

20

1,7

12

3

0,03

№ варианта	№ рисунка	Параметры элементов колебательного контура						Параметры источника электрической энергии iвх(t)
		R1, Ом	R2, Ом	L, мкГн	С, нФ	pL	pC	IM, А	, рад	, рад/c
3	рис.4.2,а	5,0	1,5	1,1	1,0	0,36	-	0,03