1.2. Сравнение результатов

После проделанных вычислений необходимо сравнить значения полученных токов в ветвях заданной схемы по методу контурных токов и методу узловых напряжений. Если вычисления сделаны верно, то результаты должны быть примерно одинаковы.

1.3. Баланс мощности

В любой электрической цепи должен соблюдаться закон сохранения энергии, т.е. активная расходуемая в пассивных элементах цепи мощность должна быть равна сумме активных мощностей всех источников

где m - число активных сопротивлений; n - число источников энергии;

*

Ii –комплексно сопряженная амплитуда тока в ветви, Ii- модуль комплексного тока в ветви. При подсчете мощности источников произведение берется со знаком плюс, если направление источника ЭДС совпадает с направлением тока через источник. В противном случае берется знак минус.

Баланс мощности также проверяет полученные результаты вычисления токов в ветвях. Если эти расчеты верны, то баланс мощности будет выполнен.

2. Частотные характеристики электрических цепей Параметры четырехполюсника (zвх, yвх, ku, Ki)

1 ) комплексное входное сопротивление ;

2) комплексная входная проводимость .

2. передаточные параметры. Они характеризуют передачу сигналов через четырехполюсник со входа на выход т. е. в прямом направлении:

1) комплексный коэффициент передачи напряжения

2) комплексный коэффициент передачи тока

Примеры расчёта частотных характеристик цепей

Для цепи определить комплексную функцию входного сопротивления Z_вх(j), ее АЧХ - Z_вх() и ФЧХ - ₂().

Д ано: R₁=1кОм R₂=2кОм; R₃=2кОм; C=1мкФ; L=10^-2Гн.

Решение. Комплексную функцию входного сопротивления находим методом эквивалентных преобразований, перейдя к комплексной схеме замещения .

На первом этапе преобразуем участок цепи, содержащий последовательное соединение элементов L и R₃. Получим выражение для их комплексного сопротивления Z₃₄=jL+R₃.

На втором этапе преобразуем участок цепи, состоящий из параллельно соединенных элементов R₂ и Z₃₄. Получим .

На третьем, заключительном, этапе преобразуем участок цепи, содержащий последовательное соединение ветви Z₁, состоящей из последовательного соединения R₁ и C и участка цепи с сопротивлением Z₂₃₄. Получим

.

Запишем полученное выражение в алгебраической форме:

.

Отсюда выражения для АЧХ и ФЧХ имеют вид:

.

К ачественный анализ схемы показывает, что при =0, т.к. X_с= - входное сопротивление - равно бесконечности, а при , т.к. X_C=0, X_L=, входное сопротивление равно R₁+R₂. Это совпадает с расчетом по полученным выражениям, что подтверждает их правильность.

Результаты расчета АЧХ и ФЧХ представлены на графиках. При этом значение частоты взято в логарифмическом масштабе т.е. lg .

3. Экспериментальное определение частотных и переходных характеристик с помощью приборов виртуальной лаборатории Elektronics workbench (ewb)

В состав виртуальной лаборатории (ewb) входят следующие измерительные приборы.

Осциллограф – это прибор, который предназначен для визуального контроля за формой электрических сигналов и измерения их параметров по изображению наблюдаемому на экране электронно-лучевой трубке. По наблюдаемому изображению сигнала возможно измерение амплитудных и временных параметров сигналов.

Генератор это прибор, который предназначен для создания электрических сигналов, которые используются для исследования электрических цепей и электронных устройств.

Измеритель диаграмм Боде (или плоттер Боде) предназначен для измерения АЧХ и ФЧХ электрических цепей.

Чтобы скопировать изображение схемы или любого фрагмента расположенного на рабочем столе программы EWB в отчет, подготавливаемый в текстовом редакторе Word необходимо действовать следующим образом:

- в меню Edit выделить команду Copy as Bitmap. После чего курсор мыши превращается в крестик, которым по правилу прямоугольника можно выделить нужную часть экрана. После отпускания левой кнопки мыши выделенная часть копируется в буфер обмена, содержимое которого может быть импортировано в любое приложения Windows.