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

70539. ОПОРНИЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ ІЗ ДИСЦИПЛІНИ МАКРОЕКОНОМІКА 2.15 MB
  В трансформаційних умовах розвитку економіки України всім учасникам ринкових перетворень потрібний базовий обсяг економічних знань. Що ж до майбутніх фахівців з економіки та менеджменту – студентів економічних спеціальностей, то необхідним є вивчення не лише базового курсу економічної теорії...
70542. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ: КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ 1.36 MB
  Учебная дисциплина БЖД обязательная общеобразовательная дисциплина в которой соединена тематика безопасного взаимодействия человека со средой обитания и вопросы защиты от негативных факторов и чрезвычайных ситуаций. В результате изучения курса Безопасность жизнедеятельности специалист...
70543. Моя родина 16.8 KB
  Програмовий зміст: формувати у дітей поняття «родина, сім'я», виховувати любов до свої родини і до свої родичів, розвивати навички спілкування, відповідати на запитання вихователя; вчити помічати гендерні відмінності, уважно слухати художній твір, виконувати рухи, відповідні до тексту...
70545. Этапы развития технических средств и информационных ресурсов 17.31 KB
  Критерии информационной культуры человека: 1 умение адекватно формулировать потребность в информации; 2 эффективно осуществлять поиск нужной информации; 3 перерабатывать информацию и создавать качественно новую; 4 наличие коммуникативных навыков Развитие мировых информационных...
70546. ИЗМЕРЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ 19.22 KB
  В содержательном подходе возможна качественная оценка информации: новая, срочная, важная и т.д. информативность сообщения характеризуется содержащейся в нем полезной информацией - той частью сообщения, которая снимает полностью или уменьшает неопределенность какой-либо ситуации.
70547. ПРЕДМЕТ І МЕТОД ІСТОРІЇ ЕКОНОМІКИ ТА ЕКОНОМІЧНОЇ ДУМКИ. ОСОБЛИВОСТІ ГОСПОДАРСЬКОГО РОЗВИТКУ ТА ЕКОНОМІЧНОЇ ДУМКИ СТАРОДАВНІХ ЦИВІЛІЗАЦІЙ 1.22 MB
  На відміну від східного рабська праця стала основною продуктивною силою суспільного виробництва. Досягнення промислового виробництва практично не були успадковані варварськими народами. в Європі виникла нова вища форма виробництва мануфактура велика робітнича майстерня заснована на ручній...