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: Анализ переходных процессов в электрических цепях

Название: Анализ переходных процессов в электрических цепях
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа Добавлен 11:43:04 24 марта 2011 Похожие работы
Просмотров: 5970 Комментариев: 3 Оценило: 3 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать

Федеральное агентство по образованию

Белгородский государственный университет

Факультет компьютерных наук и телекоммуникаций

Кафедра математических методов и информационных технологий

В экономике и управлении

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

По дисциплине: “Основы теории цепей”

на тему: “Анализ переходных процессов в электрических цепях”


Содержание

Введение

1. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

1.1 Общие сведения

1.2 Классический метод расчета

1.3 Операторный метод расчета

2.РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

2.1 Определение начальных и конечных условий в цепях с ненулевыми начальными условиями

2.1.1 Расчёт начальных условий ПП при

2.1.2 Расчёт начальных условий ПП при

2.1.3 Расчёт конечных условий

2.2 Определение переходных процессов классическим методом

2.3 Построение графиков

2.4 Расчет графиков переходного процесса

2.5 Обобщенные характеристики цепи

Заключение

Список использованных источников


Введение

Нестационарные явления играют важную роль в работе многих устройств, применяемых в современной радиотехнике и электронике. Инженеру по направлению «Телекоммуникация» в своей повседневной деятельности приходится постоянно соприкасаться с переходными процессами и прохождением сигналов через линейные электрические цепи. Данная курсовая работа посвящена изучению переходных процессов.

Основной целью работы является приобретение навыков использования теоретических знаний на практике, при расчете переходных процессов, происходящих в линейных электрических цепях.

Пояснительная записка содержит теоретическую информацию, необходимую для анализа переходных процессов. Среди всех существующих методов расчета переходных процессов наибольшее внимание в данной записке уделено операторному методу анализа. В практической части приводится конкретный пример анализа переходных процессов операторным методом, основанный на теоретических знаниях.

В результате чего произведено более глубокое и эффективное изучение материала по теме: «Анализ переходных процессов в электрических цепях», а также освоение новых программ и приложений, требуемых при построении схем, графиков и расчёте формул.


1. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

1.1 Общие сведения

Переходные процессы возникают в электрических цепях при различных воздействиях, приводящих к изменению их режима работы, т.е. при действии различного рода коммутационной аппаратуры, например ключей, переключателей для включения или отключения источника или приёмника энергии, при обрывах цепи, при коротких замыканиях отдельных участков цепи и т.д.

Физической причиной возникновения переходных процессов в цепях является наличие в них катушек индуктивности и конденсаторов, т.е. индуктивных и емкостных элементов в соответствующих схемах замещения. Объясняется это тем, что энергия магнитного и электрического полей этих элементов не может измениться скачком при коммутации в цепи.

Переходный процесс в цепи описывается дифференциальным уравнением - неоднородным или однородным, если её схема замещения содержит или не содержит источники ЭДС и тока. Переходный процесс в линейной цепи описывается линейными дифференциальными уравнениями, а в нелинейной – нелинейными.

Для решения линейных дифференциальных уравнений с постоянными параметрами разработаны различные аналитические методы: классический, оперативный, метод интеграла Фурье и другие, которые применяются и для расчета переходных процессов. Наиболее распространенными я являются классический и оперативный методы. Первый обладает физической наглядностью и удобен для расчёта простых цепей, а второй упрощает расчёт сложных цепей.


1.2 Классический метод

Название метода «классический» отражает использование в нем решений дифференциальных уравнений с постоянными параметрами методами классической математики. Классический метод основан на составлении системы дифференциальных уравнений, которым должны удовлетворять напряжения и токи в цепи, рассматриваемые как неизвестные функции времени, с последующим нахождением ее общего решения и на последнем этапе определением таких значений постоянных общего решения, которые удовлетворяют начальным условиям каждой конкретной задачи.

Для расчета переходных процессов классическим методом необходимо составить систему уравнений на основе законов Кирхгофа, Ома, электромагнитной индукции и т.д., описывающих состояние цепи после коммутации, и исключением переменных получить одно дифференциальное уравнение, в общем случае неоднородное относительно искомого тока или напряжения.

1.3 Операторный метод анализа переходных процессов

Если для классического метода анализа колебаний в линейных электрических цепях с сосредоточенными элементами при произвольных воздействиях сводится к решению неоднородной системы обыкновенных линейных дифференциальных уравнений при заданных начальных условиях, то для аналитического решения этих уравнений в теории электрических цепей нашли широкое применение операторные методы. Операторный метод анализа позволяет сводить линейные дифференциальные уравнения к более простым алгебраическим уравнениям что в ряде случаев упрощает расчеты. Его идея заключается в том, что расчет переходного процесса переносится из области функций действительной переменной (времени t) в область функций комплексной переменной р. Такое преобразование называется прямым.

В настоящее время операторные методы связывают с применением преобразования Лапласа:

,

где f(t) – однозначная функция времени, называемая оригиналом; F(p) – функция комплексной переменной р, называемая лапласовым изображением.


2. РАССЧЁТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

2.1 Определение начальных и конечных условий в цепях с нулевыми начальными условиями

В приведенной схеме (рисунок 2.1) определить начальные и конечные условия для всех токов и напряжений в цепи с нулевыми начальными условиями. Результаты вычислений внести в таблицу.

Данные для рассчета приведены в таблице 2.1:

Таблица 2.1

R1 , Ом R2 , Ом С, Ф С1 , Ф L, Гн L1 , Гн Е, В
4 12 1/12 - 6/5 - 8

Рис. 2.1 Схема индивидуального варианта.

Решение.

2.1.1 Начальные условия

Переходной процесс в схеме начинается в момент включения ключа К. До этого момента времени все токи и напряжения равны нулю.


2.1.2 Расчёт начальных условий .

Изобразим эквивалентную схему цепи для времени . Так как это цепь с нулевыми начальными условиями, то индуктивность заменим разрывом, а емкость – перемычкой (рисунок 2.2).

Рис. 2.2 Эквивалентная схема цепи для времени .

В этой схеме

;.

Тогда по закону Ома:

.

Напряжения на сопротивлениях R1 и R2 :

,

.

Тогда напряжение на индуктивности:

.


Контроль вычислений.

Формулы для контроля вычислений:

; ; .

Тогда:

1-ый закон Кирхгофа выполняется
2-ой закон Кирхгофа для 1-го и 2-го контуров выполняется.

2.1.3 Расчёт конечных условий

После окончания переходного процесса все токи и напряжения в схеме (рисунок 2.1) будут постоянными. Тогда ёмкость Cв эквивалентной схеме заменяется разрывом, а индуктивность L перемычкой (рисунок 2.3).

Рис. 2.3 Эквивалентная схема цепи для времени .

Контроль вычислений.

1-ый закон Кирхгофа выполняется
2-ой закон Кирхгофа для 1-го и 2-го контуров выполняется.

Таблица 2.2 Результаты вычислений

t 0 – 0+ ¥
i1 , A 0 2 0
i2 , A 0 0 0
i3 , A 0 2 0
uL , B 0 8 0
uС , B 0 0 8
uR1 , B 0 8 0
uR2 , B 0 0 0

С учетом НУ и КУ можно качественно построить графики (рисунок 2.4).

Рис. 2.4 Качественные графики.

2.2 Определение переходных процессов классическим методом

В приведенной схеме (рисунок 2.1) определить классическим методом напряжения и токи переходного процесса. Построить графики переходных процессов.

2.2.1 Решение дифференциального уравнения для тока на емкости

Принужденная составляющая тока на индуктивности, поэтому

2.2.2 Определение корней и

Для определения корней характеристического уравнения и составляется эквивалентная операторная схема цепи (рисунок 2.5), далее находится операторное входное сопротивление и приравнивается к нулю ().

Рисунок 2.5 Эквивалентная операторная схема цепи.


Операторное сопротивление емкости , а индуктивности , тогда

Условие выполняется, если числитель равен нулю:

корни этого уравнения:

;

Подставим значения и в уравнение для :

2.2.3 Определение произвольных постоянных и

Используем значение самой функции и ее производной при , т.е. учтем начальные условия. Учитывая, что :

,

откуда получаем первое уравнение для нахождения произвольных постоянных:

Для получения второго уравнения найдем (при ) значение :

откуда получаем второе уравнение для нахождения произвольных постоянных:

Совместное решение двух уравнений

дает значения произвольных постоянных:

После подстановки произвольных постоянных в выражение для получаем:

Контроль вычислений

При ,

При ,

Это соответствует данным таблицы 1.

Расчет остальных токов и напряжений:

A ) Напряжение


:.

Контроль вычислений: ; .

Б )Напряжение

Контроль вычислений:

В) Напряжение :

.

Контроль вычислений: ; .

Г) Ток :

.

Контроль вычислений: ; .

Д) Ток :

.

Контроль вычислений: ; .

Е) Напряжение :

.


Контроль вычислений: ; .

Результаты вычислений:

,

,

,

,

,

,

.

2.3 Построение графиков

электрическая цепь операторный

Для построения графиков переходного процесса воспользуемся ЭВМ.

Рис. 2.6 Зависимость тока i 1 от времени.

Рис. 2.7 Зависимость тока iL от времени.

Рис. 2.8 зависимость тока i 3 от времени.

Рис. 2.9 Зависимость напряжения на ёмкости U с от времени.

Рис. 2.10 Зависимость напряжения на индуктивности UL от времени.

Рис. 2.11 Зависимость напряжения на резисторе UR 1 от времени.

Рис. 2.12 Зависимость напряжения на резисторе UR 2 от времени.

2.4 Расчет графиков переходного процесса

А)Определение экстремумов и точки перегиба .

Наиболее сложную форму имеет график Для него необходимо рассчитать экстремум и точку перегиба.

Продифференцируем выражение

,

.

Найдем значение производной при :

.

Производная для меньше нуля , следовательно кривая в окрестности данной точки убывает.

Приравняем производную нулю и найдем максимальное значение функции:

Максимум напряжения функция принимает при .

Найдем точку перегиба кривой . Для этого определим вторую производную и приравняем ее к нулю:

,

График для приведен ниже.


Рисунок 2.13 График переходного процесса напряжения на катушке.

Определим и построим (качественно) график переходного процесса для тока через индуктивность:

Начальные и конечные значения известны: , .

Найдем экстремальное значение :

.

При производная (имеет положительное значение ), т.е. кривая i(t) при от значения пойдет вверх.

Приравняем производную нулю и найдем максимальное значение функции:

Максимум тока функция принимает при .

Определим вторую производную и приравняв ее к нулю найдем точку перегиба тока :

,

,

Максимум напряжения совпал с точкой перегиба кривой при .

График для приведен ниже.

Рисунок 2.14 График переходного процесса тока на индуктивности.

2.5 Обобщенные характеристики цепи

Определим обобщенные характеристики цепи:

, , , .

Для схемы такой структуры коэффициент передачи можно найти по типовой формуле. Он будет равен


.

Для заданной схемы

Найдём изображение переходной характеристики H(p):

;

Тогда

;

Найдем предельные значения переходной характеристики:

;

Определим импульсную характеристику цепи g(t).

Ее можно найти двумя методами:

Первый: дифференцируя значение h(t):

;

Второй: по изображению импульсной характеристики G(р):


Определим комплексный коэффициент передачи :

Предельные значения:

, .

Графики переходной, импульсной характеристик и комплексного коэффициента передачи представлены на рисунках 2.14-2.16.

Рисунок 2.15. График функции переходной характе­ристики h ( t ).


Рисунок 2.16. График функции импульсной характеристики g ( t ).

Заключение

Данная курсовая работа помогает закрепить знания о переходных процессах в электрических цепях и наглядно увидеть физическую природу явления. В результате проделанной работы были практически рассчитаны начальные и конечные значения всех токов и напряжений в цепи,и построены графики изменения токов и напряжений, а так же графики функций переходной и импульсной характеристик.

При написании данной работы использовались программные пакеты и системы моделирования, такие как:

· Microsoft Office 2007

· Advanced Grapher

· Paint

При переходных процессах могут возникать большие перенапряжения, сверхтоки, электромагнитные колебания, которые могут нарушить работу устройства вплоть до выхода его из строя. С другой стороны, переходные процессы находят полезное практическое применение, например, в различного рода электронных генераторах. А значит проделанная работа имеет не только теоретическую ценность, но и не малое значение при расчете той или иной конкретной практической задачи.


Список использованной литературы

1. Белов С.П., Прохоренко Е.И. «Учебно-методическое пособие по расчету переходных процессов в электрических цепях для студентов специальностей 210406 «Сети связи и системы коммутации» и 210405 «Радиосвязь, радиовещание и телевидение». Изд-во БелГУ. Белгород 2006.

2. Фриск В.В. «Основы теории цепей». Солон-Пресс. Москва 2004.

3. Бычков Ю.А., Золотницкий В.М., Чернышев Э.П. «Основы теории электрических цепей». Лань. Москва 2002.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений08:21:30 19 марта 2016
пошли на редиска
пошли на редиска19:13:44 27 декабря 2015Оценка: 2 - Плохо
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
10:11:38 29 ноября 2015

Работы, похожие на Курсовая работа: Анализ переходных процессов в электрических цепях
Математическое моделирование и расчет систем управления техническими ...
Министерство образования Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В.Плеханова (технический университет ...
Существуют три типа пассивных электрических двухполюсников - сопротивление R, емкость С и индуктивность L, описываемые следующими уравнениями для токов i(t) и напряжений u(t):
Пусть дано дифференциальное уравнение n-порядка звена или системы автоматического управления (2). Необходимо получить выражения для импульсной переходной функции (функции веса) w(t ...
Раздел: Рефераты по математике
Тип: учебное пособие Просмотров: 3007 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать
Разработка виртуальной лабораторной работы на базе виртуальной ...
ВВЕДЕНИЕ При подготовке специалистов по всем электротехническим и электроэнергетическим специальностям важное место занимает курс электрических машин ...
... уравнений и задач оптимизации, интегрирование функций в квадратурах, численное интегрирование дифференциальных и разностных уравнений, построение различных графиков, трехмерных ...
По этой методике было проведено исследование переходных процессов, пусковых свойств, снятие естественных и искусственных механических характеристик при изменении питающего ...
Раздел: Рефераты по информатике, программированию
Тип: дипломная работа Просмотров: 7781 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Разработка автоматизированной системы для исследования устойчивости и ...
Оглавление Введение 1. Математическая модель следящей системы 2. Исследование нелинейной следящей системы аналитическими методами 3. Разработка ...
Составим обобщенное дифференциальное уравнение движения постоянного тока, управляемого по цепям якоря обмотки возбуждения.
Индексами "В" и "Я" отмечены параметры - индуктивность L, активное сопротивление R и переменные напряжения U, ток i возбуждения и якоря.
Раздел: Рефераты по информатике, программированию
Тип: дипломная работа Просмотров: 1373 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Разработка фотоприемного устройства волоконно-оптической системы ...
... одномодовым ВОК. Рис. 3.2 Принципиальная схема Ѭ, ѬѬ, ѬѬѬ каскадов ФПУ. Рис.4.4 Эквивалентная схема предварительного усилителя (ПУ). а) Графики АЧХ и ...
"Схема физически некорректна", если Ваша схема некорректна (например, 2 источника тока, 2 индуктивности или индуктивность и источник тока, соединенные последовательно).
Незначительное напряжение питания устройства и токи снижают опасность подведения действием электрического тока на ремонтника.
Раздел: Рефераты по радиоэлектронике
Тип: реферат Просмотров: 1188 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Разработка фотоприемного устройства волоконно-оптической системы ...
Реферат. Пояснительная записка дипломного проекта на тему: "Разработка фотоприемного устройства ВОСПИ диапазона ДЦВ." Содержит: 88 страниц 11 таблиц ...
"Схема физически некорректна", если Ваша схема некорректна (например, 2 источника тока, 2 индуктивности или индуктивность и источник тока, соединенные последовательно).
Незначительное напряжение питания устройства и токи снижают опасность подведения действием электрического тока на ремонтника.
Раздел: Рефераты по радиоэлектронике
Тип: реферат Просмотров: 2385 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 2 человек Средний балл: 4.5 Оценка: неизвестно     Скачать
Разработка блока управления фотоприёмником для волоконно-оптических ...
Введение В современных системах связи все больше требуются скоростные широкополосные каналы связи для передачи информации. Отвечать растущим объемам ...
"Схема физически некорректна", если Ваша схема некорректна (например, 2 источника тока, 2 индуктивности или индуктивность и источник тока, соединенные последовательно);
- повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может пройти через тело человека, может привести к поражению человека электрическим током;
Раздел: Рефераты по коммуникации и связи
Тип: дипломная работа Просмотров: 318 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Анализ цепи во временной области различными методами
Содержание 1. Введение 2. Постановка 3. Анализ цепи во временной области методом переменных состояния при постоянных воздействиях 3.1 Составление ...
Уравнения электромагнитного состояния - это система уравнений, определяющих режим работы (состояние) электрической цепи.
Первое слагаемое определяется действием на входе цепи d - импульса тока и существует только для t=0. В дальнейшем переходной процесс протекает за счет энергии, накопленной в ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа Просмотров: 268 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

Все работы, похожие на Курсовая работа: Анализ переходных процессов в электрических цепях (7669)

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(150972)
Комментарии (1842)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru