Оглавление
Предисловие 4
Введение 4
Пример исполнения курсовой работы 5
1.Электрический расчёт заданной цепи при
гармоническом входном действии 6
1.1 Определение параметров и вида
характеристического сопротивления нагрузки 6
1.2 Электрический расчёт цепи с учётом
отысканной нагрузки 8
1.2.1 Расчёт способом эквивалентного преобразования 9
Оценка погрешности расчёта 14
1.2.2 Расчёт электрической цепи посредством
законов Кирхгофа 15
Определение погрешности расчёта 18
1.2.3 Расчёт электрической цепи способом
контурных токов 19
Определение погрешности расчёта 23
2. Частотный анализ цепи 23
2.1 Определение комплексного коэффициента
передачи по напряжению 23
2.2 Определение амплитудно-частотной чёрта
и фазочастотной характеристики 27
2.2.1 Определение амплитудно-частотной
характеристики 27
2.2.2 Определение фазочастотной характеристики 30
2.2.3 Определение полосы пропускания 31
3. Анализ переходного процесса при ступенчатом
входном действии 31
3.1 Получение аналитического выражения,
обрисовывающее переходный процесс 32
4. Анализ схемы посредством программы EWB 38
Приложение 1. Советы по исполнению
курсовой работы 39
Приложение 2. Комплексные размеры
и действия над ними 40
Приложение 3. Изображения и оригиналы по Лапласу 45
Приложение 4. Оформление курсовой работы 47
Библиографический перечень 49
Предисловие
Курс «электроника и Общая электротехника» есть одним из тяжело усваиваемых предметов. Этот курс есть базисным для предстоящего изучения радиотехнических дисциплин. не сильный знание этого курса отразится на том, что все потом изучаемые дисциплины будут так же слабо усвоены.
Усвоению новой информации постоянно способствует опыт практического её применения. В данном курсе это решается посредством практических занятий, исполнения лабораторных работ, исполнения расчётно-выполнения и графической работы курсовой работы.
В пособии по курсовой работе на примере конкретной схемы рассматриваются решения всех вопросов, сформулированных в задании на курсовую работу. Так в пособии рассмотрены вопросы параметров и определения вида характеристического сопротивлении нагрузки, расчёт заданной схемы с отысканной нагрузкой тремя способами – способом эквивалентного преобразования, посредством законов Кирхгофа и способом контурных токов. В каждом способе расчёта проводится анализ точности расчёта. При частотном анализе схемы рассматриваются вопросы определения комплексного коэффициента передачи по напряжению, получения амплитудно–частотной и фазочастотной черт с определением полосы и построением графиков пропускания. При анализе переходного процесса рассмотрены вопросы получения аналитического выражения, обрисовывающего переходный процесс, построения графика переходного процесса и определение времени переходного процесса. В пособии в разделе «Приложение» представлены материалы, помогающие ответу вопросов сформулированных в задании на курсовую работу.
Введение
Исполнение курсовой работы дает возможность приобрести навык использования на практике способов расчёта цепей переменного тока, закрепить и потом развить навыки применения комплексных размеров при анализе цепей переменного тока, навыки анализа и частотного анализа переходных процессов в электрических цепях. Темой курсовой работы есть электрический анализ цепи второго порядка. Работа выполняется в соответствии с заданием, куда входит электрический расчёт цепи, определение погрешности расчёта, анализ и частотный анализ цепи переходного процесса.
Перед началом расчёта целесообразно ознакомиться с рекомендациями по исполнению курсовой работы, каковые изложены в Приложении 1. При происхождения затруднений в применении комплексных размеров в ходе анализа рекомендуется ознакомиться с Приложением 2, где представлены главные сведения о действии и комплексных величинах над ними. В Приложении 3 представлены изображения и оригиналы функций по Лапласу. Советы по оформлению отчёта по курсовой работе и титульный лист представлены в Приложении 4.
Пример исполнения курсовой работы
Исполнение курсовой работы начинается с задания на курсовую работу, которое пребывает в следующем:
1. Выполнить электрический расчёт заданной цепи при гармоническом входном действии:
1.1 Выяснить параметры и вид характеристического сопротивления нагрузки, удовлетворяющей условию , подключаемую к выводам исходной схемы.
1.2 Вычислить заданную электрическую цепь с учётом п.1.1. при гармоническом входном сигнале:
.
1.3 Оценить точность расчёта способом баланса мощностей. Погрешность расчёта не должна быть больше 1%.
2. Выполнить частотный анализ цепи.
2.1 Отыскать комплексный коэффициент передачи по напряжению.
2.2 Выяснить аналитическое выражение и выстроить АЧХ и ФЧХ.
2.3 Выяснить по АЧХ полосу пропускания.
3. Выполнить анализ переходного процесса при ступенчатом входном действии:
.
3.1 Взять аналитическое выражение, обрисовывающее переходный процесс.
3.2 Выстроить график переходного процесса.
3.3 По графику (п. 3.2) выяснить время переходного процесса.
4. Посредством программы EWB совершить анализ АЧХ и переходного процесса для всех заданных значений резисторов (наблюдать данные). Дать объяснение влияния размеров заданных резисторов на вид АЧХ и продолжительность переходного процесса.
Примечание: При исполнении п.2.2 и п.3.2 наличие таблиц значений для графиков непременно.
 |
Данные
f = 1·103 Гц; R1 = 10 Ом; R2 = 100 Ом;
С = 5·10-6 Ф; L = 5·10-3 Гн; Um = 10 В.
При исполнении п.4 резистору задавать следующие значения:
=10 Ом; 20 Ом; 30 Ом; 40 Ом.
Оценка погрешности расчета.
В соответствии с заданием погрешность расчета будет оцениваться способом баланса мощностей. В соответствии с этим способом погрешность расчета определяется по формуле:
,
где Рист – мощность, выделяемая источником,
Рн – суммарная мощность, потребляемая всеми диссипативными элементами.
Эти мощности определяются по формулам:
,
где — фаза входного тока .
Подставляем численные значения в эти формулы, находим значения мощностей:
Вт
Вт
Подставляем определённые значения мощностей в формулу для определения погрешности:
Полученная погрешность удовлетворяет требованию задания.
Частотный анализ цепи
Рис.20 График фазочастотной характеристики
Рис.27 График переходного процесса
Приложение 1
Советы по исполнению курсовой работы.
Практика исполнения курсовой работы говорит о том, что требуемую точность расчёта не всегда удаётся достигнуть с первой попытки. В ходе расчётов полезно придерживаться следующих рекомендаций.
1.При эквивалентных преобразованиях цепи нужно верно осознавать какие конкретно элементы включены последовательно, а какие конкретно параллельно. Нужно не забывать, что в последовательно соединённых элементах протекает одинаковый ток, а к параллельно соединённым элементам прикладывается одно и также напряжение.
2. При переходе от алгебраической формы комплексного числа к показательной его форме направляться оценивать с количественной стороны приобретаемые результаты. Разумеется, что модуль комплексного числа будет больше его мнимой и вещественной составляющей.
Фаза комплексного числа тем больше, чем больше мнимая составляющая превышает вещественную составляющую. Хорошее значение мнимой составляющей комплексного числа даёт хорошее значение угла, а отрицательное – даёт отрицательный угол.
3. В ходе расчёта полезно осуществлять контроль правильность приобретаемых результатов. Это возможно осуществлять путём проверки исполнения законов Кирхгофа в рассчитываемой части цепи. Так по окончании того, как для схемы рис.9 отысканы напряжения и , рекомендуется проверить исполнение второго закона Кирхгофа, в соответствии с которым должно выполняться равенство:
.
Диагностику исполнения этого равенства возможно осуществить как аналитически (по формулам), так и посредством векторной диаграммы. Последний метод довольно часто оказывается менее трудоёмким.
При расчётах нужно контролировать исполнение известных фазовых соотношений между напряжением и током на элементах схемы. Так на резисторе ток и напряжение должны совпадать по фазе, на конденсаторе ток опережает напряжение на 900, а на индуктивности ток отстаёт от напряжения на 900. Эту диагностику возможно осуществить и для схемы на рис.9. Тут на резисторе напряжение и ток должны иметь однообразные фазы, что в конечном итоге имеет место в расчёте.
Возвращаясь в ходе расчёта к схеме рис.8, по окончании определения токов в ветвях целесообразно проверить исполнение первого закона Кирхгофа, в соответствии с которым должно выполниться следующее соотношение:
.
Диагностику исполнения этого равенства комфортно осуществить посредством векторной диаграммы.
Приложение 2
Деление комплексных чисел.
При делении комплексного числа на хорошее постоянное число изменяется лишь его модуль. Разглядим пример при показательном представлении комплексного числа.
. (П.10)
При делении комплексного числа на отрицательное число ( ) модуль его изменяется так же, как в прошлом случае, но так же изменяется и его фаза на .
. (П.11)
При делении комплексных чисел они должны быть представлены в показательной форме (П.2). В ходе деления модуль числителя делится на модуль знаменателя, а фаза результирующего числа равна знаменателя фаз и разности числителя:
. (П.12)
Приложение 3
Изображения и оригиналы по Лапласу
|
|
Продолжение приложения 3
|
|
|
|
Приложение 4
Оформление курсовой работы
При исполнении работы нужно обратить внимание на следующие требования.
Отчёт по курсовой работе выполняется на страницах формата А4 в соответствии с требованиями к оформлению техдокументации РГАТА. Со-
держание работы возможно выполнено в компьютерном выполнении, в рукописном выполнении либо какая — то часть работы возможно выполнена на компьютере, а другая рукописно. Так, при затруднении посредством компьютера продемонстрировать, что число комплексное (точка над ним) либо верно указать его индекс, это возможно сделать рукописно.
Последовательность изложения материалов следующая:
-титульный лист (продемонстрирован ниже);
— содержание курсовой работы – оглавление;
— задание на курсовую работу;
— данные, которые содержат сведения об электрических параметрах элементах схемы и принципиальная схема для расчёта;
— разделы, которые содержат решения и анализ в соответствии с требованиями пунктов задания;
— перечень литературы, применяемой при исполнении работы.
Разделы должны быть пронумерованы и должны иметь наименования в соответствии с пунктом задания. В каждом разделе нужно пояснить сущность разглядываемого в нём вопроса. По поводу делаемых математических действий нужно давать пояснения. Принципиальные схемы должны выполняться в соответствии с требованиями к начертанию схем. Любая схема должна быть пронумерована и иметь подпись. Эргономичной есть сквозная нумерация схем, т.е. в то время, когда нумерация схемы выполняется последовательно от первой до последней формулы. Формулы, на каковые делается ссылка при объяснении, нужно нумеровать. Нумерацию формул, как и картинок, комфортно делать сквозной.
| Федеральное агентство по образованию РЫБИНСКАЯ Национальная АВИАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ имени П.А. СОЛОВЬЕВА | ||
| Факультет информатики и радиоэлектроники | ||
| Кафедра радиоэлектронных и телекоммуникационных совокупностей (РТС) технология 210201 и Специальность Проектирования РЭС | ||
| КУРСОВАЯ РАБОТА | ||
| по дисциплине «электроника и Общая электротехника» | ||
| на тему | ||
| «ИЗУЧЕНИЕ ЦЕПЕЙ ВТОРОГО ПОРЯДКА» | ||
| Исполнитель, студент группы | Фамилия И.О. | |
| Работа сдана “___” ________ 201 г. | ||
| Начальник, канд. техн. наук, доцент | Станевко В.Н. | |
| Оценка “___” ________ 201 г. | ||
| Рыбинск 201 г. |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ ПЕРЕЧЕНЬ
1. Станевко В. Н. Базы теории цепей: Учебное пособие. Часть 1. – Рыбинск, РГАТА имени П. А. Соловьёва, 2009 – 172 с.
2.Атабеков Г. И. Базы теории цепей: Учебник для институтов. – М.: Энергия,1969. – 424с.
3.Араманович И.Г., Лунц Г. Л., Эльсгольц Л. Э. Функции комплексного переменного, операционное исчисление, теория устойчивости: Учебное пособие для институтов. – М.: Наука, 1985. – 392 с.
Оглавление
Предисловие 4
Введение 4
Пример исполнения курсовой работы 5
1.Электрический расчёт заданной цепи при
гармоническом входном действии 6
1.1 Определение параметров и вида
характеристического сопротивления нагрузки 6
1.2 Электрический расчёт цепи с учётом
отысканной нагрузки 8
1.2.1 Расчёт способом эквивалентного преобразования 9
Оценка погрешности расчёта 14
1.2.2 Расчёт электрической цепи посредством
законов Кирхгофа 15
Определение погрешности расчёта 18
1.2.3 Расчёт электрической цепи способом
контурных токов 19
Определение погрешности расчёта 23
2. Частотный анализ цепи 23
2.1 Определение комплексного коэффициента
передачи по напряжению 23
2.2 Определение амплитудно-частотной чёрта
и фазочастотной характеристики 27
2.2.1 Определение амплитудно-частотной
характеристики 27
2.2.2 Определение фазочастотной характеристики 30
2.2.3 Определение полосы пропускания 31
3. Анализ переходного процесса при ступенчатом
входном действии 31
3.1 Получение аналитического выражения,
обрисовывающее переходный процесс 32
4. Анализ схемы посредством программы EWB 38
Приложение 1. Советы по исполнению
курсовой работы 39
Приложение 2. Комплексные размеры
и действия над ними 40
Приложение 3. Изображения и оригиналы по Лапласу 45
Приложение 4. Оформление курсовой работы 47
Библиографический перечень 49
Предисловие
Курс «электроника и Общая электротехника» есть одним из тяжело усваиваемых предметов. Этот курс есть базисным для предстоящего изучения радиотехнических дисциплин. не сильный знание этого курса отразится на том, что все потом изучаемые дисциплины будут так же слабо усвоены.
Усвоению новой информации постоянно способствует опыт практического её применения. В данном курсе это решается посредством практических занятий, исполнения лабораторных работ, исполнения расчётно-выполнения и графической работы курсовой работы.
В пособии по курсовой работе на примере конкретной схемы рассматриваются решения всех вопросов, сформулированных в задании на курсовую работу. Так в пособии рассмотрены вопросы параметров и определения вида характеристического сопротивлении нагрузки, расчёт заданной схемы с отысканной нагрузкой тремя способами – способом эквивалентного преобразования, посредством законов Кирхгофа и способом контурных токов. В каждом способе расчёта проводится анализ точности расчёта. При частотном анализе схемы рассматриваются вопросы определения комплексного коэффициента передачи по напряжению, получения амплитудно–частотной и фазочастотной черт с определением полосы и построением графиков пропускания. При анализе переходного процесса рассмотрены вопросы получения аналитического выражения, обрисовывающего переходный процесс, построения графика переходного процесса и определение времени переходного процесса. В пособии в разделе «Приложение» представлены материалы, помогающие ответу вопросов сформулированных в задании на курсовую работу.
Введение
Исполнение курсовой работы дает возможность приобрести навык использования на практике способов расчёта цепей переменного тока, закрепить и потом развить навыки применения комплексных размеров при анализе цепей переменного тока, навыки анализа и частотного анализа переходных процессов в электрических цепях. Темой курсовой работы есть электрический анализ цепи второго порядка. Работа выполняется в соответствии с заданием, куда входит электрический расчёт цепи, определение погрешности расчёта, анализ и частотный анализ цепи переходного процесса.
Перед началом расчёта целесообразно ознакомиться с рекомендациями по исполнению курсовой работы, каковые изложены в Приложении 1. При происхождения затруднений в применении комплексных размеров в ходе анализа рекомендуется ознакомиться с Приложением 2, где представлены главные сведения о действии и комплексных величинах над ними. В Приложении 3 представлены изображения и оригиналы функций по Лапласу. Советы по оформлению отчёта по курсовой работе и титульный лист представлены в Приложении 4.
Пример исполнения курсовой работы
Исполнение курсовой работы начинается с задания на курсовую работу, которое пребывает в следующем:
1. Выполнить электрический расчёт заданной цепи при гармоническом входном действии:
1.1 Выяснить параметры и вид характеристического сопротивления нагрузки, удовлетворяющей условию , подключаемую к выводам исходной схемы.
1.2 Вычислить заданную электрическую цепь с учётом п.1.1. при гармоническом входном сигнале:
.
1.3 Оценить точность расчёта способом баланса мощностей. Погрешность расчёта не должна быть больше 1%.
2. Выполнить частотный анализ цепи.
2.1 Отыскать комплексный коэффициент передачи по напряжению.
2.2 Выяснить аналитическое выражение и выстроить АЧХ и ФЧХ.
2.3 Выяснить по АЧХ полосу пропускания.
3. Выполнить анализ переходного процесса при ступенчатом входном действии:
.
3.1 Взять аналитическое выражение, обрисовывающее переходный процесс.
3.2 Выстроить график переходного процесса.
3.3 По графику (п. 3.2) выяснить время переходного процесса.
4. Посредством программы EWB совершить анализ АЧХ и переходного процесса для всех заданных значений резисторов (наблюдать данные). Дать объяснение влияния размеров заданных резисторов на вид АЧХ и продолжительность переходного процесса.
Примечание: При исполнении п.2.2 и п.3.2 наличие таблиц значений для графиков непременно.
| |
Данные
f = 1·103 Гц; R1 = 10 Ом; R2 = 100 Ом;
С = 5·10-6 Ф; L = 5·10-3 Гн; Um = 10 В.
При исполнении п.4 резистору задавать следующие значения:
=10 Ом; 20 Ом; 30 Ом; 40 Ом.
Электрический расчет заданной цепи при гармоническом входном действии.
В соответствии с заданием электрический расчет складывается из двух этапов — определение параметров и вида расчёта цепи и характеристического сопротивления нагрузки с отысканной нагрузкой.
Для предстоящего расчета пригодятся значения следующих размеров:
.