АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

  

Кафедра теоретических основ электротехники

 

 

 

       Теория электрических цепей 2

     Переходные процессы в линейных электрических цепях 

Методические указания и задания к выполнению

курсовой работы         

для студентов всех форм обучения специальности  050703 –

Информационные системы

 

 

Алматы 2008

СОСТАВИТЕЛИ: З.И.Жолдыбаева, Е.Х.Зуслина.

         Теория электрических цепей 2. Переходные процессы в линейных     электрических цепях. Методические указания и задания к выполнению   курсовой работы для студентов всех форм обучения специальности        050703 –  Информационные системы  Алматы: АИЭС, 2008. –  11 с.

          Методические указания и задания к курсовой работе по дисциплине «Теория электрических цепей 2», содержат: «Расчет переходных процессов в линейных электрических цепях второго порядка классическим и операторным методами», «Расчет переходных процессов в линейных электрических цепях с применением интеграла Дюамеля», «Спектральный метод расчета переходных процессов в линейных электрических цепях»; требования к выполнению и оформлению курсовой работы, методические указания. Задания к курсовой работе соответствуют типовой программе по дисциплине ТЭЦ 2  для студентов специальности 050703.  

          1  Требования к выполнению и оформлению курсовой работы 

          1.1 Курсовая работа должна включать следующие элементы:

          а) титульный лист (приложение А);

          б) задание:

          в) содержание;

          г) введение;

          д) основную часть;

          е) заключение (выводы):

          ж) список литературы;

          з) приложения.

          1.2 Текст задания должен быть переписан полностью, со всеми рисунками и числовыми значениями для своего варианта.

          1.3 Каждый этап курсовой работы должен быть озаглавлен.

          1.4 Курсовая работа может быть выполнена рукописным способом или с применением компьютерной печати (в программе Microsoft Word, шрифт высотой 14 пунктов с интервалом 1,0 – 1,5). Текст пишется на одной стороне листа белой бумаги формата А4. По всем четырем сторонам листа оставляются поля: левое не менее 30мм, правое – не менее 10мм, верхнее и нижнее - 20мм.

          1.5 Все листы расчетно-графической работы должны иметь сквозную нумерацию, начиная с титульного листа, включая приложение.

          1.6 Расчеты должны сопровождаться пояснениями. Нельзя приводить только расчетные формулы и  конечные результаты. Курсовые работы, в которых вычисления и пояснения приводятся сокращенно к защите не допускаются.

          1.7 Рисунки должны быть пронумерованы.

          1.8 На графиках указываются названия изображаемых величин, их единицы измерения. Масштабы необходимо подбирать так, чтобы было удобно пользоваться графиком или диаграммой.

          1.9 У величин, имеющих определенные размерности, писать в окончательных результатах соответствующие единицы измерения. Все обозначения электрических величин должны соответствовать ГОСТу.

          1.10 Введение должно содержать цель работы и методы анализа и расчета переходных процессов в электрических цепях. Слово «ВВЕДЕНИЕ» записывается прописными буквами в виде заголовка.

          1.11 Заключение (выводы) должно содержать анализ и оценку результатов работы.

          1.12 Курсовая работа должна быть сдана на проверку в срок, в соответствии с графиком учебного процесса. В случае нарушения срока сдачи РГР снижается итоговый балл за работу.  

2 Задание 1. Расчет переходных процессов в линейных электрических цепях классическим и операторным методами 

Электрическая цепь (рисунки 2.1  2.10), содержащая резистивные сопротивления, индуктивность и емкость, подключена к  постоянному источнику ЭДС и находится в установившемся режиме. В момент времени t=0 в цепи осуществляется коммутация путем замыкания или размыкания ключа и начинается переходный процесс.

Определить (согласно заданному варианту по таблице 2.2)  ток или напряжение в одной из ветвей электрической цепи после коммутации двумя методами:

а) классическим методом;

б) операторным методом.

         Построить график зависимости искомой величины (тока или напряжения) от времени, используя ЭВМ. График построить на интервале времени от 0 до 5 ( если корни характеристического уравнения вещественные) и от 0 до 5(если корни характеристического уравнения комплексно-сопряженные ).

         Номер схемы, значения параметров цепи и искомая величина приведены в таблицах 2.1-2.3. 

         Т а б л и ц а  2.1

Год поступления

Последняя цифра зачетной книжки

чётный

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

нечётный

0

9

8

7

6

5

4

3

2

1

№ схемы

2.10

2.8

2.9

2.5

2.6

2.7

2.4

2.2

2.3

2.1

Е, В

56

65

85

75

80

50

70

50

90

78

R1,Ом

74

70

120

80

100

64

110

90

56

60

          Т а б л и ц а  2.2

Год поступления

Предпоследняя цифра зачетной книжки

чётный

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

нечётный

0

9

8

7

6

5

4

3

2

1

L,мГн

20

45

25

50

30

36

28

40

26

32

R2,Ом

92

115

80

120

100

78

86

60

70

90

R3,Ом

110

80

90

94

74

64

70

120

100

68

Т а б л и ц а  2.3

 

Год поступления

Первая буква фамилии

чётный

БЛЦ

КХ

ВМЧ

ГНШ

ДОЯ

ЕПР

ЖСЗ

ТЭИ

УЮФ

АЩЫ

нечётный

КХ

ВМЧ

ГНШ

БЛЦ

ЕПР

ДОЯ

ТЭИ

ЖСЗ

АЩЫ

УЮФ

С, мкФ

2,0

4,0

2,8

3,5

3,0

2,5

1,5

2,8

1,8

3,6

R4,Ом

105

86

120

78

130

125

70

115

98

80

Искомая величина

 

  

                   Рисунок 2.1                                               Рисунок 2.2

  

                

                   Рисунок 2.3                                               Рисунок 2.4        

  

       

                   Рисунок 2.5                                               Рисунок 2.6

                                   

Рисунок 2.7                                      Рисунок 2.8

 

                      

                     Рисунок 2.9                                   Рисунок 2.1         0

  

3 Задание 2. Расчет переходных процессов в линейных электрических цепях с применением интеграла Дюамеля 

Заданную электрическую цепь отключить от источника постоянной ЭДС, индуктивность L или ёмкость С заменить короткозамкнутым участком (согласно заданному варианту, таблица 3.1). Полученная электрическая цепь в момент времени t=0 подключается к напряжению  (рисунок 3.1).

Требуется выполнить следующее:

а) нарисовать полученную электрическую цепь;

б) определить переходную функцию по напряжению или переходную проводимость  (согласно заданному варианту, таблица 3.1);

в) определить напряжение или ток в одной из ветвей электрической цепи с применением интеграла Дюамеля (согласно заданному варианту, таблица 3.1);

г) построить график зависимости найденного напряжения или тока от времени.

Значения  приведены в таблице 3.2, параметры цепи приведены в таблицах 2.1-2.3.

                                                        Рисунок 3.1

          Т а б л и ц а  3.1

Год поступления

Последняя цифра зачетной книжки

чётный

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

нечётный

0

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Заменить коротко-замкнутым участком

L

C

L

C

L

C

L

C

L

C

Переходная функция

h(t)

y(t)

y(t)

h(t)

y(t)

h(t)

y(t)

y(t)

h(t)

h(t)

Искомая величина

uC(t)

iL(t)

i2(t)

uL(t)

i3(t)

u1(t)

iC(t)

i2(t)

uC(t)

uL(t)

 Т а б л и ц а  3.2

Год поступления

Предпоследняя цифра зачетной книжки

чётный

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

нечётный

0

9

8

7

6

5

4

3

2

1

U,B

50

40

60

70

55

45

35

30

35

80

5000

3000

4000

2000

4500

3500

2500

4400

3800

4800

 4 Задание 3. Спектральный метод расчета переходных процессов в линейных электрических цепях 

Для электрической цепи, полученной в задании 2, и подключенной к источнику напряжения  (рисунок 3.1), выполнить следующее:

а)  определить спектральную плотность заданного напряжения  (рисунок 3.1), построить АЧХ и ФЧХ;

б) определить комплексную передаточную функцию цепи  или

, соответствующую спектральной плотности искомого напряжения или тока (таблица 4.1);

в) определить спектральную плотность искомого напряжения или тока 

( таблица 4.1);

г) по найденной спектральной плотности найти  напряжение или ток, согласно заданному варианту ( таблица 4.1)

д) сравнить найденные значения  напряжения  или тока спектральным методом и с применением интеграла Дюамеля.

Значения  приведены в таблице 3.2, параметры цепи приведены в таблицах 2.1-2.3.

 Т а б л и ц а  4.1

Год поступления

Последняя цифра зачетной книжки

чётный

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

нечётный

0

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Комплекс. передаточ.

функция

HC(jω)

YL(jω)

Y2(jω)

HL jω)

Y3(jω)

H1(jω)

YC(jω)

Y2(jω)

HC(jω)

HL jω)

Спектрал. плотность искомой величины

UC(jω)

IL(jω)

I2 (jω)

UL(jω)

I3 (jω)

U1(jω)

IC(jω)

I2(jω)

UC(jω)

UL(jω)

Искомая величина

uC(t)

iL(t)

i2(t)

uL(t)

i3(t)

u1(t)

iC(t)

i2(t)

uC(t)

uL(t)

 

 

Приложение  А

РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

 

 

Кафедра теоретических основ электротехники

 

 

 

 

 

Дисциплина ТЭЦ 2

Курсовая работа

(полное наименование работы)

 

 

 

 

 

Работа выполнена _____________________

(дата выполнения работы)

Студентом____________________________

(фамилия и инициалы)

Зачетная книжка №_____________________

 

Группа_______________________________

(шифр группы)

 

Отчет принят__________________________

(дата принятия отчета)

 

Преподаватель_________________________

(фамилия и инициалы)

 

 

 

 

Алматы 200…

 

 Список литературы

  1. Бакалов В.П., Дмитриков В.Ф., Крук Б.И. Основы теории цепей.- М.: Радио и связь, 2000.-592с.

 2. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей.-  М.: Энергоатомиздат, 1989.–528с.

 3.  Демирчян  К.С.,   Нейман  Л.Р.,   Коровкин  Н.В.,   Чечурин В.Л.

Теоретические основы электротехники. – т.1. – Санкт-Петербург: Питер, 2003.-463с.

 4.  Демирчян  К.С.,  Нейман Л.Р.,  Коровкин  Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники. – т.2. – Санкт- Петербург: Питер, 2003.-576с.

 5. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. – М.: Гардарики, 1999. – 638с.

 6. Шебес М.Р., Каблукова М.В. Задачник по теории линейных электрических цепей. - М.: Высш. шк., 1990.- 544с.

 7. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IВМ РС. Программа Electronics Workbench и её применение.-М.: Солон-Р, 1999.-506с.

           8.  Жолдыбаева З.И., Зуслина Е.Х., Коровченко Т.И. Теория электрических цепей  2. Конспект лекций. – Алматы: АИЭС, 2006.- 52с.

 

Содержание 

1 Требования к выполнению и оформлению курсовой работы…………………3

2. Задание 1.  Расчет переходных процессов в линейных электрических цепях классическим и операторным методами………………………………… ………4

3. Задание 2. Расчет переходных процессов в линейных электрических цепях с применением интеграла Дюамеля………………………………………………...6

4 Задание 3. Спектральный метод расчета переходных процессов в линейных электрических цепях…………………………………………………………….....8

Приложение А……………………………………………………………………...9

Список литературы……………………………………………………………….10