РГР 3 Основы теории цепей.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Решение задач

Дисциплина: Теория автоматического управления

Добавлена: 02.02.2019

Просмотров: 296

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»


Кафедра теоретических основ электротехники











РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №3


По дисциплине «Основы теории цепей»


На тему «Расчёт пассивных четырехполюсников»


Специальность «Информационные системы»


Выполнил Ануарбеков Шыңғыс Группа ИС-16-2


Принял доцент каф. ТОЭ Айтжанов Н.М.







_________ «____»____________201_г.












Алматы 201_

Содержание


Введение...................................................................................................................3

Параметры элементов четырехполюсника...........................................................4

Задание.....................................................................................................................5

Расчетная часть...................................................................................................6-12

Комплексные сопротивления четырехполюсников......................................6

А-параметры четырехполюсника...................................................................6

H-параметры четырехполюсника...................................................................8

Характеристические сопротивления ZC1 и ZC2............................................10

Характеристическая постоянная передачи ГC, характеристическое ослабление AC, фазовая постоянная BC.........................................................................11

Заключение.............................................................................................................13

Список литературы................................................................................................14































Введение


Цель работы: получение навыков исследования различных режимов работы пассивного симметричного четырёхполюсника и определение его параметров.

Расчет пассивных четырехполюсников. Заданы схемы четырехполюсников (см. рисунки 3.1-3.10). Параметры элементов четырехполюсника приведены в таблицах 3.1-3.3.





































Таблица 3.1

Год поступления



Первая буква фамилии

Четный

АБВ

ГДЕ

ЖЗИ

КЛ

МН

ОПР

СТУ

ХФЦ

ЧШЩ

ЭЮЯ

Нечетный

ЭЮЯ

ЧШЩ

ХФЦ

СТУ

ОПР

МН

КЛ

ЖЗИ

ГДЕ

АБВ

схемы

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

3.6

3.7

3.8

3.9

3.10

Параметры

H

Z

Y

H

Z

Y

H

Z

Y

H


Таблица 3.2

Год поступления

Последняя цифра студенческого билета

Четный

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Нечетный

0

9

8

7

6

5

4

3

2

1

20

30

35

40

45

15

25

50

20

30

60

50

40

30

55

45

35

20

25

40

15

25

20

65

30

40

18

10

15

20


Таблица 3.3

Год поступления

Предпоследняя цифра студенческого билета

Четный

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Нечетный

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

XL1

40

45

20

30

25

30

40

60

15

20

XL2

50

30

25

20

40

35

20

45

30

50

XL3

30

20

40

35

25

15

28

36

45

35

XC1

35

80

60

50

30

20

25

40

55

45

XC2

20

25

30

40

20

10

35

20

50

30

XC3

50

40

20

30

10

35

15

20

25

10




Рисунок 3.1


Задание:

1) Определить комплексные сопротивления четырехполюсника.

2) Определить А-параметры четырехполюсника, используя законы Кирхгофа и режимы холостого хода и короткого замыкания. Проверить выполнение соотношения А11 А2212А21=1.

3) Определить Z, Y или H – параметры четырехполюсника (согласно варианту).

4) Определить характеристические сопротивления ZC1 и ZC2 четырехполюсника, используя А-параметры и параметры холостого хода и короткого замыкания.

5) Определить характеристическую постоянную передачи ГC, характеристическое ослабление AC, фазовую постоянную BC четырехполюсника, используя А-параметры и параметры холостого хода и короткого замыкания.






















Расчетная часть


1) Определить комплексные сопротивления четырехполюсника.

Составим схему замещения:

Рисунок 3.2



Из рисунка 3.1:


2) Определить А-параметры четырехполюсника, используя законы Кирхгофа и режимы холостого хода и короткого замыкания. Проверить выполнение соотношения А11 А2212А21=1.

Уравнения, определяющие зависимость между называются уравнениями передачи четырёхполюсника. А-параметры четырехполюсника определяются через уравнения:


} ; (1)

Параметры четырехполюсника являются комплексными величинами, определяются только схемой четырёхполюсника и её элементами; между различными системами параметров четырехполюсника существует однозначная связь.

Для пассивного четырёхполюсника:

.


Запишем уравнения по законам Кирхгофа. По первому закону Кирхгофа алгебраическая сумма токов в узел схемы равна 0. Со знаком «+» записываются токи Iк, положительные направления которых направлены к рассматриваемому узлу, со знаком «-» записываются токи Iк, положительные направления которых направлены от данного узла (или наоборот). Запишем уравнение для узла a:


Второй закон Кирхгофа записывается для независимых контуров схемы, независимые контура выбираются так же, как и для цепей постоянного тока. Со знаком «+» записываются напряжения, если положительные направления токов Iк и направление обхода контура совпадают, в противном случае напряжения записываются со знаком «-». ЭДС Eк записываются со знаком «+», если положительные направления Eк и направление обхода контура совпадают. Запишем систему из двух уравнений для контуров, показанных на рисунке 3.2.

=>


Из уравнения (4) имеем,

Подставляем в уравнение (2)



Тогда, ,


Из 3 уравнения имеем (7)

Подставляем (6) и (5) уравнения в (7):


Тогда, , , следовательно

Проверим связь А-параметров:


Найдем А-параметры, воспользовавшись режимом холостого хода и короткого замыкания:

} ;

Обеспечим холостой ход на выходе,

Обеспечим короткое замыкание на выходе,




Проверим связь А-параметров:


3) Определить Z, Y или H – параметры четырехполюсника (согласно варианту). По варианту необходимо определить H параметры:

Н-параметры четырехполюсника определяются через уравнения:

}

Н – параметры: Для пассивного четырёхполюсника:

Для измерения Н-параметров четырехполюсника необходимо обеспечить режим холостого хода на входе и режим короткого замыкания на выходе.

Обеспечим режим холостого хода на входе,


Обеспечим короткое замыкание на выходе,

Н-параметры также можно выразить через А-параметры:


4) Определить характеристические сопротивления ZC1 и ZC2 четырехполюсника, используя А-параметры и параметры холостого хода и короткого замыкания.

Характеристическое сопротивление   равно такому сопротивлению приемника  , подключенного к вторичным выводам, при котором входное сопротивление со стороны первичных выводов равно   (рис. 3.3, а). Короче говоря, при   имеем  . Аналогично при обратном питании и сопротивлении приемника на первичных выводах   получим  (рис. 3.3, б).

Рисунок 3.3

Характеристические сопротивления:

где ; - параметры холостого хода (х.х.) и короткого замыкания (к.з.).




5) Определить характеристическую постоянную передачи ГC, характеристическое ослабление AC, фазовую постоянную BC четырехполюсника, используя А-параметры и параметры холостого хода и короткого замыкания.

Характеристическая постоянная передачи:

.

Характеристическую постоянную передачи можно выразить через А-параметры и параметры холостого хода и короткого замыкания:


, .

, где – характеристическое ослабление четырёхполюсника:

, единица измерения в масштабе натуральных логарифмов называется непером (Нп). На практике принято измерять в децибелах (дБ);

фазовая постоянная четырёхполюсника, измеряется в радианах или градусах:

.

Выразим постоянную передачи через А-параметры:

По определению,

тогда AC= дБ, BC= ;


Выразим постоянную передачи через режимы холостого хода и короткого замыкания:

=





Заключение


В результате расчетно-графической работы были выполнены поставленные цели: получение навыков исследования различных режимов работы пассивного симметричного четырёхполюсника и определение его параметров. Были рассчитаны А-параметры четырехполюсника при помощи законов Кирхгофа и режимом холостого хода и короткого замыкания, также были рассчитаны Н-параметры четырехполюсника при помощи режимом холостого хода и короткого замыкания, определены характеристические сопротивления, характеристическая постоянная передачи, характеристическое ослабление и фазовая постоянная.


































Список литературы


1. Жолдыбаева З.И., Надиров Е.Г. Основы теории цепей. Методические указания и задания по выполнению расчетно-графических работ №1-3 для студентов специальности 5B070300. – Алматы: АУЭС, 2014.

2. Жолдыбаева З.И., Коровченко Т.И. Теория электрических цепей 1: Конспект лекций. – Алматы, АИЭС, 2007.

3. Зевеке Г.В., Ионкин П.А. Основы теории цепей. Учебник для вузов. – М: «Энергия», 1975.

14