Расчёт. Анализ. Моделирование переходного процесса в линейных, электрических цепях первого и второго порядка

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Марта 2014 в 13:58, курсовая работа

Краткое описание

Расчётное задание
1.Рассчитать временные зависимости напряжения uC(t) и тока i C(t) при закорачивании R4 переключением ключа [Space]. Получите осциллограммы uC(t) и iC(t). По осциллограмм определите IC(0+), UC(0) и постоянную времени  и сравните их с расчетными значениями. IC(0+) – ток через конденсатор непосредственно после коммутации

Скачать полностью (1.69 Мб) Сколько стоит заказать работу?
Прикрепленные файлы: 1 файл

Курсовая Работа.doc

— 3.21 Мб (Скачать документ)

 

 

Московский Государственный Институт


Электронной  Техники(ТУ)

 

Кафедра Электротехники

 

 

Курсовая работа по дисциплине

Основы электротехники и теории цепей

«Расчёт. Анализ. Моделирование

переходного процесса в линейных, электрических

цепях первого и второго порядка.»

Вариант 6

 

 

 

 

Выполнил: студент гр.

Бушуева И. МП-28

Преподаватель кафедры ЭТ:

Гордиевич Л.А.

 

 

МОСКВА

2010

 

Задание 1.

1.

Дана принципиальная электрическая  схема. Рассчитать ток IС(t) и напряжение UС(t)  на конденсаторе после  коммутации классическим методом. Проверить результаты расчётов IС(t) и  UС(t) имоделированием с помощью  программ Multisim10 ,EWB5.12,

.LabVIEW

Расчётное задание

1.Рассчитать временные зависимости  напряжения uC(t) и тока i C(t) при закорачивании R4 переключением ключа [Space]. Получите осциллограммы uC(t) и iC(t). По осциллограмм определите  IC(0+), UC(0) и постоянную времени t и сравните их с расчетными значениями. IC(0+) – ток через конденсатор непосредственно после коммутации

Экспериментальное задание

1.Собрать принципиальную электрическую схему (ПЭС) на ПК в Multisim 10

2.Подключить осциллограф Получить  осциллограммы временных зависимостей  напряжения .

3. Собрать  ПЭС эксперимента  для измерения напряжения uC(t) и тока i C(t)вLabView. Сравнить     результаты измерений с расчетами.

4.Собрать ПЭС  эксперимента для измерения напряжения uC(t) и тока i C(t)в Elvis  



                        Таблица.1. Сравнение расчета с экспериментом

Тип переключения ключа

 

Значения величин

 

 

Замыкание

 

UС0з, В

Ucустз, В

IC0з, А

tз, мс

Расчет

10

20

0.5

2

Эксперимент

10

20

0.5

2


 

 

Решение:

  1. До коммутации

 

UC(-0) =20/3 (В)

 

  1. Установившийся режим

 

         UC уст  = 5 (В)

 

 

 

  1. Переходной процесс

 

UC(t) = UCуст + UCсв

UCсв = Aept

p = -1/(RЭ C) =-2

UC (-0) = A  + UC уст  = A + 5

UC(t) = 5 + (5/3)e-2t

iC(t) = C = -(10/3)e –2t

 

 

 
Задание 2.

 

Дана принципиальная электрическая схема. Рассчитать ток IL(t) и напряжение на катушке UL(t) после  коммутации классическим методом. Проверить результаты расчётов IL(t) и  UL(t)моделирование с  помощью программы  Multisim10 и EWB 5.12. .LabVIEW

Расчётное задание

1.Рассчитать временные зависимости  напряжения uL(t) и тока i L(t) при закорачивании R4 переключением ключа [Space]. Получите осциллограммы uL(t) и iL(t). По осциллограмм определите  IL(0+), UL(0) и постоянную времени t и сравните их с расчетными значениями. IL(0+) – ток через конденсатор непосредственно после коммутации

Экспериментальное задание

1.Собрать принципиальную электрическую  схему (ПЭС) на ПК в Multisim 10

2. Подключить осциллограф Получить осциллограммы временных зависимостей напряжения. 3.Собрать  ПЭС эксперимента для измерения напряжения uL(t) и тока i L(t)вLabView. Сравнить  результаты измерений с расчетами.

4.Собрать ПЭС  эксперимента для измерения напряжения uL(t) и тока i L(t)в Elvis  


                           Таблица.2. Сравнение расчета с экспериментом

Тип переключения ключа

 

Значения величин

 

 

Размыкание

 

UL0р, В

Ucустр, В

IL0р, А

tр, мс

Расчет

20

10

-1.0

1

Эксперимент

20

10

-1.0

1


 

 

 

 

Решение

Заменим источник тока на источник ЭДС

e1(t) = sin(t-3o) = e -3  ̊j

  1. До коммутации

iL(-0) = 0

 

  1. Установившийся режим

z = R1 + R2 + xL = 1 + 1 + j = 2 + j = e 26,6  ̊j

ILуст(t) = E/z =  ( e -3  ̊j )/( e 26,6  ̊j) = 0,63e -29,6  ̊j = 0,63sin(t-29,6o)

  1. Переходной процесс

iL(t) = iLуст + iLсв

iLсв = Aept

p = - 1/τ = -RЭ/L = -(R1+R2)/L = -2

A = iL(-0) - iLуст (0)= 0 – 0,63sin(-29,6o) = 0,32

iL(t) = 0,63sin(t-29,6o) + 0,32e-2t

 

 

 

 

 

\

Задание 3.

 

Дана принципиальная электрическая  схема. Рассчитать ток IL(t) и напряжение на катушке UL(t) после  коммутации классическим методом. Проверить результаты расчётов IL(t) и  UL(t) моделированием с помощью программ Multisim10 ,EWB, 5.12.LabVIEW.


 

Расчётное задание

1.Рассчитать временные зависимости  напряжения uL(t) и тока i L(t) при закорачивании R4 переключением ключа [Space]. Получите осциллограммы uL(t) и iL(t). По осциллограмм определите  IL(0+), UL(0) и постоянную времени t и сравните их с расчетными значениями. IL(0+) – ток через конденсатор непосредственно после коммутации

Экспериментальное задание

1.Собрать принципиальную электрическую  схему (ПЭС) на ПК в Multisim 10

2. Подключить осциллограф Получить  осциллограммы временных зависимостей напряжения .

3. Собрать  ПЭС эксперимента  для измерения напряжения uL(t) и тока i L(t)вLabView. Сравнить    результаты измерений с расчетами.

4.Собрать ПЭС  эксперимента для измерения напряжения uL(t) и тока i L(t)в Elvis  


                              Таблица.3. Сравнение расчета с экспериментом

Тип переключения ключа

 

Значения величин

 

 

Размыкание

 

UL0р, В

Ucустр, В

IL0р, А

tр, мс

Расчет

20

10

-1.0

1

Эксперимент

20

10

-1.0

1


 

 

 

Решение

  1. До коммутации

iL(-0) = E1/(2R0) = 20/6 = 10/3 (A)

i3(-0) = 5 (A)

 

 

  1. Установившийся режим

i1уст = E/[R1 + R2||(R3+R4)] = 10/(1 + [2/3]) = 6 (A)

iLуст = i1(R3+R4)/(R2+R3+R4) = 12/3 = 4 (A)

i3уст= i1R2/(R2+R3+R4) =6/3 = 2 (A)

ULуст = E1 = 10 В

  1. Переходной процесс

iL(t) = iLуст + iLсв

iLсв = Aept

p = - 1/τ = -RЭ/L

RЭ = R2 + R1||(R3 + R4) = 1 +2/3 = 5/3

p = -5/3

A = iL(-0) - iLуст = 10/3 – 4 = -2/3

iL(t) = 4 –0,67e-5t/3

UL (t) = L

UL (t) = 1,11e-5t/3

i3(t) = i3уст + i3св

i3св = Aept 

A = i3(+0) - i3уст

i3(+0) = E/(R2 + R3 + R4) – iL(-0)/( R2 + R3 + R4) = 10/3 – 10/9 = 20/9 (A)

A = 20/9 – 2 = 2/9

i3(t) = 2 + 0,22 e-5t/3

 

 

 

Задание 4.

 

Дана принципиальная электрическая  схема. Рассчитать ток IС(t) и напряжение UС(t) на конденсаторе после  коммутации классическим методом. Проверить результаты расчётов IС(t) и  UС(t) моделированием с  помощью программ Multisim10, EWB 5.12., .LabVIEW

Расчётное задание

1.Рассчитать временные зависимости  напряжения uC(t) и тока i C(t) при закорачивании R4 переключением ключа [Space]. Получите осциллограммы uC(t) и iC(t). По осциллограмм определите  IC(0+), UC(0) и постоянную времени t и сравните их с расчетными значениями. IC(0+) – ток через конденсатор непосредственно после коммутации

Экспериментальное задание

1.Собрать принципиальную электрическую  схему (ПЭС) на ПК в Multisim 10

2. Подключить осциллограф Получить  осциллограммы временных  зависимостей  напряжения. 3.Собрать  ПЭС эксперимента  для измерения напряжения uC(t) и тока i C(t)вLabView. Сравнить результаты измерений с расчетами.

4.    Собрать ПЭС  эксперимента для измерения напряжения uC(t) и тока i C(t)в Elvis  


                           Таблица.4. Сравнение расчета с экспериментом

Тип переключения ключа

 

Значения величин

 

 

Замыкание

 

UС0з, В

Ucустз, В

IC0з, А

tз, мс

Расчет

10

20

0.5

2

Эксперимент

10

20

0.5

2


 

 

Решение:

  1. До коммутации

i1(-0) = 0

iC(-0) = 0

UC(-0) = E2 = 1

U R3(-0) = 0

 

  1. Установившийся режим

 

 

 

UCуст = -E1 = -1

U R3 = 0

U R1= 0

iCуст= 0

  1. Переходной процесс

UC(t) = UCуст + UCсв

UCсв = Aept

p = -1/(RЭ C)

RЭ = R1 + R3

p = -0,5·106

A = UC (-0) - UC уст = 1 + 1 = 2

UC(t) = -1 + 2e-(0,5·10^6)t

iC(t) = C = -10-6·2·0,5·106e –(0,5·10^6)t

iC(t) = - e –(5*10^5)t

iC(0) = 1

 

 

 

Задание 5.

 

Дана принципиальная электрическая схема. Рассчитать ток IС(t) и напряжение UС(t),  на конденсаторе ток IL(t) и напряжение на катушке UL(t)  после  коммутации классическим методом. Проверить результаты расчётов IС(t), UС(t), IL(t) и  UL(t) и  моделированием с  помощью программ Multisim10 , EWB 5.12., .LabVIEW

Расчётное задание

1.Рассчитать временные зависимости  напряжения uC(t) и тока i C(t) при закорачивании R4 переключением ключа [Space]. Получите осциллограммы uC(t) и iC(t). По осциллограмм определите  IC(0+), UC(0) и постоянную времени t и сравните их с расчетными значениями. IC(0+) – ток через конденсатор непосредственно после коммутации

Экспериментальное задание

1. Собрать принципиальную электрическую  схему (ПЭС) на ПК в Multisim 10

2.Подключить осциллограф Получить осциллограммы временных зависимостей напряжения.

3. Собрать  ПЭС эксперимента  для измерения напряжения uC(t) и тока i C(t)вLabView. Сравнить результаты измерений с расчетами.

4.Собрать ПЭС  эксперимента для измерения напряжения uC(t) и тока i C(t)в Elvis  


                                    Таблица.5. Сравнение расчета с экспериментом

Тип переключения ключа

 

Значения величин

 

 

Замыкание

 

UС0з, В

Ucустз, В

IC0з, А

tз, мс

Расчет

10

20

0.5

2

Эксперимент

10

20

0.5

2

Информация о работе Расчёт. Анализ. Моделирование переходного процесса в линейных, электрических цепях первого и второго порядка