Курсовые
Черчение

Теплоэнергетика

Электротехника
Карта

 


Рекомендуемый порядок расчета переходных процессов в ЛБП в общем случае Анализ (расчет) докомутационного режима работы линии. Определение параметров возникающей в результате коммутации прямой или обратной волны путем составления соответствующей схемы замещения. Напоминание: схема составляется для места возникновения волны, а не для всей цепи; замыкающийся рубильник заменяется источником ЭДС, размыкающийся - источником тока.

Комплексные частотные характеристики цепей с одним энергоемким элементом

Рассмотрим комплексные частотные характеристики простейших цепей, схема  замещения которых имеет вид рис. 12.5. Одно из сопротивлений цепи является реактивным. Такие являются двусторонними и поэтому обладающими как входными, так передаточными характеристиками.

Комплексное входное сопротивление цепей со стороны зажимов 1— 1' (2—2') зависит от сопротивления нагрузки, подключенного к зажимам 2 —' (1'). Наиболее интересны случаи, когда нагрузки равно нулю (режим короткого замыкания) или бесконечно велико холостого хода).

Рис. 12.5. Схема замещения рассматриваемых цепей.

При холостом ходе на зажимах 2 —' (I2 = 0) входное сопротивление цепей со стороны зажимов 1' Приемники электрической энергии Приемники электрической энергии делятся на пассивные и активные. Пассивными называют приемники в которых не возникает ЭДС. Вольтамперные характеристики пассивных приемников проходят через начало координат. При отсутствия напряжения ток этих элементов равен нулю. Основной характеристикой пассивных элементов является сопротивление. Пассивные элементы, сопротивление которых не зависит от приложенного напряжения называются линейными. Реально таких элементов не существует. Но весьма близки к ним резисторы, реостаты, лампы накаливания и др. Зависимость напряжения от тока в таких элементах определяется законом Ома, т.е. U = IR, где R - сопротивление элемента. Эта зависимость не меняется, если напряжение и ток - переменное.

 (12.3)

при коротком замыкании 2 —' (U2 = 0)

 (12.4)

При холостом ходе со стороны зажимов 1—1' (I1 = 0) входное сопротивление 2—2'

 (12.5)

При коротком замыкании (U1 = 0)

 (12.6)

Комплексный коэффициент передачи цепи по напряжению от зажимов 1 —' к зажимам 2' зависит сопротивления нагрузки со стороны'. В режиме холостого хода на зажимах' через Z1 и Z2 протекает один тот же ток

 (12.7)

Напряжение, приложенное к зажимам 1 — 1’, распределяется между сопротивлениями Z1 и Z2 пропорционально значениям Z2; напряжение на зажимах 2 2’ при этом

 (12.8)

Цепи такого типа получили название делителей напряжения.

Коэффициент передачи цепей по напряжению от зажимов 1 —' к зажимам 2—2' в режиме холостого хода на зажимах 2':

 (12.9)

Коэффициент передачи по напряжению от зажимов 2 —' к зажимам 1— 1' в режиме холостого хода на зажимах

 (12.10)

Подставляя в полученные выражения значения сопротивлений плеч делителя Z1 и Z2, можно построить АЧХ ФЧХ рассматриваемых цепей.

8.3. Понятие о схемах соединения 4П

Схемы соединения 4П-ков показаны на рис. 8.4:

а) параллельное, при этом матричное уравнение параметров сложного 4П: [Y] = [Y'] + [Y''];

б) последовательное, при этом [Z] = [Z'] + [Z''];

в) последовательно-параллельное,

[H] = [H'] + [H''];

г) параллельно-последовательное,

[G] = [G'] + [G''];

д) каскадное, [A] = [А'] [А''].

При каскадном соединении любого количества одинаковых симметричных согласованных с нагрузкой четырёхполюсников входное сопротивление цепи Zвх = Zн.

 

8.4. Эквивалентные схемы замещения 4П

Два 4П являются эквивалентными, если коэффициенты 4П равны. На практике зачастую реальные 4П заменяют эквивалентными Т- и П-образными схемами замещения.

8.3.1. Т-образный 4П (рис. 8.5)

Выразим коэффициенты 4П формы А через известные параметры  Z1, Z2, Z0 =1/Y0.

I1= I2 + I0 = I2 +  = I2 + (U2 + I2 Z2) Y0 = =U2 Y0 + I2 (1+ Z2 Y0) (2')

Из сопоставления (2) и (2') следует:

 A21 = Y0, A22 = 1+ Z2 Y0.

По второму закону Кирхгофа 

U1 = U2 + I2 Z2 + I1 Z1 = U2 + I2 Z2+(U2 Y0 + +I2 (1+ Z2 Y0)) Z1 =

 = U2 (1+ Y0Z1) + I2 (Z1 + Z2 + Z1Z2 Y0).

Сопоставляем последнее выражение с (1):

A11 = 1+ Y0 Z1, A12 = Z1 + Z2 + Z1 Z2 Y0.

Проверка: A11 A22 - A12 A21 =

=(1+ Y0 Z1)( 1+ Z2 Y0) – Y0 (Z1 + Z2 + Z1 Z2 Y0) = 1.

Обратная задача: по известным коэффициентам найти его параметры Z1 , Z2 , Z0.

 

 

 Z0 = 1/A21,  Z1 = = , Z2 = = .

У симметричного 4П A11 = A22, а в Т-образной схеме Z1 = Z2.

2.6. Покажите на комплексной плоскости расположение корней характеристического уравнения при различных значениях емкости С1, Скр, С2, С3 с указанием соответствующей величины добротности Q.

                                                                                                                                 Таблица 2.1

Значения параметров RLC-контура

Вариант

Параметры RLC-контура

R, Ом

L, мГн

C1, мкФ

C2, мкФ

С3, мкФ

1

144

3,14

7

0,05

0,0195

2

234

6,364

6

0,025

0,0097

3

146

4,46

8,5

0,056

0,014

4

230

6,878

6

0,04

0,0091

5

228

7,88

6,5

0,032

0,0079

6

228

4,677

4,5

0,026

0,0131

7

209

4,458

5

0,03

0,0137

8

143

4,606

9

0,052

0,0136

9

234

4,774

5,2

0,025

0,0128

10

231

6,994

6,2

0,035

0,0089

11

116

2,21

7

0,055

0,0275

12

212

4,51

4,9

0,027

0,0136

                                                                                                                                       Таблица 2.2

Результаты расчета и анализа на ПК

Предвари-

тельный

расчет

C, мкс

Q

Tс, мкс

Δ=

αTс

Р1,2=-α±jωс, 1/с

С2

С3

Результаты

анализа

на ПК

Измеряется по

графикам

Вычисляется по данным

измерений

αTс=ln Δ

С2

C3

                                                                                                                                       Таблица 2.3

Результаты расчета Q, р1 и р2

C,мкФ

Q

Р1=

Р2=

С1

задано

Скр

3. Задание для работы в компьютерном классе

3.1 Загрузите программу FASTMEAN.

3.2. Постройте на экране дисплея схему последовательного RLC-контура, показанного на рис. 2.1 (приложение, пп.1, 2). Ко входу контура подсоедините источник напряжения. Смоделируйте источник прямоугольных импульсов с tи = 200 мкс.

Задайте следующие параметры источника напряжения:

«Тип источника – меандр

«Частота (f)» – 1 кГц

«Коэффициент заполнения (К)» – 20%

«Макс.напряжение (Umax)» – 1 В

«Мин.напряжение (Umin)» – 0 В

«Длительность фронта (tfr)» – 1 нс

«Задержка включение (delay)» – 0 пер

3.3. Задайте значения параметров пассивных элементов RLC-контура, пользуясь табл. 2.1. В качестве параметра емкости С выберите значение С1. Рассчитайте временные характеристики ,  и , для этого выберите в меню «Анализ» → «Переходный процесс». Выведите на дисплей график входного напряжения, а также графики напряжений на элементах R, L и С. Конечное время в меню «Переходный процесс» возьмите равным 400 мкс, число точек 1000.

3.4. Повторите моделирование для емкости Скр.

3.5. Повторите моделирование при С=С2. На дисплей выведите графики входного напряжения и . По полученному графику  с помощью линейки определите величину периода свободных колебаний Tс и значения амплитуд напряжений ucсв(t) и ucсв(t+Tc). Рассчитайте величину декремента затухания Δ и занесите Δ и Tс в табл. 2.2. Обратите внимание на то, что при определении ucсв(t) и ucсв(t+Tc) в интервале времени 0 ≤ t ≤ tи значения этих величин, рассчитанные на ПК, составляет сумму собственной и вынужденной составляющих: uc(t) = ucсв(t)+ ucвын(t).

3.6. Повторите п. 3.5 при С=С3.

3.7. Постройте и зарисуйте временные зависимости входного напряжения и при С=С3.

3.8. Постройте и зарисуйте временные зависимости входного напряжения и  при С=С3.

Чаще других используются понятия двухполюсника и четырехполюсника. Двухполюсником (N-полюсником) может быть названа любая электрическая цепь, которая взаимодействует с внешними по отношению к ней цепями, т. е. обменивается с ними энергией, через посредство двух (N) ее полюсов и только через них. Двухполюсник будет пассивным, если энергия, отданная двухполюсником во внешнюю цепь, ни при каких условиях не может превышать той, которая была к нему подведена за все предшествующее время. Определение пассивного (активного) N-полюсника аналогично определению пассивного (активного) двухполюсника.


Инженерная графика

 

Начертательная геометрия
Теория цепей
Сопромат
Лабораторные работы
Электротехника
Математика