Основы теории цепей - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника реферат

Общая характеристика способов представления и параметров. Элементы R,L,C в цепи синусоидального тока. Специфика алгебры комплексных чисел, формы их представления. Особенности символического метода, его применение. Законы цепей в символической форме.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1. Способы представления и параметры
2. Элементы R , L , C в цепи синусоидального тока
5. Законы цепей в символической форме
1 . Способы представления и параметры
Переменный ток (напряжение) - это ток (напряжение), изменяющийся во времени либо по величине, либо по направлению, либо и по величине и по направлению. Частным случаем переменного тока является периодический ток.
Минимальный промежуток времени, по истечении которого повторяются мгновенные значения в том же порядке, называется периодом T с функции.
Синусоидальные токи и напряжения - это частный случай периодических токов и напряжений:
Величину обратную периоду называют частотой: Гц.
Периодические токи и напряжения характеризуются:
- амплитудным значением ( I m , U m ) - максимальным значением за период;
- средним значением ( I 0 , , I СР , U 0 , , U СР )
- средневыпрямленным значением ( I ср. в. , U ср. в. )
- действующим значением ( I , U , Е, J ).
Действующим значением периодического тока называется такая величина постоянного тока, которая за период оказывает такое же тепловое действие, что и периодический ток.
тогда мгновенная мощность переменного тока:
Энергия, выделяющаяся за период в сопротивлении
Пусть по тому же сопротивлению R протекает постоянный ток, тогда мгновенная мощность постоянна:
Приравнивая энергии и , получим величину постоянного тока, оказывающего такое же тепловое действие, что и периодический ток, т.е. действующее значение периодического тока:
Аналогично записывают формулу для действующего значения напряжения.
Активная мощность Р - это среднее значение мгновенной мощности за период:
Наиболее распространенным периодическим током является синусоидальный ток. Это связано с тем, что периодические сигналы , встречающиеся в электротехнике, можно представить в виде суммы синусоидальных функций кратных частот (ряд Фурье) и синусоидальный режим является наиболее экономичным режимом в цепях (минимальные потери).
В стандартной форме синусоидальные токи и напряжения записывают следующим образом:
- - называется фазой и показывает состояние, в котором находится изменяющаяся величина.
- - начальная фаза, т.е. фаза в момент начала отсчета времени. На графике начальную фазу определяют от момента перехода синусоиды с отрицательных значений к положительным до начала координат.
Два колебания одинаковой частоты совпадают по фазе, если у них одинаковые начальные фазы; сдвинуты по фазе, если у них разные начальные фазы. Синусоида с большей начальной фазой опережает синусоиду с меньшей начальной фазой. Если сдвиг фаз равен говорят, что синусоиды в противофазе. Если сдвиг фаз , то синусоиды в квадратуре.
Для синусоидальных колебаний имеем:
Интеграл от второго слагаемого =0 (см. вывод среднего значения).
В цепях синусоидального тока и напряжения мощность в каждый момент времени различна. Поэтому из равенства теплового действия выводят понятие активной мощности Р.
2 . Элементы R , L , C в цепи синусоидального т о ка
Пусть через каждый элемент протекает синусоидальный ток .
Тогда, согласно компонентным уравнениям и с учетом синусоидальности тока получаем:
Напряжения на элементах в цепи синусоидального тока так же синусоидальны и имеют ту же частоту, но другие амплитуды и начальные фазы. Учитывая стандартную запись напряжения , получаем
Напряжение на сопротивлении совпадает с током по фазе, напряжение на емкости отстает от тока на 90 0 , напряжение на индуктивности опережает ток на 90 0 .
Определим мгновенную и активную мощности на каждом элементе:
Таким образом, мгновенная мощность во всех элементах изменяется с двойной частотой тока. Однако мгновенная мощность в сопротивлении R содержит еще постоянную составляющую, поэтому активная мощность получается больше нуля. Индуктивность и емкость активной мощности не потребляют: половину периода мощность поступает от внешней цепи, а во вторую половину периода эти элементы отдают мощность во внешнюю цепь. В те моменты времени, когда индуктивность потребляет активную мощность, емкость генерирует её и наоборот.
Так как сопротивление R потребляет активную мощность, то его называют активным сопротивлением. Индуктивность и емкость активной мощности не потребляют, поэтому их называют реактивными сопротивлениями и обозначают соответственно Oм и Oм.
Для расчета режима в цепи синусоидального тока можно записать систему уравнений по законам Кирхгофа, используя полученные соотношения между напряжением и током на элементах. Это будет система тригонометрических уравнений. Уравнения будут содержать синусоиды различной амплитуды и начальной фазы и необходимо проводить много тригонометрических преобразований, что не всегда удобно. Поэтому разработан специальный метод анализа режимов цепей синусоидального тока - метод комплексных величин или символический метод.
Комплексным числом называют пару чисел, изображающих вектор на комплексной плоскости. Будем изображать комплексное число заглавной буквой с чертой внизу (). Вводится мнимая единица:
Комплексное число может быть представлено в разных формах:
- показательная форма: - это вектор на комплексной плоскости, где - длина (модуль) вектора, - аргумент или фаза. Фазу всегда отсчитывают против часовой стрелки от положительного направления вещественной оси;
- алгебраическая форма: - это точка на комплексной плоскости, где - координаты по вещественной и мнимой осям, причем:
Переход от одной формы записи комплексного числа к другой:
Складывать комплексные числа предпочтительно в алгебраической форме либо геометрически по правилу параллелограмма:
Вычитать комплексные числа удобно в алгебраической форме либо геометрически по правилу параллелограмма (вектор разности направлен из конца вычитаемого в конец уменьшаемого):
Умножать и делить комплексные числа удобнее в показательной форме:
Комплексные числа, не зависящие от времени, обозначают заглавными буквами с чертой внизу: , а комплексно сопряженные им числа обозначают еще и звездочкой сверху: это числа, у которых та же вещественная часть, а мнимая с обратным знаком.
Комплексные числа, которые являются функциями времени, обозначают заглавными буквами с точкой сверху: , а комплексно сопряженные им числа обозначают заглавными буквами со звездочкой сверху : это числа, у которых тот же модуль, но фаза с обратным знаком.
Так как , то умножить комплексное число на j это значит, не изменяя его модуля, увеличить фазу на 90 0 или повернуть соответствующий вектор на 90 0 против часовой стрелки. Разделить на j - наоборот:
Пусть есть комплексное число с линейно изменяющимся во времени аргументом: . На комплексной плоскости это число представляет неизменный по длине вектор, вращающийся против часовой стрелки с постоянной скоростью .
Любую синусоидальную функцию времени можно представить в виде проекции на вещественную или мнимую ось соответствующего вращающегося вектора.
Проекция вектора на мнимую ось дает синусоидально изменяющуюся функцию времени:
Вводят специальное обозначение (символы):
- комплекс амплитудного значения тока или
- комплекс амплитудного значения напряжения. Они содержат информацию об амплитуде и начальной фазе синусоидального колебания.
Комплекс амплитудного значения деленный на, дает комплекс действующего значения:
Комплекс амплитудного или комплекс действующего значения позволяют перейти к мгновенному значению, например:
5 . Законы цепей в символической форме
Алгебраическая сумма мгновенных значений токов ветвей, сходящихся в одном узле, равна нулю..
Подставим вместо каждого мгновенного значения тока его представление в виде комплекса амплитудного значения, тогда .
Так как в любой момент времени нулю равна сумма проекций вращающихся векторов, следовательно, нулю должна равняться сумма самих вращающихся векторов, т.е. получим . Так как , то сократим на нее и получим .
Алгебраическая сумма комплексов амплитудных значений токов ветвей, сходящихся в одном узле, равна нулю.
Поделив на , получим первый закон Кирхгофа для комплексов действующих значений.
После аналогичных преобразований получим:
Алгебраическая сумма комплексов амплитудных (действующих) зн а чений напряжений на всех элементах контура, кроме ЭДС равна алгебраической сумме комплексов амплитудных (действующих) зн а чений ЭДС этого же контура.
Однако для самих амплитудных и действующих значений законы Кирхгофа не выполняются.
1. Основы теории цепей. Учебник для вузов./ Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил, С.В. Страхов.-5-е изд. перераб.-М.: Энергоатомиздат, 1989. 528 с.
2. Теория электрических цепей: Методические указания к лабораторным работам / Рязан. гос. радиотехн. акад.; Сост.: С.М. Милюков, В.П. Рынин; Под ред. В.П. Рынина. Рязань, 2002. 16 с.,2004. 20 с. (№3282, №3624)
3. Основы теории цепей: Методические указания к курсовой работе / Рязан. гос. радиотехн. акад.; Сост.: В.Н. Зуб, С.М. Милюков. Рязань, 2005. 16 с.
4. Теоретические основы электротехники. / Г.И. Атабеков, С.Д. Купалян, А.В. Тимофеев, С.С. Хухриков.-М.: Энергия, 1979. 424 с.
5. М.Р. Шебес. Теория линейных электрических цепей в упражнениях и задачах. М.: Высшая школа, 1990. 528 с.
Экспериментальное и расчетное определение эквивалентных параметров цепей переменного тока, состоящих из различных соединений активных, реактивных и индуктивно связанных элементов. Применение символического метода расчета цепей синусоидального тока. курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.02.2013
Исследование и расчет цепей синусоидального и постоянного тока. Нахождение линейных однофазных цепей при несинусоидальном питающем напряжении. Исследование и применение методов расчета трехфазной цепи. Задача на определение параметров четырехполюсника. курсовая работа [2,3 M], добавлен 09.02.2013
Применение символического метода. Фазовые соотношения между напряжением и током на элементах R,L,C. Особенности векторных и топографических диаграмм. Мощности в цепях синусоидального тока. Их баланс и передача от активного двухполюсника в нагрузку в цепи. реферат [943,4 K], добавлен 03.12.2010
Изучение общей методики расчета линейной электрической цепи постоянного тока, содержащей независимый источник электродвижущей силы. Описательная характеристика разветвленных электрических цепей однофазного синусоидального и несинусоидального тока. методичка [342,2 K], добавлен 01.12.2015
Анализ основных методов расчёта линейных электрических цепей постоянного тока. Определение параметров четырёхполюсников различных схем и их свойства. Расчет электрической цепи синусоидального тока сосредоточенными параметрами при установившемся режиме. курсовая работа [432,3 K], добавлен 03.08.2017
Основы метода контурных токов. Решение системы контурных уравнений. Теорема взаимности. Свойства резистивных цепей и область их применения. Режим постоянного тока в электрических цепях. Понятие магазина затухания. Особенности реактивных элементов цепи. реферат [88,5 K], добавлен 12.03.2009
Измерение S–параметров с помощью рефлектометров. Анализаторы цепей СВЧ. Принцип работы импульсного рефлектометра. Измерители комплексных коэффициентов передачи и отражения. Особенности применения рефлектометров. Методы калибровки измерителя S–параметров. дипломная работа [1,1 M], добавлен 21.09.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Основы теории цепей реферат. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат На Тему Астма
Курсовая работа по теме Расчет винтового съемника
Курсовая работа по теме Технологическая оснастка для механической обработки детали Кронштейн
Курсовая Работа На Тему Предпринимательство, Его Возрождение И Специфика В России
Память О Людях Это Определение Для Сочинения
Гдз Матвеева Контрольные Работы 3 Класс
Реферат: Общее представление о «Домострое»
Реферат: Конспект лекций по экономике предприятия
Комплект Лабораторных Работ Механика
Реферат: Договр финансовой аренды (лизинга)
Реферат: Сельскохозяйственные кооперативы как юридические лица
Мертвые Души Контрольная Работа 9
График Проведения Контрольных Работ В Школе Интернате
Курсовая работа по теме Разработка кинематической схемы редуктора
Технико Экономическое Обоснование Создания Нового Предприятия
Реферат по теме Комплексный подход к воспитанию и обучению глухих детей
Реферат: История Новой хронологии Фоменко
Дипломная работа по теме Достижение адекватности перевода официально-деловых документов (на примере Европейской программы исследований в сфере безопасности)
Реферат: Торговые марки консалтинговых компаний
Реферат по теме Фридрих Ницше "Так говорил Заратустра"
Китай в первой половине ХХ в. Революция 1925-1927 гг. - История и исторические личности дипломная работа
Двупироксеновые базальты: распространение, условия образования, состав, текстурно-структурные особенности - Геология, гидрология и геодезия курсовая работа
Система российского права - Государство и право курсовая работа