Курсовые
Черчение

Теплоэнергетика

Электротехника
Карта

Стоячая электромагнитная волна не переносит энергию от источника к приёмнику, хотя на каждом участке имеется энергия, запасённая в электрическом и магнитном полях линии. С течением времени наблюдается периодический процесс перехода энергии из одного вида в другой. Пучности стоячей волны напряжения имеют место в тех точках линии, в которых амплитуда мгновенных значений напряжения наибольшая, а узлы – в тех точках, где мгновенное значение напряжения равно 0 в любой момент времени. Аналогично для стоячей волны тока.

Комплексные частотные характеристики идеализированных двухполюсных пассивных элементов

Идеализированные двухполюсные пассивные элементы обладают только входными КЧХ, так как у них имеется одна пара внешних выводов.

Сопротивление. Комплексное входное сопротивление этого элемента определяется выражением

Модуль комплексного входного сопротивления ZR () и его аргумент  R) не зависят от частоты (рис. 12.2, а, б):

ZR() = R,R) = 0.

Поскольку ZR(j) не зависит от частоты, годограф входного сопротивления вырождается в точку на комплексной плоcкости (рис. 12.2, в). Источники электрической энергии. Одной из основных характеристик источников электрической энергии является ЭДС. Количественно ЭДС характеризуется работой А, которая совершается при перемещении заряда в 1 Кл в пределах источника

 

а) б) в)

Рис. 12.2. АЧХ (а), ФЧХ (б) и АФХ (в) сопротивления.

Индуктивность. Комплексное входное сопротивление индуктивности определяется выражением

ZL(j) = jL = Lej/2.

Следовательно, модуль комплексного входного сопротивления

ZL() = L,

его аргумент

L() = /2.

Из амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик входного сопротивления  индуктивности (рис. 12.3) видно, что модуль линейно возрастает с ростом частоты, а аргумент не зависит от частоты. Так как комплексное входное сопротивление является чисто мнимой величиной, то при изменении частоты конец вектора ZL(j) перемещается вдоль оси 12.3, в).

 

а) б) в)

Рис. 12.3. АЧХ (а), ФЧХ (б) и АФХ (в) комплексного сопротивления индуктивности

Емкость. Комплексное входное сопротивление емкости определяется выражением

ZС(j) = - j 1/С /С/С/С= (1/С)ej(-/2).

Следовательно, модуль комплексного входного сопротивления

ZС() = 1/С,

его аргумент

С() = - /2.

Из амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик входного сопротивления  ёмкости (рис. 12.4) видно, что модуль сопротивления уменьшается с ростом частоты, а аргумент не зависит от частоты. Так как сопротивление является мнимой величиной, то при изменении частоты конец вектора ZС(j) перемещается вдоль оси 12.4, в).

Аналогичным образом можно построить и частотные характеристики комплексной входной проводимости идеализированных пассивных элементов. Так как емкость индуктивность являются дуальными элементами, КЧХ индуктивности имеют такой же вид, что входного сопротивления емкости, а емкости — индуктивности.

 

а) б) в)

Рис. 12.4. АЧХ (а), ФЧХ (б) и АФХ (в) сопротивления емкости.

Постановка задачи, методика расчёта

Традиционная постановка задачи расчёта цепей несинусоидального тока: по заданным несинусоидальным ЭДС и параметрам R – L – C элементов необходимо рассчитать мгновенные i(t) и действующие I значения токов, определить P, Q, S цепи.

Методика расчёта предполагает выполнение трёх этапов:

- представление заданного несинусоидального напряжения в виде набора гармоник;

- расчёт цепи по каждой из гармоник, включая нулевую;

- запись результирующих мгновенных значений i(t), u(t) или определение их действующих значений с построением графиков.

Основной этап – это расчёт цепи по каждой из гармоник. Он выполняется как обычный расчёт цепей постоянного или синусоидального тока. Особенностью является лишь то, что сопротивление xL и xC для разных гармоник будут различны:

x= wL = 0, x= kwL = k x,  x, x.

Результирующие действующие значения токов и напряжений рассчитываются по полученной выше формуле, а мгновенные значения записываются в виде ряда Эйлера-Фурье. При построении графиков i(t), u(t) на одном периоде 1-й гармоники должны учитываться два периода второй гармоники и т.д.

3.3. Переключателями на панели генератора Г5-60 установить расчетные значения Т, tи,, U1.

 

Рис. 4.2.

                                                                                                                               Таблица 4.1

Результаты расчета

k

φ1k, рад

, В

, рад

φ2k,рад

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

3.4. Переключатель фильтра гармоник установить в положение 1 (положение ручки переключателя соответствует номеру выделяемой гармоники). Поворачивая ручку настройки на панели фильтра, добиться максимума показаний вольтметра В3-38. При точной настройке на частоту первой гармоники осциллограммы колебаний u1(t) на входе и uф1(t) на выходе фильтра гармоник должны соответствовать рис. 4.3.


Рис. 4.3

Измерить вольтметром напряжение Uф1 и записать его значение в табл. 4.2.

Снять на кальку осциллограммы  и .

Еще раз следует подчеркнуть, что принцип наложения применим лишь к линейным электрическим цепям. Более того, он может быть положен в основу определения линейной электрической цепи, а именно: если в некоторой электрической цепи реакция на сумму воздействий равна сумме реакций на каждое из воздействий в отдельности, то такая цепь называется линейной. Принцип наложения лежит в основе ряда эффективных расчетных методов теории линейных электрических цепей.


Инженерная графика

 

Начертательная геометрия
Теория цепей
Сопромат
Лабораторные работы
Электротехника
Математика