Контакты

Случайная статья

Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тамбовский государственный технический университет»

Кафедра Радиотехника

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой

А. П. Пудовкин

подпись, инициалы, фамилия

“___”________________2012г.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по Основы теории цепей

наименование учебной

дисциплины

на тему: Переходные процессы в линейных электрических цепях

______________________________________________________________

Автор проекта В. А. Шибин Группа СРБ-31

подпись, дата, инициалы, фамилия

Специальность 210303-Бытовая радиоэлектронная аппаратура

номер, наименование

Обозначение курсового проекта ТГТУ. 210303. 022

Руководитель проекта А. П. Пудовкин

подпись, дата инициалы, фамилия

Проект защищен Оценка_________________

Члены комиссии:

подпись, дата инициалы, фамилия

______________________________________________

подпись, дата инициалы, фамилия

______________________________________________

подпись, дата инициалы, фамилия

Нормоконтролер

подпись, дата инициалы, фамилия

Тамбов 2012 г.

АННОТАЦИЯ

Курсовая работа на тему «Переходные процессы в линейных электрических цепях» выполнена студентом группы СРБ-31 Шибиным Виктором Андреевичем под руководством Пудовкина А. П. в 2012 году. В данной работе были рассмотрены вопросы, связанные с методикой расчета переходных процессов в линейных электрических цепях различными методами: классическим и операторным.

Пояснительная записка содержит 5 рисунков и 1 таблицу.

Объем пояснительной записки - 11 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………….. ………..

1 Расчет переходных процессов с применением классического метода …………

2 Расчет переходных процессов с применением операторного метода ………….

ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………….

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ………………………………….

ВВЕДЕНИЕ

При всех изменениях в электрической цепи: включении, выключении, коротком замыкании, колебаниях величины какого-либо параметра и т. п. – в ней возникают переходные процессы, которые не могут протекать мгновенно, так как невозможно мгновенное изменение энергии, запасенной в электромагнитном поле цепи. Таким образом, переходный процесс обусловлен несоответствием величины запасенной энергии в магнитном поле катушки и электрическом поле конденсатора ее значению для нового состояния цепи.

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. Все это обусловливает необходимость изучения методов анализа нестационарных режимов работы цепи.

Основные методы анализа переходных процессов в линейных цепях:

1. Классический метод, заключающийся в непосредственном интегрировании дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитное состояние цепи.

2. Операторный метод, заключающийся в решении системы алгебраических уравнений относительно изображений искомых переменных с последующим переходом от найденных изображений к оригиналам.

1 Расчет переходных процессов с применением классического метода

Для электрической цепи (рисунок 1) и исходных данных (таблица 1) найти закон изменения тока при замыкании ключа К. В цепи действует постоянная ЭДС .

Рисунок 1 – Схема электрическая принципиальная.

Таблица 1 – Исходные данные для проектирования

Рассчитаем начальные нулевые условия до коммутации.

Так как следовательно цепь разомкнута и все напряжение источника напряжения E падает на конденсаторе:

Рисунок 2 – Схема электрическая принципиальная после коммутации.

Рассчитаем начальные условия после коммутации.

Так как

, следовательно:

Так как следовательно:

Закон изменения тока на индуктивности будет иметь вид:

Для нахождения закона изменения тока на индуктивности при переходном процессе необходимо рассчитать входное сопротивление цепи относительно источника постоянной ЭДС (рисунок 2).

Преобразуем его:

И в итоге получим:

Решив это уравнение, получим корни:

Так как корнями характеристического уравнения являются отрицательные числа, то закон изменения тока на индуктивности будет иметь вид экспоненциального затухания:

Составим систему уравнений по законам Кирхгофа:

Так как все токи все токи в начальный момент времени равны нулю, то:

Используя нулевые начальные условия и условия, рассчитаем константы интегрирования :

Откуда:

Следовательно, закон изменения напряжения на индуктивности имеет вид

Рисунок 3 – Закон изменения напряжения , рассчитанный классическим методом.

2 Расчет переходных процессов с применением операторного метода

Рассчитаем закон изменения напряжения операторным методом.

Рисунок 4 – Схема электрическая принципиальная послекоммутационная

Для нахождения закона изменения напряжения составим систему линейных уравнений по методу узловых напряжений:

Выразим коэффициенты данной системы уравнений:

Подставим числовые значения, получим:

Применяя теорему разложения, найдем корни уравнения:

Корни уравнения:

Перейдем от изображения к оригиналу:

Рисунок 5 – Закон изменения напряжения , рассчитанный операторным методом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте были рассмотрены различные методы расчета переходных процессов в линейных электрических цепях. На основе исходных данных для проектирования (рисунок 1, таблица 1) в данном курсовом проекте был рассчитан закон изменения напряжения классическим и операторным методами. Полученные результаты (рисунок 3, 5) не имеют значимых погрешностей, что говорит о возможности использования любого из рассмотренных методов для расчета переходных процессов в линейных электрических цепях.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Пудовкин, А. П. Основы теории цепей. Учебное пособие по основам теории цепей / А. П. Пудовкин и [др] – Издательство ТГТУ, 2008 – 90 с.

2. Попов, В. П. Основы теории цепей. Учебник для вузов / В. П. Попов – М.: Высшая школа, 2008 – 575 с.

3. Бессонов, Л. А. Линейные электрические цепи / Л. А. Бессонов – М.: Высшая школа, 1983 – 336 с.

4. Бирюков, В. Н. Сборник задач по теории цепей / В. Н. Бирюков и [др] – М.: Высшая школа, 1985 – 239 с.

5. Лосев, А. К. Теория линейных электрических цепей / А. К. Лосев – М.: Высшая школа, 1987 – 512 с.

6. Шебес, М. Р. Задачник по теории линейных электрических цепей / М. Р. Шебес – М.: Высшая школа, 1990 – 488с.

© helpiks.su При использовании или копировании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.