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

24 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

48946. Расчет производственной программы количества выработки алюминия-сырца 488.5 KB
  В соответствии с действующим налоговым законодательством не подлежат налогообложению: реализация на территории России услуг по сдаче в аренду служебных или жилых помещений иностранным гражданам и организациям аккредитованным в РФ; реализация медицинских товаров отечественного и зарубежного производства по перечню утвержденному Правительством РФ; реализация медицинских услуг оказываемых медицинскими организациями услуги городского пассажирского транспорта общего пользования кроме такси в том числе маршрутных а также услуги по перевозкам...
48947. Технико-экономическое обоснование проекта цеха электролиза алюминия 657 KB
  Действенность планирования НТП во многом определяется тем насколько верно определено его состояние по определенным направлениям. Сущность и типология систем планирования В управлении экономикой рыночного типа важное место принадлежит планированию. Формирование рыночных отношений связано с развитием предпринимательской деятельности стратегического менеджмента и систем планирования. Все это усложняет систему планирования в силу необходимости учета рыночной ситуации требует повышения роли планирования на фирме его научной и информационной...
48951. Прототип программной системы «Гостиница» 1.73 MB
  Постояльцы проживают в гостиницах по разным целям – это может быть, как и в случае отдыха, так и по работе. Наша цель – подобрать доступную гостиницу из имеющейся на сайте базы данных. Так же вы можете оставлять ваши отзывы и пожелания
48952. Система электроснабжения района города в Московской области 2.53 MB
  Сечения жил кабелей линий 380 В должны выбираться по соответствующим расчётным электрическим нагрузкам линий в нормальных и послеаварийных режимах работы на основе технических ограничений допустимого нагрева и допустимых потерь напряжения а также с учётом применения минимальных сечений по условиям механической прочности в условиях монтажа и эксплуатации. Выбор сечений КЛ 04 кВ по техническим ограничениям по допустимым потерям напряжения. Далее необходимо выполнить проверку кабелей на допустимые потери напряжения в нормальном и...
48953. Проект системы электроснабжения района города в Московской области 4.02 MB
  Подача горячей воды и отопление осуществляется от ЦТП. В микрорайоне расположено 23 жилых здания высотой 9 этажей 5 жилых зданий высотой 12 этажей и 11 высотой 16 этажей 5 детских садов на 150 мест каждый 2 школы на 1176 мест каждая кафе на 50 мест 7 центральных тепловых пунктов ЦТП универмаг магазин Мебель магазин Электротовары магазин Сантехника автосалон поликлиника.1 ЦТП№1 11.2 ЦТП№2 11.