Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Курсовая работа: Расчет переходных процессов в электрических цепях. Формы и спектры сигналов при нелинейных преобразованиях

Название: Расчет переходных процессов в электрических цепях. Формы и спектры сигналов при нелинейных преобразованиях
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа Добавлен 15:06:30 22 января 2011 Похожие работы
Просмотров: 4439 Комментариев: 3 Оценило: 1 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать

Курсовая работа

«Расчет переходных процессов в электрических цепях.

Формы и спектры сигналов при нелинейных преобразованиях»

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Дисциплина: Теоретические основы электротехники

Тема: Расчёт переходных процессов в электрических цепях

Срок представления работы к защите 2010 г.

Исходные данные для проектирования

1)E= 70В, R1 = 2 кОм, R2 = 3 кОм, L= 2 мГн

2) E=70В, L=2мГн, С=9мкФ, R=ρ/4

3) U0 =0,5 В, U1 =1 В, Um =1,5 В, S=16 мА/В, T=11 мкс

Содержание пояснительной записки курсовой работы.

1.Задание на курсовую работу.

2. Расчёт переходных процессов в цепи первого порядка.

3. Расчёт переходных процессов в цепях второго порядка.

4. Расчёт процессов в нелинейной цепи.

5. Список использованной литературы.

6. Перечень графического материала.

Для п. 4.2: заданная схема для расчёта, схема для определения начальных условий, схема для определения характеристического сопротивления, схема для нахождения принужденной составляющей, временные диаграммы токов и напряжений в электрической цепи.

Для п.4.3: заданная схема для расчёта, схема для определения начальных условий, схема для определения характеристического сопротивления, схема для нахождения принужденной составляющей, временные диаграммы токов и напряжений в электрической цепи.

Для п.4.4: схема цепи, ВАХ нелинейного элемента с наложенным входным воздействием, диаграммы напряжения и тока, спектр тока.

Руководитель работы: Борисовский Андрей Петрович

Задание выполнил: студент гр. 825 Королёв Владимир Валерьевич


Переходные процессы в линейных цепях первого порядка

Переходными называются процессы, возникающие в электрических цепях при переходе из одного установившегося режима в другой. В установившемся режиме токи и напряжения в цепи не изменяют своего характера. Если в цепи действует постоянная э.д.с., тогда в установившемся режиме токи и напряжения во всех участках цепи также постоянные. Переход от одного установившегося режима к другому при наличии в цепи реактивных элементов L и C не происходит скачкообразно, так как магнитная WL =I2 L/2 и электрическая WE = U2 C/2 энергии индуктивности и емкости не могут изменяться мгновенно. Из непрерывности изменения магнитного поля катушки индуктивности и электрического поля конденсатора вытекают два закона коммутации.

1. Ток через индуктивность в момент времени t=0 до коммутации равен току в момент времени t = 0+ после коммутации:

.

2. Напряжения на емкости до коммутации и после коммутации равны:

.

Значения токов в индуктивности iL (0+ ) и напряжение на емкости Uc (0+ ) образуют независимые начальные условия.

Классический метод расчетов переходных процессов заключается в составлении интегро-дифференциальных уравнений на основе соотношений для мгновенных значений токов и напряжений в R, L, C элементах


.


Порядок n дифференциального уравнения определяется числом независимых реактивных элементов. Линейные цепи первого порядка содержат однотипные реактивные элементы (либо С, либо L).

Рис. 1. Схемы RC и RL цепей 1-го порядка: а, в – дифференцирующие цепи; б, г, – интегрирующие

Примеры RC и RL цепей первого порядка показаны на рис. 1. Изменения токов и напряжений X(t) в элементах цепи находятся из решения дифференциального уравнения вида

. (1)

где W(t) - внешнее воздействие. Общее решение X(t) дифференциального уравнения находится как сумма общего решения Xсв (t) однородного дифференциального уравнения (без правой части) и частного решения Xпр (t) неоднородного уравнения:

X(t) = Xпр (t) + Xсв (t).

Свободное решение Xсв (t) протекает в цепи без участия внешнего источника W(t), а принужденная составляющая Xпр (t) протекает в установившемся режиме под действием W(t). Свободная составляющая уравнения (1) находится в виде

Xсв (t) = Аеpt ,

где р =b0 /b1 является корнем характеристического уравнения

b1 p + b0 = 0,

Постоянная интегрирования А находится из начальных условий.

Переходные процессы в линейных цепях первого порядка

E= 70 В

R1 = 2 кОм

R2 = 3 кОм

L= 2 мГн

Определение независимой переменной.

IL– независимая переменная

Составляем дифференциальное уравнение для переходного процесса в электрической цепи и записываем его в общее решение

IL(t) = iсв (t) + iпр

Определяем начальные условия

E=R1*iLiL = E/R1

iL = 70В/2 кОм = 35мА

Записываем решение дифференциального уравнения для свободной составляющей в виде

Iсв (t)= A*e p*t

Zp = 0

p = -(R1+R2)/L p=-25*105

τ = 1/|p| τ = 4*10-7 (c)

Определяется принуждённая составляющая при t=∞

iпр=0

Определяется постоянная интегрирования А

IL (-0)= A*ept =A*e0*t =A

Ток через индуктивность равен:

IL (t)=35*10-3 * e-2500000 t

Напряжение на индуктивности равно:

UL (t)=-L (du/dt) = -AL*p*(E/R1) * ept

UL (t)=175 *e-2500000 t

Напряжение на R1 равно:

UR1 (t)=70*e-2500000t

Переходные процессы в RLC цепях

Линейные цепи 2-го порядка содержат два разнотипных реактивных элемента L и C. Примерами таких цепей являются последовательный и параллельный резонансные контуры (рис.1).

а б

Рис. 1. Линейные цепи второго порядка: а – последовательный резонансный контур; б – параллельный резонансный контур

Переходные процессы в колебательных контурах описываются дифференциальными уравнениями 2-го порядка. Рассмотрим случай разряда емкости на RL цепь (рис.2). Составим уравнение цепи по первому закону Кирхгофа:

, (1)

где

После дифференцирования (1) получим

. (2)


Рис. 2. Включение RLC цепи на постоянное напряжение

Решение Uс (t) уравнения (2) находим как сумму свободной Uсв (t) и принужденной Uпр составляющих

Uс =Uсв +Uпр . (3)

Uпр зависит от Е, а Uсв (t) определяется решением однородного дифференциального уравнения вида

. (4)

Характеристическое уравнение для (4) имеет вид

LCp² + RCp + 1 = 0, (5)

Корни характеристического уравнения

.

Величину R/2L = α называют коэффициентом затухания, – резонансной частотой контура. При этом

.

Характер переходных процессов в контуре зависит от вида корней p1 и p2 . Они могут быть:

1) вещественные, различные при R > 2ρ, Q < 0,5;

2) вещественные и равные при R = 2ρ, Q = 0,5;

3) комплексно-сопряженные при R < 2ρ, Q > 0,5.

Здесь – характеристическое сопротивление, Q = ρ/R – добротность контура.

В схеме рис. 2 до коммутации при t<0 емкость заряжена до напряжения Uc (0- ) = E. После коммутации емкость начинает разряжаться и в контуре возникает переходный процесс. В случае 1 при Q < 0,5 решение уравнения (2) имеет вид

(6)

Для нахождения постоянных интегрирования А1 и А2 запишем выражение для тока в цепи

.

Используя начальные условия Uc (0- ) = E и i(0- ) = 0, получаем систему уравнений

(7)

Из решения системы имеем

.

В результате для тока и напряжений в контуре получим


Переходные процессы в цепях второго порядка

E=70В

L=2мГн

С=9мкФ

R=ρ/4

Определение независимой переменной.

IL – независимая переменная

Составляем дифференциальное уравнение для переходного процесса в цепи и записываем общее решение.

IL (t)=iсв (t)+iпр

Определим начальные условия.

t=0


IL (0)=E/R=19.799А

Запишем решение дифф. уравнения для свободной составляющей.

iсв (t)=A*eαt *sin(wt+θ)

Zвх =2R+jwL+1/jwC

2R+pL+1/pC=0

LCp2 +2RCP+1=0

p=-883.833-7.016i*103

τ=1/|α|=1.131*10-3

T=2π/w=8.956*10-4

Определим принужденные составляющие при t=∞

iпр =0

Определим постоянный интегрирования Aи θ

UL (t)=LAαweαt *sin(wt+θ)

iL (t)=Aeαt *sin(wt+θ)

LAα*sin θ+ LAw*cosθ =0

Asinθ=19.799

-Acos θ=2.494

tg θ=19.799/Acos θ=7.938

θ=1.455

A=19.955

Спектральное представление периодических процессов в электрических цепях

Во многих случаях в установившемся режиме кривые периодических э.д.с., напряжений и токов в электрических цепях могут отличаться от синусоидальных. При этом непосредственное применение символического метода для расчета цепей переменного тока становится невозможным. Для линейных электрических цепей задача расчета может быть решена на основе метода суперпозиции с использованием спектрального разложения несинусоидальных напряжений и токов в ряд Фурье. В общем случае ряд Фурье содержит постоянную составляющую, первую гармонику, частота которой совпадает с частотой ω1 =2π/T периодического с периодом T тока или напряжения, и набор высших гармоник с частотами ωn =nω1 , кратными основной частоте ω1 . Для большинства периодических функций ряд Фурье содержит бесконечное число членов. На практике ограничиваются конечным числом членов ряда. При этом исходная периодическая функция будет представлена с помощью ряда Фурье с некоторой погрешностью.

Пусть имеется периодическая с периодом Т э.д.с. е(t)=e(t±nT), удовлетворяющая условиям Дирихле (функция на интервале Т имеет конечное число разрывов и экстремумов). Такая функция может быть представлена суммой гармонических составляющих с различными амплитудами Еn , частотами ωn =nω1 и начальными фазами φn в виде ряда Фурье

Ряд Фурье можно представить в другой форме:

Постоянная составляющая Е0 и коэффициенты ряда Фурье Вn и Сn рассчитываются по формулам

Для нечетных функций е(t) коэффициенты Сn =0, а для четных Bn =0, Связь между коэффициентами Bn , Cn и амплитудами Еn и фазами φn гармоник определяется соотношениями


.

Диаграмма, на которой изображают зависимость амплитуды гармоник En от частоты ωn =nω1 , называют спектром.

Используя метод суперпозиции и спектральное представление периодической э.д.с. в виде ряда Фурье электрическую цепь можно рассчитать по следующей методике:

1. Несинусоидальная периодическая э.д.с. е(t) раскладывается в ряд Фурье и определяются амплитуды En и фазы φn всех гармоник э.д.с.

2. В интересующей ветви рассчитываются токи i0 , i1 ,...in , создаваемые каждой гармоникой э.д.с.

3. Искомый ток в ветви находится как сумма токов

.

Так как составляющие тока i(t) либо постоянная величина i0 , либо синусоидальные токи in , то для их определения применяют известные методы расчета цепей постоянного и переменного синусоидального токов.

Рассчитать формы и спектры сигналов при нелинейных преобразованиях


Исходные данные:

U0 =0,5 В,

U1 =1 В,

Um =1,5 В,

S=16 мА/В,

T=11 мкс

1. Рассчитаем угол отсечки θ в радианах и градусах

cos θ= (U1 -U0 )/Um

θ=arcos(cosθ)=1.231 радиан θ=70.529 градусов

2. Рассчитаем амплитуду тока диода

Im =S*Um (1-cosθ)=16мА

3. Запишем выражение для мгновенного значения тока

Выражение для мгновенного значения напряжения

Найдем один из нулей функции напряжения


Найдем одну из точек, в которых функция принимает значения принужденного составляющего напряжения

Найдем две точки, в которых функция принимает значения отпирающего напряжения

Разность между двумя такими точками

стало быть,

4.Вычислим постоянную составляющую тока

мА

5.Изобразить временные диаграммы напряжения U(t) и тока i(t)

6. Вычислить амплитуду первой гармоники

мА

7.Используя общее выражение для n-ой гармоники тока рассчитать амплитуды второй, третьей, четвёртой и пятой гармоник тока

Im 2 =4.536 мА

Im 3 =1.734 мА

Im 4 =-0.122 мА

Im 5 =-0.555 мА

8.По полученным данным построить диаграмму спектра тока нелинейного элемента

9.Используя вычислительные возможности программы Mathcad, построить временную диаграмму тока для первых пяти гармоник

i(t)=I0 +Im1 cosω1 t+Im2 cosω2 t+Im3 cosω3 t+ Im4 cos ω4 t + Im5 cos ω5 t

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений08:05:21 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
14:24:53 29 ноября 2015
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
09:26:30 29 ноября 2015

Работы, похожие на Курсовая работа: Расчет переходных процессов в электрических цепях. Формы и спектры сигналов при нелинейных преобразованиях
Моделирование электрических цепей при помощи программы Micro-Cap
Введение В настоящее время имеется большое количество различных пакетов прикладных программ (ППП), используемых в инженерной практике. Графические ...
При скачке напряжения e(t) = E0 -1(t) на входе RC-цепи происходит заряд конденсатора током i(t). По мере увеличения заряда на обкладках конденсатора увеличиваются напряжение на ...
7 приведены эпюры воздействующего напряжения e(t), напряжения UC(t) и тока iL(t) в рассмотренных схемах, полученные с помощью МС8.
Раздел: Рефераты по информатике, программированию
Тип: контрольная работа Просмотров: 2489 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 2 человек Средний балл: 3.5 Оценка: неизвестно     Скачать
Синхронные машины. Машины постоянного тока
Синхронные машины. Машины постоянного тока Учебное пособие 1. Синхронные машины 1.1 Принцип действия синхронной машины Статор 1 синхронной машины (рис ...
В результате первая гармоника тока фазы отстает от напряжения генератора на угол, примерно равный (0,5 = 0,6) ѭ. При включении на выход генератора управляемого выпрямителя первая ...
где u = U - мгновенное значение напряжения, сети; iн и е-мгновенные значения тока нагрузки и э. д. с. генератора при переходном процессе; La - индуктивность цепи обмотки якоря; иг ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: учебное пособие Просмотров: 52376 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 3 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения с ...
СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Исследование методов и устройств компенсации реактивной мощности при электроснабжении нелинейных и резкопеременных нагрузок 1.1 ...
Как известно, это объясняется тем, что преобразователи, в особенности регулируемые, за счет сдвига первой гармоники тока относительно напряжения потребляют значительную реактивную ...
Возникает значительная перегрузка батарей конденсаторов в цепи фильтра токами высших гармоник, которая ведет к выходу из строя конденсаторных батарей и фильтра высших гармоник.
Раздел: Рефераты по физике
Тип: дипломная работа Просмотров: 44735 Комментариев: 5 Похожие работы
Оценило: 9 человек Средний балл: 4.8 Оценка: 5     Скачать
Проект электрокотельной ИГТУ
Содержание 1. Введение 1.1 Энергетика Иркутской области, перспективы развития 2. Общая часть 2.1 Краткая характеристика объекта и источников ...
Данное уравнение решаем в Mathcad-е и получаем два решения - комплексные числа и одно - действительное, оно и будет искомым напряжением в проводе при ветре и низкой температуре. ѭ ...
Измерительные трансформаторы тока и напряжения служат для уменьшения соответственно тока и напряжения до значений, на которые рассчитаны вторичные реле и измерительные приборы, а ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: дипломная работа Просмотров: 5015 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 2 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать
Электрические аппараты
... Лекция № 1 Электрический аппарат - это электротехническое устройство, которое используется для включения и отключения электрических цепей, контроля, ...
Когда мощность источника становится достаточно большой, способной вызвать в цепи токи порядка мА, стадия пробоя переходит в стадию тлеющего разряда (С - D). Для тлеющего разряда ...
Если так же, как и ранее, предположить, что напряжение при максимуме тока связывается с амплитудой тока уравнением
Раздел: Рефераты по физике
Тип: учебное пособие Просмотров: 16820 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 3 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать
Проект новой подстанции для обеспечения электроэнергией ...
Халитов А.А. Проект развития Западного участка Сургутских электрических сетей с разработкой подстанции 110/35/10 кВ. Сургут: ЮУрГУ, Э, 2006, 148 с ...
Трансформатор тока предназначен для измерения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерения приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от ...
Дифференциальная защита должна быть выполнена с устройством, контроля исправности вторичных цепей задействованных трансформаторов тока, действующим с выдержкой времени на вывод ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: дипломная работа Просмотров: 5293 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 2 человек Средний балл: 4.5 Оценка: неизвестно     Скачать
Лекции по твердотельной электронике
Московский энергетический институт (технический университет) ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА Конспект лекций Москва, 2002 г. Содержание Лекция 1 5 1 ...
Напряжение на диоде регистрируется дифференциальным входом U. Ток регистрируется по падению напряжения на малом сопротивлении Rи, напряжение с которого подается на асимметричный ...
Сравнение схемы со структурой показывает, что действительно возможно придать следующий физический смысл элементам схемы rэ - дифференциальное сопротивление эмиттерного перехода в ...
Раздел: Рефераты по радиоэлектронике
Тип: реферат Просмотров: 12096 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 2 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Теория
Введение Умение решать сложные научно-технические задачи основная функция современного инженера электронной техники. Научиться решать такие задачи ...
Например, если при температуре 20 оС германиевый транзистор имел коэффициент передачи тока эмиттера h21 = 50, ток коллектора Iк = 100 мА, ток неосновных носителей Iкбо = 10 мкА, то ...
Напряжение на резисторе Rэ в цепи эмиттера (Uэп = IэпRэ) это напряжение отрицательной обратной связи (ООС); при изменении температуры за счет изменения сквозного тока Iкэо ...
Раздел: Рефераты по радиоэлектронике
Тип: реферат Просмотров: 2290 Комментариев: 8 Похожие работы
Оценило: 6 человек Средний балл: 2.2 Оценка: 2     Скачать
Модернизация релейной защиты на тяговой подстанции Улан-Удэ на базе ...
Иркутский Государственный Университет Путей Сообщения Пояснительная записка к дипломному проекту ДП.ЭЖТ.190401.ПЗ Модернизация релейной защиты на ...
при включении прибора идут переходные процессы и иногда в токовых каналах при разомкнутых клеммах на выходных конденсаторах накапливается напряжение, достигающее порога ...
При этом на вход проверяемой релейной защиты подводятся токи и напряжения, возникающие в реальных условиях с учетом переходных процессов в энергосистеме пользователя.
Раздел: Рефераты по транспорту
Тип: дипломная работа Просмотров: 8560 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

Все работы, похожие на Курсовая работа: Расчет переходных процессов в электрических цепях. Формы и спектры сигналов при нелинейных преобразованиях (7137)

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(150236)
Комментарии (1830)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru