Курсовая работа: Исследование линейной электрической цепи в периодическом негармоническом и переходном режимах

Задание на выполнение работы
1. Исследование цепи в периодическом негармоническом режиме на основе принципа наложения.
1.1 Для своего варианта вычертить схему электрической цепи. С помощью метода контурных токов рассчитать частичные токи и напряжения ветвей при действии источника напряжения и выключенном источнике тока.
1.2 С помощью метода узловых напряжений найти частичные токи и напряжения ветвей в цепи при действии источника тока и выключенном источнике напряжения.
1.3 Найти токи и напряжения ветвей в исходной цепи при одновременном действии источника напряжения и источника тока по формуле наложения.
1.4 Проверить расчет по п.1.1 и п. 1.2. Для этого методом эквивалентного генератора определить ток i26.
1.5 Построить графики мгновенных значений гармонических составляющих и их суммы на одном рисунке для тока i26.
1.6 Найти аналитически действующие значения токов и напряжений всех ветвей исходной схемы.
1.7 Проверить баланс активной мощности в исходной цепи с двумя источниками.

2. Исследование цепи в переходном режиме.
2.1 Составить схему исследуемой цепи для рассматриваемого варианта. Для этого необходимо в исходной цепи источники напряжения и тока выключить, а узлы 1 и 4 расщепить на два каждый. При этом получится пассивный четырёхполюсник с входными зажимами 1-1′ и выходными зажимами 4-4. Закоротить зажимы 4-4'. К входным зажимам 1-1' пассивного четырехполюсника подключить при t = 0 источник постоянного тока J. Изобразить схему получившейся цепи.
2.2 Определить i34 классическим методом.
2.3 На комплексной плоскости изобразить положение корней характеристического уравнения исследуемого переходного процесса.
2.4 Построить графики переходного процесса i34, выделив вынужденную и свободную составляющие.
2.5 Определить i34 операторным методом.
2.6 Найти переходную g(t) и импульсную h(t) характеристики цепи от входа J·1[t] = 5 А к выходу i34.

3. Исследование четырехполюсника.
3.1 Изобразить схему пассивного четырехполюсника из п. 2.1.
3.2 Определить на частоте ω = 10⁴°рад/с параметры холостого хода Z_1хи Z_2х и короткого замыкания Z_1k и Z_2k, зарисовав схемы соответствующих цепей.
3.3 По данным пункта 3.2 определить характеристические сопротивления Z_C1 и Z_C2 и характеристическую постоянную Г_C.
3.4 Определить коэффициенты формы [А] на частоте ω.
3.5 Найти напряжение и_вых на выходе четырехполюсника при согласованной нагрузке и входном напряжении
3.6 Определить передаточное сопротивление в режиме холостого хода Н_Z(jω).
3.7 Построить амплитудно-частотную и фазово-частотную характеристики найденной комплексной частотной характеристики.

Содержание
Введение. 8
1. Исследование цепи в периодическом негармоническом режиме на основе принципа наложения. 10
1.1. Постановка задачи. 10
1.2. Выбор положительных направлений токов. 10
1.3. Установление соответствия между независимыми источниками и частичными токами и напряжениями. 11
1.4. Определение частичных токов и напряжений, обусловленных действием только источника напряжения. 11
1.5. Определение частичных токов и напряжений, обусловленных действием только источника тока. 15
1.6. Определение искомых токов и напряжений ветвей. 19
1.7. Проверка расчета тока между узлами 2 и 6 методом эквивалентного генератора 19
1.8. Построение графиков токов между узлами 2 и 6. 22
1.9. Определение действующих значений токов и напряжений ветвей. 22
1.10. Расчет баланса активной мощности в исходной цепи с двумя источниками 23
2. Исследование цепи в переходном режиме. 25
2.1. Составление схемы исследуемой цепи и постановка задачи. 25
2.2. Определение тока i₃₄ классическим методом. 26
2.3. Определение тока i₃₄ операторным методом. 30
2.4. Определение временных характеристик. 33
3. Исследование четырехполюсника. 35
3.1. Составление схемы четырехполюсника. 35
3.2. Определение параметров холостого хода и короткого замыкания. 35
3.3. Определение характеристических параметров. 37
3.4. Определение А-параметров. 38
3.5. Определение напряжения на выходе четырехполюсника при согласованной нагрузке. 38
3.6. Определение передаточного сопротивления четырехполюсника с разомкнутой стороной. 39
Заключение. 41
Список литературы. 42