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

26 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

2062. Аэродинамические и геометрические характеристиками турбинной решетки 802.95 KB
  Турбинная решетка и её характеристики. Основные геометрические характеристики турбинной решетки. Классификация профилей.
2063. Создание и редактирование базы данных 345.56 KB
  Создание таблицы в режиме конструктора. Редактирование базы данных. Создание запросов. Настройка Параметров запуска базы данных.
2064. Аналіз сучасного стану управління транспортними потоками Жовтневого району м. Харкова 74.85 KB
  Аналіз методів організації дорожнього руху. північна частина Жовтневого району м. Харкова. Характеристики транспортних потоків. Характеристики технічних засобів регулювання дорожнього руху.
2065. Цитологические основы полового и бесполого размножения 39.65 KB
  В основе бесполого размножения лежит митоз. Митоз состоит из четырех фаз: профазы, метафазы, анафазы, телофазы.
2066. Закономерности наследования признаков, установленные Менделем 37.29 KB
  Часть открытий из области основных закономерностей наследования признаков принадлежит Менделю. Он проводил опыты по гибридизации гороха. Он отбирал растения, отличающиеся парой альтернативных признаков.
2067. Основные положения хромосомной теории наследственности, сформулированной Морганом 37.93 KB
  Поскольку число генов у каждой особи намного больше числа хромосом, в одной хромосоме располагается множество генов. Т. Морган и его ученики обнаружили, что гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно, то есть сцеплено.
2068. Типы взаимодействия генов 39.77 KB
  Различают следующие основные типы взаимодействия генов: 1) комплементарность, 2) элистаз, 3) полимерия, 4) модифицирующее действие генов.
2069. Роль ДНК как материального носителя наследственности 38.18 KB
  Доказательства роли ДНК как материального носителя наследственности. Структура ДНК, объясняющая ее роль как материального носителя наследственности.
2070. ДНК – основной материальный носитель наследственности 39.4 KB
  Доказательства важнейшего генетического значения ДНК были получены в результате анализа многих факторов и специально поставленных опытов.