Рисунок 1.1 ‑ Зависимость активной составляющей от частоты; размерность R(w) – Ом, w – рад/с1.3 Определение реактивной составляющей комплексного входного сопротивления цепиИз (2) видно, что реактивная составляющая комплексного входного сопротивления цепи равна:
|
(4) |
Результаты расчётов приведены в таблице 1.2, а кривая, построенная на основании результатов, имеет вид графика изображённого на рисунке 1.2
Таблица 1.2 | Зависимость реактивной составляющей от частоты |
w, рад/с | X(w), Ом |
0 | 0 |
2.5*10^7 | 246.0721781 |
7.5*10^7 | 621.5367231 |
1*10^8 | 537.3271164 |
1.5*10^8 | 383.2305778 |
1.75*10^8 | 331.4740341 |
2.25*10^8 | 259.7380449 |
2.5*10^8 | 234.1512213 |
3*10^8 | 195.4771722 |
3.25*10^8 | 180.5329631 |
3.5*10^8 | 167.7003466 |
3.75*10^8 | 156.564089 |
4*10^8 | 146.8103054 |
4.5*10^8 | 130.5374047 |
4.75*10^8 | 123.6804004 |
5*10^8 | 117.5068169 |
5.25*10^8 | 111.9195119 |
5.75*10^8 | 102.199084 |
6*10^8 | 97.9451927 |
6.5*10^8 | 90.4174982 |
6.75*10^8 | 87.071266 |
7.25*10^8 | 81.070308 |
7.5*10^8 | 78.3695601 |
8*10^8 | 73.4739969 |
8.25*10^8 | 71.2485584 |
8.75*10^8 | 67.1789125 |
9*10^8 | 65.313547 |
9.5*10^8 | 61.8771764 |
1*10^9 | 58.7842651 |
| 0 |
Рисунок 1.2‑ Зависимость реактивной составляющей от частоты; размерность X(w) – Ом, w – рад/с
1.4 Определение модуля комплексного входного сопротивления цепиМодуль комплексного входного сопротивления цепи:
|
(5) |
Подставляя выражения (3) и (4) получим:
| (6) |
Результаты расчётов приведены в таблице 1.3, а кривая, построенная на основании результатов, имеет вид графика изображённого на рисунке 1.3 Таблица 1.3 | Зависимость модуля от частоты |
w, рад/с | ModZ(w), Ом |
0 | 654.6858736 |
1*10^7 | 649.2212009 |
1.42*10^7 | 647.35766‑min |
3*10^7 | 715.7636509 |
4*10^7 | 849.7354647 |
6*10^7 | 1158.5565761 |
7*10^7 | 1270.5610656 |
9*10^7 | 1407.7765634 |
1*10^8 | 1448.0906149 |
1.2*10^8 | 1498.7078464 |
1.3*10^8 | 1514.9060929 |
1.5*10^8 | 1537.1300659 |
1.6*10^8 | 1544.9118415 |
2*10^8 | 1564.25307 |
2.1*10^8 | 1567.2999067 |
2.3*10^8 | 1572.1477461 |
2.4*10^8 | 1574.0946495 |
2.6*10^8 | 1577.2894385 |
2.7*10^8 | 1578.6096652 |
2.9*10^8 | 1580.827954 |
3*10^8 | 1581.7650952 |
3.2*10^8 | 1583.3693222 |
3.3*10^8 | 1584.059005 |
3.5*10^8 | 1585.257498 |
3.6*10^8 | 1585.7801122 |
3.8*10^8 | 1586.699579 |
3.9*10^8 | 1587.1052533 |
4.1*10^8 | 1587.8264025 |
4.2*10^8 | 1588.1477312 |
4.4*10^8 | 1588.7239824 |
4.5*10^8 | 1588.9829149 |
4.6*10^8 | 1589.2246865 |
4.7*10^8 | 1589.4507882 |
4.8*10^8 | 1589.6625517 |
4.9*10^8 | 1589.8611698 |
5*10^8 | 1590.0477131 |
| 1594.5 |
Рисунок 1.3 ‑ Зависимость модуля от частоты; размерность ModZ(w) – Ом,
w – рад/с
1.5 Определение аргумента комплексного входного сопротивления цепиАргумент комплексного входного сопротивления цепи:
|
(7) |
Подставляя выражения (3) и (4) получим:
| (8) |
Результаты расчётов приведены в таблице 1.4, а кривая, построенная на основании результатов, имеет вид графика изображённого на рисунке 1.4 Таблица 1.4 | Зависимость аргумента от частоты |
w, рад/c | ArgZ(w),рад |
0 | 0 |
1*10^7 | 0.1174454 |
2*10^7 | 0.2790074 |
3*10^7 | 0.4617485 |
4*10^7 | 0.5781004 |
5*10^7 | 0.6013055 |
6*10^7 | 0.5695574 |
7*10^7 | 0.5189209 |
8*10^7 | 0.4671155 |
9*10^7 | 0.4204151 |
1*10^8 | 0.3801492 |
1.3*10^8 | 0.2919224 |
1.4*10^8 | 0.2705269 |
1.6*10^8 | 0.2357585 |
1.8*10^8 | 0.2088236 |
1.9*10^8 | 0.1975292 |
2*10^8 | 0.1873925 |
2.2*10^8 | 0.1699518 |
2.3*10^8 | 0.1623974 |
2.4*10^8 | 0.1554881 |
2.6*10^8 | 0.1433007 |
2.7*10^8 | 0.1378992 |
2.8*10^8 | 0.1328918 |
3*10^8 | 0.1238984 |
3.2*10^8 | 0.1160497 |
3.3*10^8 | 0.1124883 |
3.4*10^8 | 0.1091398 |
| 0 |
Рисунок 1.3 ‑ Зависимость аргумента от частоты; размерность ArgZ(w) – рад, w – рад/с
2 РАСЧЁТ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕПИ2.1 Определение комплексного коэффициента передачи цепиКомплексный коэффициент передачи цепи:
|
(9) |
Предположим, входной ток есть, тогда:(10)Подставляя выражение (10) в (9) получим:
| (11)
|
2.2 Определение амплитудно-частотной характеристики цепиАмплитудно-частотная характеристика (АЧХ): , |
(12) |
где: (13), а (14) Подставляя числовые значения в выражения (13) и (14), а затем в (12) получим:(15)Результаты расчётов приведены в таблице 2.1, а кривая, построенная на основании результатов, имеет вид графика изображённого на рисунке 2.1 Таблица 2.1 | Зависимость ModK(jw) от частоты |
w, рад/с | ModK(jw) |
0 | 0.5910781 |
1*10^7 | 0.5992408 |
2*10^7 | 0.6179827 |
3*10^7 | 0.6324491 |
4*10^7 | 0.6273599 |
5*10^7 | 0.5983093 |
7*10^7 | 0.5024911 |
8*10^7 | 0.4538942 |
9*10^7 | 0.4104007 |
1*10^8 | 0.3726731 |
1.1*10^8 | 0.3403078 |
1.3*10^8 | 0.2887096 |
1.4*10^8 | 0.2680577 |
1.5*10^8 | 0.2500606 |
1.6*10^8 | 0.2342674 |
1.7*10^8 | 0.2203143 |
1.9*10^8 | 0.1968111 |
2*10^8 | 0.186831 |
2.1*10^8 | 0.1778097 |
2.2*10^8 | 0.169617 |
2.3*10^8 | 0.1621448 |
2.4*10^8 | 0.1553027 |
2.5*10^8 | 0.1490146 |
2.7*10^8 | 0.1378528 |
2.8*10^8 | 0.132877 |
3*10^8 | 0.1239321 |
3.1*10^8 | 0.1198974 |
3.2*10^8 | 0.1161177 |
3.3*10^8 | 0.1125694 |
3.4*10^8 | 0.109232 |
3.5*10^8 | 0.1060873 |
3.6*10^8 | 0.1031189 |
3.8*10^8 | 0.097655 |
3.9*10^8 | 0.0951351 |
4*10^8 | 0.0927421 |
4.1*10^8 | 0.0904669 |
4.2*10^8 | 0.0883008 |
4.3*10^8 | 0.0862362 |
4.4*10^8 | 0.0842662 |
4.6*10^8 | 0.0805848 |
4.7*10^8 | 0.0788623 |
4.8*10^8 | 0.0772121 |
4.9*10^8 | 0.0756296 |
5*10^8 | 0.0741108 |
5.1*10^8 | 0.0726519 |
5.2*10^8 | 0.0712494 |
5.4*10^8 | 0.0686011 |
5.5*10^8 | 0.0673495 |
5.6*10^8 | 0.0661428 |
5.7*10^8 | 0.0649787 |
5.8*10^8 | 0.0638548 |
5.9*10^8 | 0.0627693 |
6*10^8 | 0.0617201 |
| 0 |
Рисунок 2.1 ‑ АЧХ цепи; размерность w – рад/с, ModK(w) – безразмерная величина
2.3 Определение фазочастотной характеристики цепиФазочастотная характеристика цепи (ФЧХ):
|
(16) |
Подставляя числовые значения в (16) получим:
| (17) |
Результаты расчётов приведены в таблице 2.2, а кривая, построенная на основании результатов, имеет вид графика изображённого на рисунке 2.2
Таблица 2.2 | Зависимость ArgK(jw) от частоты |
w, рад/с | ArgK(jw), рад |
0 | 0 |
1*10^7 | -0.0799271 |
3*10^7 | -0.3226808 |
5*10^7 | -0.6462386 |
7*10^7 | -0.9086729 |
9*10^7 | -1.0769648 |
1.1*10^8 | -1.1826898 |
1.3*10^8 | -1.2524606 |
1.5*10^8 | -1.3011954 |
1.7*10^8 | -1.3369474 |
1.9*10^8 | -1.3642366 |
2.1*10^8 | -1.3857381 |
2.3*10^8 | -1.4031184 |
2.5*10^8 | -1.4174637 |
2.7*10^8 | -1.42951 |
2.9*10^8 | -1.4397731 |
3.1*10^8 | -1.4486249 |
3.3*10^8 | -1.4563401 |
3.5*10^8 | -1.4631264 |
3.7*10^8 | -1.4691435 |
3.9*10^8 | -1.4745161 |
4.1*10^8 | -1.4793434 |
4.3*10^8 | -1.483705 |
4.6*10^8 | -1.4895127 |
4.8*10^8 | -1.492969 |
5*10^8 | -1.4961411 |
5.2*10^8 | -1.4990628 |
5.4*10^8 | -1.5017629 |
5.6*10^8 | -1.5042658 |
5.8*10^8 | -1.5065924 |
6*10^8 | -1.5087609 |
| -1,5707963 |
Рисунок 2.2 ‑ ФЧХ цепи; размерность ArgK(w) – рад, w – рад/с
3 РАСЧЕТ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕПИ3.1 Определение переходной характеристики цепиПереходная характеристика цепи: Т.к. воздействие – ток, а реакция – ток на индуктивности, следует (см. рисунок 3.1): , |
(19) |
где Io – единичный скачок тока.
Для определения режима переходного процесса запишем входное сопротивление в операторной форме:
Рисунок 3.1‑Эквивалентная схема при t стремящемся к бесконечности
| (20) |
Приравнивая знаменатель к нулю, после несложных преобразований получим: или , где: , | (21) |
(рад/с) | (22) |
Т.к. , следует режим колебательный, а значит: , |
(23) |
где: (рад/с) |
(24) |
– угловая частота затухающих свободных колебаний в контуре, А и ‑ постоянные интегрирования.Для определения постоянных интегрирования составим два уравнения для начальных значений (+0) и (+0): (25), (26) (см. рисунок 3.2),(27), т.к. в момент комутации напряжение на сопротивлении R2 равно напряжению на индуктивности (см. рисунок 3.2).
| (28) |
| (29) |
Рисунок 3.2 – Эквивалентная схема в момент коммутацииПодставляя выражения (19), (21), (23), (24), (26), (27), (28), (29) в (25) получим:
|
(30) |
|
| (31)
|
|
|
(32) |
|
(33)Результаты расчётов приведены в таблице 3.1, а кривая, построенная на основании результатов, имеет вид графика изображённого на рисунке 3.3 Таблица 3.1 | Расчёт переходной характеристики |
t, с | h(t) |
0 | 0 |
1.00e-8 | 0.303504193 |
2.00e-8 | 0.489869715 |
4.00e-8 | 0.632067650 |
5.00e-8 | 0.642131278 |
7.00e-8 | 0.624823543 |
8.00e-8 | 0.613243233 |
1.00e-7 | 0.597388596 |
1.10e-7 | 0.593357643 |
1.30e-7 | 0.590241988 |
1.40e-7 | 0.590004903 |
1.70e-7 | 0.590600383 |
1.90e-7 | 0.590939689 |
2.00e-7 | 0.591026845 |
2.20e-7 | 0.591095065 |
2.30e-7 | 0.591100606 |
2.50e-7 | 0.591093538 |
2.60e-7 | 0.591088357 |
2.80e-7 | 0.591081098 |
3.00e-7 | 0.591078184 |
| 0.591078066 |
Рисунок 3.3 – Переходная характеристика цепи; размерность t – сек, h(t) – безразмерная величинаКак видно из рисунка 3.3, свободные колебания затухают достаточно быстро; при таком масштабе рисунка видны колебания в течение, примерно, одного периода свободных колебаний (), однако переходной процесс длится немного дольше, а спустя 0,3 мкс колебаниями можно пренебречь т.к. они достаточно малы (см. таблицу 3.1) и считать переходной процесс завершенным.3.2 Определение импульсной характеристики цепиИмпульсная характеристики цепи:
|
(34), |
|
(35), |
где 1(t) – единичная функция.
Подставляя (33) в (35) находим:
| (36) |
Результаты расчётов приведены в таблице 3.2, а кривая, построенная на основании результатов, имеет вид графика изображённого на рисунке 3.4 и 3.5 Рисунок 3.4 – Импульсная характеристика цепи в крупном масштабе; размерность t – сек, g(t) – безразмерная величинаОба графика имеют одну и ту же шкалу времени, поэтому можно оценить, насколько быстро затухают колебания, и во сколько раз уменьшается их амплитуда за ничтожный промежуток времени. Таблица 3.2 | Расчёт импульсной характеристики |
t, c | g(t) |
0 | 3.697e7 |
4.0e-8 | 2.299e6 |
6.0e-8 | -9.911e5 |
8.0e-8 | -1.066e6 |
1.0e-7 | -5.184e5 |
1.2e-7 | -1.460e5 |
1.4e-7 | -1.503e3 |
1.8e-7 | 1.697e4 |
2.0e-7 | 6.486e3 |
2.2e-7 | 1.167e3 |
2.4e-7 | -412.634 |
2.6e-7 | -482.050 |
2.8e-7 | -240.781 |
3.0e-7 | -70.193 |
3.2e-7 | -2.270 |
3.6e-7 | 7.780 |
3.8e-7 | 3.053 |
4.0e-7 | 0.587 |
4.2e-7 | -0.169 |
4.4e-7 | -0.218 |
4.6e-7 | -0.112 |
4.8e-7 | -0.034 |
5.0e-7 | -1.775e-3 |
5.4e-7 | 3.561e-3 |
5.6e-7 | 1.434e-3 |
5.8e-7 | 2.930e-4 |
6.0e-7 | -6.843e-5 |
6.2e-7 | -9.799e-5 |
6.4e-7 | -5.175e-5 |
6.6e-7 | -1.610e-5 |
7.0e-7 | 2.166e-6 |
7.4e-7 | 6.730e-7 |
7.6e-7 | 1.453e-7 |
7.8e-7 | -2.702e-8 |
8.0e-7 | -4.405e-8 |
Рисунок 3.5 – Импульсная характеристика в более мелком масштабе ; размерность t – сек, g(t) – безразмерная величина 3.3 Расчет отклика цепи на заданное воздействие методом интеграла ДюамеляПри кусочно-непрерывной форме воздействия отклик необходимо искать для каждого из интервалов времени отдельно. При применении интеграла Дюамеля с использованием переходной характеристики h(t) отклик:при , | (37) | где: y(x) – аналитическое выражение описывающее воздействие (см. рисунок 3.6) составим аналитическое выражение y(x):
|
(38) | Рисунок 3.6 – График воздействия |
|
(39) | Подставляя выражения (33), (39) в(37) и учитывая, что y(0)=0 получим: Результаты расчётов приведены в таблице 3.3, а кривая, построенная на основании результатов, имеет вид графика изображённого на рисунке 3.7 и 3.8 Таблица 3.3 | Расчёт отклика при | t, c | i(t), А | 0 | 0 | 1.0e-6 | 0.136879881 | 2.0e-6 | 0.274798097 | 3.0e-6 | 0.412716312 | 5.0e-6 | 0.688552743 | 6.0e-6 | 0.826470958 | 7.0e-6 | 0.964389174 | 9.0e-6 | 1.240225604 | 1.0e-5 | 1.378143820 | 1.1e-5 | 1.516062035 | 1.3e-5 | 1.791898466 | 1.4e-5 | 1.929816681 | 1.5e-5 | 2.067734897 | 1.7e-5 | 2.343571328 | 1.8e-5 | 2.481489543 | 1.9e-5 | 2.619407758 | 2.1e-5 | 2.895244189 | 2.2e-5 | 3.033162405 | 2.3e-5 | 3.171080620 | 2.5e-5 | 3.446917051 | 2.6e-5 | 3.584835266 | 2.7e-5 | 3.722753482 | 2.8e-5 | 3.860671697 | 2.9e-5 | 3.998589912 | 3.0e-5 | 4.136508126 | Рисунок 3.7 – Отклик цепи при в крупном масштабе; размерность t – сек, i(t) – Ампер Рисунок 3.8 ‑ Отклик цепи при в более мелком масштабе; размерность t – сек, i(t) – Ампер Поскольку данный график содержит ось времени от 0 до t1, да плюс, как мы увидели по переходной характеристике, затухание происходит очень быстро, увидеть в таком масштабе колебания нельзя. На рисунке 3.8 ось времени содержит значения от 0 и до 2*10^-7 секунд, на этом графике хоть и слабо, но все же видно, что нарастание вначале нелинейное.при Результаты расчётов приведены в таблице 3.4, а кривая, построенная на основании результатов, имеет вид графика изображённого на рисунке 3.9 Таблица 3.4 | Расчёт отклика при | t, c | i(t), А | 3.e-5 | 4.136508126 | 3.001e-5 | 2.012978646 | 3.002e-5 | 0.708853559 | 3.004e-5 | -0.286479932 | 3.006e-5 | -0.316233940 | 3.007e-5 | -0.236089753 | 3.009e-5 | -0.089807225 | 3.010e-5 | -0.044172156 | 3.011e-5 | -0.015965080 | 3.012e-5 | -7.804401718e-4 | 3.015e-5 | 6.723438063e-3 | 3.016e-5 | 5.056128946e-3 | 3.017e-5 | 3.342384970e-3 | 3.019e-5 | 9.685895329e-4 | 3.020e-5 | 3.587128387e-4 | 3.022e-5 | -1.187888560e-4 | 3.024e-5 | -1.428833579e-4 | 3.025e-5 | -1.082465352e-4 | 3.026e-5 | -7.200797423e-5 | 3.028e-5 | -2.122389760e-5 | 3.029e-5 | -8.042151551e-6 | 3.030e-5 | -8.306802357e-7 |
| 0 | Рисунок 3.9 – Отклик цепи при ; размерность t – сек, i(t) – Ампер Таким образом, отклик на заданное воздействие имеет вид графика изображенного на рисунке 3.10 Рисунок 3.10 – Отклик цепи; размерность t – сек, i(t) ‑ Ампер ВЫВОДЫВ процессе выполнения курсовой работы вопросов появляется больше, чем пунктов в задании. Одними из них является семейство вопросов о размерности коэффициентов и промежуточных величин при расчете переходной характеристики, а также размерность ее производной и т.д. В план закрепления материала, на мой взгляд, идут только первые четыре задания, поскольку с такого рода задачами мы встречались, а последние три задания представляют особую важность, их приходится не закреплять – в них приходится разбираться. Достоинством данной курсовой работы является подбор в ней заданий, они не являются нудными и однообразными как, например, курсовые по механике, в которых все одно и тоже и в пять раз больше. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ1. В. П. Шинкаренко, П. Ф. Лебедев. Методические указания к курсовой работе по курсу « Теория электрических и магнитных цепей». ‑ Харьков: «ХГТУРЭ», 1993. 2. Т. А. Глазенко, В. А. Прянишников. Электротехника и основы электроники. – М.: «Высшая школа», 1985. 3. Г. И. Атабеков. Теоретические основы электротехники. – М.: «Энергия», 1978. 4. Н. В. Зернов, В. Г. Карпов. Теория радиотехнических цепей. – Л.: «Энергия», 1972.
1. Реферат Артур Шопенгауэр 3 2. Курсовая Муниципальная служба в России 3. Реферат Терроризм и криминал 4. Реферат на тему Слуховий аналізатор 5. Реферат на тему Parental Consent Essay Research Paper Does Parental 6. Контрольная работа Принципы государственного устройства 7. Диплом на тему Релаксационная стойкость напряжений в металлах и сплавах 8. Курсовая на тему Типы и виды документов 9. Реферат Економічні реформи в Україні для виходу з кризи 10. Реферат Лошадь Пржевальского
|