3679

Методы расчета сложных электрических цепей

Лабораторная работа

Энергетика

Методы расчета сложных электрических цепей Расчетное задание Для заданной электрической цепи, в которой, а остальные параметры указаны в таблице, требуется рассчитать: все токи и напряжения методом контурных токов все токи и напряжен...

Русский

2012-11-05

209 KB

25 чел.

Методы расчета сложных электрических цепей

Расчетное задание

Для заданной электрической цепи, в которой , , а остальные параметры указаны в таблице, требуется рассчитать:

  •  все токи и напряжения методом контурных токов;
  •  все токи и напряжения методом узловых напряжений;
  •  ток через сопротивление R6 методом эквивалентного генератора.

Номер схемы

, В

, В

, В

, Ом

, Ом

, Ом

, Ом

2

8

16

5

91

180

100

120


Метод контурных токов

Составим систему для метода контурных токов:

(1)

Найдем собственные и взаимные сопротивления контуров:

,

,

.

,

,

.

Подставим найденные значения  и данные значения  в систему (1):

Решая систему, находим:

, , .

Из схемы видно, что:

, ,.

Соответственно, значения напряжений (рассчитываем по закону Ома: ):

, , ,

, ,.

Метод узловых напряжений

Прежде, чем применять метод узловых напряжений, преобразуем все источники напряжения в эквивалентные источники тока:

, , ,

, , .

Рассчитаем собственную и взаимную проводимости:

,

,

.

,

,

.

Найдем токи в источниках по формуле :

, , .

Запишем узловые токи:

, , .

Составим систему для метода узловых напряжений:

(2)

Подставим найденные значения  и  в систему (2):

Решая систему, находим:

, , .

Из схемы видно, что:

,

,

,

,

,

.

Соответственно, значения сил токов (рассчитываем по закону Ома: ):

, , ,

, , .

Метод эквивалентных источников

С помощью эквивалентных преобразований, заменим исходную схему на следующую:

Для этого, рассчитаем напряжение между точкам А и Б методом контурных токов:

Контурные уравнения:

Тогда, эти уравнения и имеют матричный вид:

Подставим конкретные значения:

Из решения этой системы, имеем:

.

Выразим токи в ветвях через контурные токи:

Подставим конкретные значения:

Найдем напряжение на отрезке АБ:

Замкнем все источники напряжения и найдем входное сопротивление внешней цепи:

Рассчитаем сопротивление полученной цепи. Для этого преобразуем ее следующим образом:

Рассчитаем сопротивления R13, R14, R34:

Найдем общее сопротивление цепи:

Заменим внешнюю, по отношению к ветви, цепь, содержащую сопротивление R6, эквивалентным источником напряжения:

Тогда:

Результаты расчётов токов и напряжений в методе контурных токов практически совпали с результатами метода узловых напряжений, небольшие отклонения связаны с округлениями при вычислениях. Значение тока I6, найденное методом эквивалентного генератора, совпало со значениями, полученными в методах контурных токов. Это говорит о правильности расчётов.

  1.  Проектирование фильтра Баттерворта верхних частот:

Wp=2*pi*8e3 рад/с – частота, ограничивающая область подавления;

Ws=2*pi*1e4 рад/с – гарантированная частота области пропускания;

Rp=3 дБ – уровень полосы подавления;

Rs=30дБ – уровень полосы пропускания;

Построение АЧХ фильтра:

[n, Wc]=buttord (Wp, Ws, Rp, Rs, 's') – определение порядка фильтра и частоты на уровне 3 дБ;

[z, p, k]=buttap(n) – способ аппроксимации фильтра;

[b, a]=zp2tf (z, p, k) – низкочастотный прототип фильтра;

[bt, at]=lp2hp (b, a, Wc) – переход к высоким частотам;

f=linspace (0,2e4,100) – определение полосы частот;

k=freqs (bt, at, 2*pi*f) – модуль АЧХ;

plot (f, abs(k)) – построение АЧХ:

  1.  Построение фильтра, тип которого не известен:

m=[zeros (1,11), ones (1,5), linspace (0. 9,0,10)];

f=[0:25]*100;

plot (f, m):

fn=[fn 1] – добавляем количество нормированных частот до 1;

m=[m 0] – количество амплитуд должно равняться количеству частот;

b=fir2 (100, fn, m);

k=freqz (b, 1, fn);

plot (fn, abs(k))

freqz (b, 1)

Вывод: В ходе лабораторной работы с помощью прикладного пакета MATLAB были спроектированы аналоговый фильтр Баттерворта верхних частот и произвольный фильтр. Графики, полученные в ходе проектирования прилагаются в отчете.


R4

2

R5

R6

R3

R1

E1

E2

E3


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

52837. Электричество. Учись быть бережливым 307 KB
  Даже страшно подумать об этом Что случилось бы если бы исчез свет Ответы детей. Если б солнечный свет вдруг бы взял и пропал Мир бы сразу угрюмым и темным весь стал Тьма покрыла бы всё на планете Даже звезды с луною не светят. Солнце звезды запомните это Называют естественными источниками света. И без них день бы в ночь превратился навек Разве сможет без света прожить человек А животные птицы растенья цветы.
52840. Впровадження елементів проектного навчання у роботі з автентичною художньою літературою на уроках англійської мови в старшій школі 111 KB
  Маючи вищу педагогічну освіту методичний та педагогічний досвіт роботи з учнями автор ставить завдання пошуку нових ефективних шляхів навчання комунікативної компетенції які б були достатніми для здійснення спілкування у певних комунікативних сферах та розвитку творчої ініціативи здібностей пізнавальних інтересів учнів. Групове та колективне розвязування навчальних завдань стимулює пізнавальну та творчу діяльність учнів. Робота з віршованими текстами формує творчі здібності критичне та логічне мислення сприяє виявленню в...
52841. Элементы истории математики на уроках в общеобразовательной школе 299 KB
  Решением неопределенных уравнений занимались в древности китайцы греки и индийцы. В Арифметике Диофанта приведено много задач решаемых им с помощью неопределенных уравнений разных степеней при этом он допускает в качестве решений любые положительные дробные или целые числа. Из 1 следует неопределенное уравнение первой степени x y=...
52842. «Літературний елементаль» як метод актуалізації і узагальнення вивченого з української літератури 36.5 KB
  Досвід попередніх років показує що навчальні компетенції учнів з української мови відрізняються від компетенцій з української літератури й на жаль не на користь останньої. Специфіка ж тестів ДПА та ЗНО з української літератури передбачає достатньо глибоке знання саме цих особливостей літературних творів що входять до шкільної програми. Саме тому пропоную один з методів роботи на уроках української літератури який допоможе учням безпосередньо перед тестуванням відновити у памяті потрібну інформацію про той чи інший твір літератури.
52843. Збережи ялинки 38 KB
  Коментар: для проведення уроку напередодні вчитель пропонує учням підготувати презентації: Які бувають ялинки Чи корисні хвойні аромати Як використовують ялинки Як можна зберегти ялинку Хід заходу: Учитель: Яке свято наближається діти Без чого не обходиться жодне новорічне свято Де беруть ялинки для новорічного свята Чи завжди свято нового року святкували взимку Звичайно ні. Фея Екологія: Добрий день діти. Зрубали ми ялинку На свято принесли Малята веселяться В лісі одні пеньки Сіренькому зайчатку Нема...
52844. Изображение елочной ветки 130.5 KB
  Цель. Учить детей рисовать, закреплять умения и навыки в процессе рисования: положение альбомного листа и карандаша, умение пользоваться красками, кисточкой, цветными карандашами. Совершенствовать умение правильного раскрашивания передачи в рисунке формы, величины, деталей в соответствии с предметом.
52845. Розвиток творчих здібностей учнів під час формування природничих понять на уроках природознавства в початкових класах 134.5 KB
  Застосування інтерактивних технологій висуває певні вимоги до структури уроку. Структура інтерактивного уроку містить пять етапів: мотивації оголошення теми та очікуваних результатів надання необхідної інформації інтерактивної вправи підбиття підсумків і оцінювання результатів уроку. Сьогодні на занятті ми розглянемо тільки три етапи інтерактивного уроку: мотивація навчання оголошення теми та очікуваних результатів рефлексія підбиття підсумків і оцінювання результатів уроку. II Основна частина Мотивація навчання Метою цього етапу...