Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Результат поиска
Наименование:
Курсовик расчет переходных процессов в электрических цепях
Информация:
Тип работы: Курсовик.
Предмет: Схемотехника.
Добавлен: 17.05.2012.
Год: 2012.
Страниц: 24.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
Описание (план):
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Рязанский государственный радиотехнический университет» Кафедра промышленной электроники
РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ Дисциплина: Теоретические основы электротехники
Выполнил ст. гр. 021: Акатов Андрей, группа: 021 Проверил: Борисовский А.П.
Рязань, 2012 год Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Рязанский государственный радиотехнический университет»
Кафедра промышленной электроники ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТУ)
Дисциплина: Теоретические основы электротехники
Студент ___ группа ___ 1. Тема: Расчет переходных процессов в электрических цепях. 2. Срок представления проекта (работы) к защите ___ 20___ г. 3. Исходные данные для проектирования (научного исследования) ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ 4. Содержание пояснительной записки курсового проекта (работы) Задание на курсовой проект (работу). Расчет переходных процессов в цепи первого порядка. Расчет переходных процессов в цепи второго порядка. Расчет процессов в нелинейной цепи. Список использованной литературы. 5. Перечень графического материала Для п 4.2 : заданная схема для расчета, схема для определения начальных условий, схема для определения характеристического сопротивления, схема для нахождения принужденной составляющей, временные диаграммы токов и напряжений в электрической цепи. Для п 4.3 : заданная схема для расчета, схема для определения начальных условий, схема для определения характеристического сопротивления, схема для нахождения принужденной составляющей, временные диаграммы токов и напряжений в электрической цепи. Для п 4.4 : схема цепи, ВАХ нелинейного элемента с наложенным входным воздействием, диаграммы напряжения и тока, спектр тока. Руководитель проекта (работы) ___ Задание принял к исполнению ___ Задание 1
Рассчитать переходной процесс в электрической цепи I порядка
Переходной процесс возникает при коммутации (подключении или отключении) какой либо части электрической цепи. Он обусловлен наличием в электрической цепи реактивных элементов (индуктивностей и емкостей), которые способны накапливать энергию от источников питания, а затем передавать ее в электрическую цепь. В задании №1 необходимо рассчитать переходной процесс, протекающий в электрической цепи с одним реактивным элементом. Исходные данные для расчета определяются по следующим правилам: • номер группы , номер студента по журналу ; • номер схемы для расчета равен номеру студента по журналу Nст (приведены на стр. 3 и 4); • напряжение источника питания Е=10(с+k), [В]; • сопротивление R1=m+k, [кОм]; • сопротивление R2=m+b, [кОм]; • сопротивление R3=k+а+1, [кОм]; • индуктивность L=m+1, [мГн]; • емкость С=10-m, [мкФ]. Необходимо: 1. Рассчитать напряжение на реактивном элементе и ток через него после коммутации. 2. Построить зависимости от времени напряжения и тока реактивного элемента после коммутации.
Вариант 1.
Схема для расчета переходных процессов в электрической цепи I порядка:
E=10 B R1 =1кОм R2 =3кОм С= 9мкФ
Выполнение расчета переходного процесса в электрической цепи 1 ого порядка.
1.Определяем независимую переменную В соответствии с законами коммутации для моей схемы – это напряжение на емкости. 2.Составляем дифференциальное уравнение ля переходного процесса в электрической цепи, и записывается его общее решение:
3. Определяются начальные условия, по которым рассчитывается постоянная интегрирования в решении дифференциального уравнения.
= = = = 2,5В 4. Записывается решение дифференциального уравнения для свободной составляющей в виде:
Составим характеристическое уравнение. Для этого преобразуем цепь:
(c)
5. Определяется принужденная составляющая напряжения или тока в установившемся режиме при t=?. UПР = 0
6. Определяется постоянная интегрирования А. UС(t) = A•ept + UПР UПР(0) = A + UПР UПР(0) = A A = 2,5B
7. По найденным uC(t) рассчитываются ток через емкость или напряжение на индуктивности по формуле :
U = 2,5•e-150t iC = С • 2,5 • (?150)e-150t = ?3750e-150t iC = ?3750e-150t
8. Используя полученные выражения для тока и напряжения реактивного элемента найдем токи и напряжения для активных сопротивлений. UС = A•ept UС = 2,5•e-150t
iC = 9•10-6•2,5•e-150t = 22,5•e-156t
9. Построить временные диаграммы токов и напряжений в электрической цепи на интервале времени от t=0 до t=5?. Расчетные точки брать через ?t=0,5?.
Задание 2
Рассчитать переходной процесс в электрической цепи II порядка
Электрическая цепь II порядка содержит два противоположных реактивных элемента – L и С. При последовательном соединении элементов L и С (рис. 2) электрическую цепь называют последовательным колебательным контуром, а при параллельном соединении элементов L и С (рис. 3, а) - параллельным колебательным контуром. Характер переходного процесса в электрической цепи II порядка зависит от добротности контура, определяемой формулой , (8) где – характеристическое сопротивление контура, rпот – сопротивление потерь. Для последовательного контура rпот=r, а для параллельного контура rпот=r+rвн, где rвн – сопротивление, вносимое в контур внешними цепями. Для схемы рис. 3, а оно вычисляется по формуле . При этом рассчитывается эквивалентная добротность контура с учетом вносимого сопротивления . (9) При добротности Q‹0,5 переходной процесс в электрической цепи II порядка носит апериодический характер, при Q›0,5 колебательный. В случае если активное сопротивление контура r равно нулю, эквивалентная добротность параллельного колебательного контура будет определяться формулой . (10) В задании №2 необходимо рассчитать переходной процесс, протекающий в электрической цепи с двумя реактивными элементами.
Вариант 1.
Схема для расчета переходных процессов в электрической цепи II порядка:
E=10 B L =2мГн Q =3 С= 10мкФ Т.к. Q › 0,5, то контур колебательный. Рассчитаем напряжение R: ; ; 1.Определяем независимая переменная. В моем случае - это ток через индуктивность : 2.Составляем дифференциальное уравнение для переходного процесса в электрической цепи и записывается его общее решение :
3.Определяем начальные условия, по которым рассчитываются постоянные интегрирования в решении дифференциальных уравнений.
4.Записываем решение дифференциального сопротивления для свободной составляющей:
Для составления характеристического уравнения рассчитывается комплексное входное сопротивление электрической цепи, в которой все источники ЭДС заменяются коротким замыканием, а все разомкнутые ветви отбрасываются.
5. Определяем принужденные составляющие напряжения на емкости и тока через индуктивность в установившемся режиме при t=?.
6. Определяем постоянные интегрирования А и ?.
7. Построить временные диаграммы тока через индуктивность и напряжения на емкости на интервале времени от t=0 до t=3?.
Задание №3 Расчет формы и спектра сигналов при нелинейных преобразованиях К нелинейному элементу (полупроводниковому диоду) приложено напряжение, имеющее постоянную и переменную составляющие u(t) = U0 +Um • cos ?t В расчетном задании используется кусочно-линейная аппроксимация ВАХ нелинейного элемента. При u(t)‹U1 (U1 – пороговое напряжение) диод смещен в обратном направлении и не пропускает ток, его сопротивление Rд стремится к бесконечности. При u(t)?U1 диод смещен в прямом направлении и его ток линейно зависит от приложенного напряжения. Наклон ВАХ нелинейного элемента характеризуется крутизной S = ?I/?U [мА/B]. Величина, обратная крутизне, является сопротивлением диода в прямом направлении Rд = 1/S. Исходные данные • номер группы №гр=021 (abc), номер студента по журналу №ст=01 (km); • постоянная составляющая входного сигнала U0 = 0,5 [B], пороговое напряжение нелинейного элемента U1 = 1 [B]; • амплитуда переменной составляющей входного напряжения Um = 1 +0,1c = 1,6 [B]; • крутизна ВАХ нелинейного элемента S = c + №ст = 2 [мА/В]; • период колебаний переменной составляющей входного напряжения T = №ст = 1 [мкс], частота ? = 2
Требуется: 1) рассчитать угол отсечки ?, в радианах и градусах cos? = (U1 – U0)/Um =
6) вычислить амплитуду первой гармоники тока Im1 = Im•((? - sin?•cos?)/?•(1-cos? ) = 7) используя общее выражение для n – ой гармоники тока Imn = Im•((2(sin?•cos? - n•cos(n•?)•sin?)/(?• •(n2 – 1)•(1-cos?))) Im2 = A Im3 = 0.5 A Im4 =0.5 A Im5 =0.5 8) По полученным данным построить диаграмму спектра тока нелинейного элемента
9) Используя вычислительные возможности программы MathCAD, построить временную диаграмму тока для первых пяти гармоник i(t) = I0 + Im1•cos ?1t + Im2•cos 2?1t + Im3•cos 3?1t + Im4•cos 4?1t + Im5•cos 5 ?1t i(t) = 0.22 + 0.19•cos 0,45•106 t+0.12 •cos 2•0,45•106 t+ 0.080•cos 3•0,45•106 t+0.0202•cos 4•0,45•106t–+0.0091•c s 5•0,45•106
Временные диаграммы для кождой гармоники:
Заключение : Данная курсовая работа помогает закрепить знания о переходных процессах в электрических цепях и наглядно увидеть физическую природу явления. В результате проделанной работы были практически рассчитаны начальные и конечные значения всех токов и напряжений в цепи,и построены графики изменения токов и напряжений, а так же графики функций переходной и импульсной характеристик. При переходных процессах могут возникать большие перенапряжения, сверхтоки, электромагнитные колебания, которые могут нарушить работу устройства вплоть до выхода его из строя. С другой стороны, переходные процессы находят полезное практическое применение, например, в различного рода электронных генераторах. А значит проделанная работа имеет не только теоретическую ценность, но и не малое значение при расчете той или иной конкретной практической задачи. Список литературы 1) В.П. Попов «Основы теории цепей», Москва – «Высшая школа», 1985. 2) Л.А. Бессонов « Теоретические основы электротехники», Москва – «Высшая школа», 1984. 3) Методическое указание к практическим занятиям. «Теоретические основы электротехники».
