МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФБГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Радиотехнический факультет

Кафедра СИБ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Теория электрических цепей»

Выполнил: студент группы БТ-081

Иванов И.И.

Проверил: к.т.н., доцент Душкин А.В.

Воронеж 2010

Замечания руководителя

Содержание

1. Техническое задание на курсовую работу со схемами …………………4

2. Выбор варианта схемы….………………………………….……………...5

3. Расчет простой электрической цепи………………………………………7

4. Составление системы уравнений для расчета токов и напряжений….11

5. Расчет токов и напряжений в сложной электрической цепи методом Крамера……………………………………………………………………13

6. Расчет токов и напряжений в сложной электрической цепи методом обращения матрицы………………………………………………………15

7. Определение достоверности значения токов на основе закона Кирхгофа…………………………………………………………………17

8. Определение выражения для комплексного коэффициента передачи..18

9. Построение графиков АЧХ и ФЧХ с определением их характеристик.20

10. Список литературы………………………………………………………22

1. Техническое задание на курсовую работу со схемами

В курсовой работе требуется определить токи и напряжения в ветвях простой и сложной электрических цепей при наличии в них источников гармонического напряжения, а также АЧХ и ФЧХ четырехполюсника.

Каждому студенту в соответствии с порядковым номером по журналу выбрать вариант схемы по рис.1. Различные конфигурации схемы образуются в зависимости от положения ключей «К1-К5», которые устанавливаются по номеру варианта, представленному в двоичном коде. Номера позиций единиц и нулей в номере варианта следуют слева направо.

Рис. 1- Схема электрической цепи

2. Выбор варианта схемы

Выбор варианта цепи из общей, предствавленной на рис. 1, осуществляется следующим образом: номер своего варианта N следует перевести в двоичную систему счисления, затем ключи К1 – К5 установить в положение, соответствующее номеру варианта в двоичной системе. Далее зарисовывают получившуюся цепь, а лишние элементы убирают. Так, номер моего варианта N=3 в двоичной системе имеет вид: 00011. Моя цепь представлена на рис.2.

Рис.2 – Электрическая цепь

Определение значений элементов цепи, представленной на рис. 1 и частоты генераторов осуществляется с помощью приведенных ниже формул:

R=100[4+0.2N] [Ом]; (1)

С=100[5+0.2N] [пФ]; (2)

Ė_n=2[7+(-1)^n+N0.2N] e ^j(25+0,2N) [В]; (3)

f_n=10[7+(-1)^N0.2N] [кГц]; (4)

где N - номер варианта, n - номер элемента в схем

Определим величины элементов схемы и частоты генераторов по формулам (1), (2), (3), (4). Все генераторы имеют одинаковую частоту, определяемую по формуле (4).

R=100*[4+0.2*3]=460 Ом

С=100*[5+0.2*3]=560 пФ

E_1,3,5=2[7+(-1)¹⁺³*0.2*3]*e^{j*(1)*(25+0.2*3)}=15,2*e^25,6*j B

E_2,4=2[7+(-1)²⁺³*0.2*3]*e^{j*(25+0.2*3)*(-1)}=12,8*e ^-26,5*j B

f=10*[7+(-1)³*0.2*3]=64 кГц

3. Расчет простой электрической цепи

Данный этап заключается в определении тока в цепи источника Ė₁, когда все остальные источники закорочены, а так же напряжений на R и Zэ.

Электрическую цепь путем эквивалентных преобразований сведем к цепи вида:

Рис. 3 - Схема электрической цепи

Для этого преобразуем цепь, представленную на рис.2 в простую, закоротив все источники, кроме Ė₁

В результате получим цепь:

Рис. 4 – Электрическая цепь с закорачиванием.

Эквивалентные преобразования следует проводить поэтапно, используя правила эквивалентных преобразований смешанных цепей.

Составив уравнения и найдя Zэ, в Mathcad определяем ток в цепи и напряжения на R и Zэ. При переменном токе емкость обладает сопротивлением:

Z_c= = – емкостное сопротивление

Рассчитаем ток по формуле İ=Ė₁/Z_э, подставляя известные значения, далее найдем ток U₁, а также соответственно их модули и аргументы.

Моделирование в EWB

Рис.5 – Моделирование простой электрической цепи в EWB

По расчетным данным строим векторную диаграмму

1см = 1,45 В

Рис.6 – Векторная диаграммы