Анализ электрических цепей

1. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
1.1. АНАЛИЗ ЦЕПИ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ
Для получения схемы цепи постоянного тока необходимо приравнять значение частоты в выражениях е1(t), e2(t), e3(t) нулю.
Полученное значение для ЭДС источников определить их, как источники постоянной ЭДС – E1, E2, E3.
Привести эквивалентные схемы цепи постоянного тока в двух случаях - при подключении источников и при t→∞.
ОБЯЗАТЕЛЬНО ОБЪЯСНИТЬ ХАРАКТЕР И ПРИЧИНУ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
Провести анализ схем (определить токи всех ветвей и напряжения на всех элементах), составив необходимое и достаточное число уравнений.
1.2. АНАЛИЗ ЦЕПИ ПРИ ГАРМОНИЧЕСКИХ ФУНКЦИЯХ ИСТОЧНИКОВ ВО ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ
Привести схему электрической цепи во временной области.
Составить необходимое и достаточное число уравнений цепи , применяя метод уравнений Кирхгофа.
Составить необходимое и достаточное число уравнений, применяя метод контурных токов.
Составить матрицы коэффициентов и правых частей уравнений.
Записать решение для токов в виде матричного соотношения.
УКАЗАНИЕ. Решение систем уравнений относительно неизвестных токов не проводить.
1.3.АНАЛИЗ ЦЕПИ ПРИ ГАРМОНИЧЕСКИХ ФУНКЦИЯХ ИСТОЧНИКА В КОМПЛЕКСНОЙ ОБЛАСТИ
1.3.1. Перевести схему цепи из временной области в комплексную. Привести рисунок схемы в соответствующих обозначениях.
1.3.2. Перевести, полученные матричные уравнения в предыдущем пункте для метода уравнений Кирхгоффа и метода контурных токов, в комплексную форму
1.3.3. Составить необходимое и достаточное число уравнений по методу узловых потенциалов в комплексном виде.
1.3.4. Записать все три системы уравнений в матричной форме.
1.3.5. Решить две любые из систем. На основе полученного решения провести полный анализ схемы (определение токов всех ветвей и напряжений на всех элементах).
1.3.6. Перевести результаты анализа во временную форму.
1.3.7. Построить на комплексной плоскости векторную диаграмму напряжений путём обхода контура (по выбору студента) и убедиться в выполнении 2-го закона Кирхгоффа.
1.3.8. Определить сопротивления ветвей этого контура и построить их на комплексной плоскости в виде векторных диаграмм.

1.4. ПОСТРОЕНИЕ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ И ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИИ
1.4.1. ПРЕОБРАЗОВАТЬ исходную схему электрической цепи
1.4.1.1 - исключить источники напряжения e1(t), e2(t), e3(t),
1.4.1.2 - преобразовать в схеме «звезду» в «треугольник».
1.4.2. Получить формулы для входного сопротивления со стороны узлов 1, 0, а также выражение для передаточной функции на узлах 3,0.
Получение этих выражений следует провести с помощью пакета MATHCAD. 1.4.3. Построить частотные характеристики по полученным выражениям входного сопротивления и передаточной функции в указанном пакете программ.
Первый диапазон частот брать от нуля до 5000 р/с. Провести уточнение диапазона частот каждому студенту индивидуально с целью представления частотных характеристик наиболее информативно.
Графики АЧХ и ФЧХ делать в едином масштабе для совмещения и изучения хода кривых в локальных экстремумах.
Выделить в другом масштабе участки графиков, где наблюдаются локальные экстремумы кривых
1.4.2. Проверить частотные характеристики входного сопротивления и передаточной функции, используя программу схемотехнического моделирования MICRO-CAP.
Каждому значению частоты, для которого существует локальный экстремум, поставить в соответствие эквивалентную схему резонанса напряжений или резонанса токов.
1.4.3. Полученные частотные характеристики объяснить с помощью эквивалентных моделей схемы, которая была взята в пункте 1.4.1.1.