- •«Московский технический университет связи и информатики»
- •Курсовая работа
- •«Анализ электрических цепей»
- •Задание на курсовую работу
- •1. Анализ цепи по постоянному току
- •2. Анализ цепи при гармонических функциях источников во временной области
- •3. Анализ цепи при гармонических функциях источника в комплексной области
- •4. Построение частотных характеристик входного сопротивления и передаточной функции
- •Анализ цепи по постоянному току
- •Эквивалентная схема при
- •1.2) Эквивалентная схема при
- •Анализ цепи при гармонических функциях источников во временной области
- •Анализ цепи при гармонических функциях источника в комплексной форме
- •3.1 Электрическая цепь в комплексной форме представлена на схеме 7.
- •3.2 Системы уравнений в комплексной форме
- •3.3 Система уравнений по методу узловых потенциалов в комплексном виде
- •3.4 Система уравнений в комплексном виде в матричной форме
- •3.5 Решение 2-х систем уравнений
- •3.6 Результаты анализа во временной форме
- •3.7 Векторная диаграмма напряжений на комплексной области путем обхода второго контура
- •Построение частотных характеристик входного сопротивления и передаточной функции
- •Список литературы
3.6 Результаты анализа во временной форме
Напряжения на элементах и токи в ветвях во временной форме:
Где – действительная часть числа, – мнимая часть (без ), – 90 или 270 градусов, в зависимость от того, с каким знаком переменная (если она отрицательна, то , если она положительна, то . Эти значения определены по тригонометрическому кругу, т.к. переменная принимается, как ось ).
Токи ветвей: |
Напряжение на элементах: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.7 Векторная диаграмма напряжений на комплексной области путем обхода второго контура
Ниже (см.рис.4) представлены векторные диаграммы напряжений на комплексной области путём обхода первого контура .
Следуя из показаний на диаграммах, второй закон Кирхгоффа выполняется, что и требовалось доказать.
Рисунок 4 – Векторные диаграммы на комплексной области путём обхода первого контура .
На рисунке представлены векторные диаграммы напряжений на комплексной области второго контура : , и (см.рис.5).
Рисунок 5 - Векторные диаграммы напряжений , и .
Построение частотных характеристик входного сопротивления и передаточной функции
Преобразуем исходную схему в такую, где отсутствуют источники тока (см.схем.8).
Схема 8 – Схема без источников тока.
Упрощаем схему из «звезды» в треугольник (см.схем.9) в 3 шагах.
Схема 9 – Преобразование в треугольник Шаг-1.
Следующий шаг преобразования из «звезды» в треугольник (см.схема.10).
Схема 10 – Преобразование в треугольник Шаг-2.
Схема 11 – Преобразование в треугольник Шаг-3.
Ниже указаны формулы и схема для построения необходимых графиков зависимостей с помощью программ Mathcad и Microcap (см.схем.12).
Схема 12 – Схема, используемая для расчетов.
Ниже показаны формулы, используемые для расчетов.
На рисунке показаны графики АЧХ и ФЧХ от (см.рис.6).
Рисунок 6 – Графики зависимости от .
На рисунке показаны графики АЧХ и ФЧХ от (см.рис.7).
Рисунок 7 - Графики зависимости от
На рисунке показаны сопоставления вышеописанных графиков АЧХ и ФЧХ для и соответственно (см.рис.8).
Рисунок 8 – Графики АЧХ и ФЧХ для и на одной плоскости.
На рисунке показаны графики АЧХ и ФЧХ входных и передаточных функций, построенных в программе Microcap (см.рис.9).
Рисунок 9 – Графики АЧХ и ФЧХ в программе Microcap.
Вывод
Был проведён анализ электрической цепи: найдены напряжения на катушках индуктивности, конденсаторы, составлены эквивалентные схемы при законах коммутации, составлены матрицы сопротивлений в вещественном и комплексном виде, найдены значения токов и напряжений на элементах в комплексной, экспоненциальной и временной формах, построены графики в программах Mathcad и Microcap, доказаны первый и второй законы Кирхгоффа и проведены преобразования схем. Проведена работа в Mathcad и Micro-cup. Найдены ФЧХ, АЧХ передаточной функции и входного сопротивления.