Расчетное задание по отц для потока эр-12 (3-й семестр)

1. 
   Изобразите приведенную в задании схему цепи. Отметьте и пронумеруйте ее узлы и главные контуры. Укажите на схеме выбранные условно-положительные направления и нумерацию токов ветвей и контурных токов главных контуров.
   
2. 
   Составьте и запишите системы уравнений цепи по методам контурных токов и узловых напряжений.
   
3. 
   Изобразите эквивалентные схемы замещения каждого из пассивных двухполюсников, входящих в состав цепи, считая их состоящими из последовательного соединения резистивного и реактивного элементов. Рассчитайте номинальные значения параметров этих элементов.
   
4. 
   Используя результаты пп. 2 и 3, рассчитайте комплексные амплитуды токов и напряжений каждой из ветвей заданной цепи. Проверьте выполнение первого закона Кирхгофа для каждого из узлов цепи и второго закона Кирхгофа для всех главных контуров цепи. Приведите письменные комментарии по результатам расчета.
   
5. 
   Постройте в масштабе векторные диаграммы токов для двух узлов цепи (первый узел – место соединения ветвей Z₂ и Z₅, второй узел – место соединения ветвей Z₃, Z₄ и Z₅) и напряжений для двух контуров (первый контур – ветви Z₂-Z₄-Z₅ , второй контур - ветви Z₃-Z₄-Z₆). При помощи диаграмм проиллюстрируйте выполнение I и II законов Кирхгофа. Дайте письменные комментарии.
   
6. 
   Рассчитайте комплексные мощности электромагнитного процесса на каждом из двухполюсников, входящих в состав цепи, и проверьте выполнение баланса активных и реактивных мощностей. Дайте по этому поводу письменные комментарии.
   
7. 
   Рассчитайте и постройте в масштабе амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики цепи для указанного выхода. При расчете считайте сопротивление Z₇ бесконечно большим (обрыв ветви), а сопротивление Z₈ — бесконечно малым (короткое замыкание ветви). Расчет проведите для двух значений сопротивления связи: для заданного значения Z₄ и для 2Z₄. Дайте письменные комментарии к результатам расчета.
   
8. 
   Изобразите принципиальную электрическую схему цепи с учетом упрощений, введенных в пункте 7, и с указанием типов элементов и номинальных значений их параметров. Рассчитайте обобщенные параметры каждого из двух колебательных контуров полученной упрощенной цепи (резонансную частоту, добротность, полосу пропускания, резонансное сопротивление) и коэффициент связи контуров. Сделайте выводы по результатам расчета.
   

E

E

1. 
   Изобразите схему исследуемой цепи. На схеме укажите обозначения всех двухполюсников (Z_n) цепи и выбранные условно-положительные направления токов всех ее ветвей. Пронумеруйте узлы цепи. При нумерации токов ветвей ориентируйтесь на номер включенного в данную ветвь элемента. Отметьте и пронумеруйте главные контуры цепи и укажите направления обхода каждого из них. Приведите таблицу с заданными для вашего варианта значениями параметров цепи и входного воздействия.
   
2. 
   Составьте и запишите системы уравнений цепи по методу контурных токов (МКТ) и методу узловых напряжений (МУН). Считайте при этом формально токи и напряжения ветвей цепи постоянными, а двухполюсники Z_n – резистивными.
   
3. 
   Используя алгебраическую форму записи комплексных сопротивлений двухполюсников цепи, найдите последовательные эквивалентные схемы замещения каждого из двухполюсников. По заданным значениям комплексных сопротивлений на частоте _o определите параметры этих эквивалентных схем (R,L,C).
   
4. 
   Используя результаты п.2, запишите системы уравнений цепи по МКТ и МУН для гармонического воздействия в комплексной форме. Проведите расчет комплексных амплитуд токов и напряжений ветвей цепи одним из изученных методов анализа сложных цепей (МКТ или МУН) на заданной частоте _o. Результаты расчета представьте в алгебраической и экспоненциальной форме записи комплексных чисел и сведите в таблицу. Приведите числовые выражения, показывающие выполнение законов Кирхгофа для найденных значений токов и напряжений.
   
5. 
   Постройте векторные диаграммы токов и напряжений в соответствии с заданием, изображая складываемые векторы в виде непрерывной цепочки: последующий вектор выходит из конца предыдущего. При построении диаграмм используйте одинаковые масштабы по осям абсцисс и ординат. Сделайте на основании полученных диаграмм выводы о соответствии результатов расчета законам Кирхгофа.
   
6. 
   Используя результаты п.4, рассчитайте комплексные мощности электромагнитного процесса на каждом из двухполюсников цепи, включая источник. Запишите условие баланса мощностей в схеме в общем виде и для полученных числовых значений, представив эти комплексные значения в алгебраической форме записи. Сделайте вывод о том, на что расходуется мощность источника питания в данной схеме.
   
7. 
   Используя методы эквивалентных преобразований, получите выражение для комплексного коэффициента передачи упрощенной цепи в виде дробно-рациональной функции. Запишите выражения для модуля и фазы коэффициента передачи как функций частоты. Проведите расчет значений модуля и фазы коэффициента передачи цепи в полосе частот от _o—0.05_ до _+0.05_ для двух значений сопротивления Z₄. Постройте амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики цепи в указанной полосе частот не менее чем по 15 рассчитанным точкам. Для сравнения между собой характеристик, рассчитанных для разных значений сопротивления связи Z₄, постройте их на одних и тех же рисунках (на одном рисунке – две АЧХ, на другом – две ФЧХ). Сделайте выводы об избирательных свойствах цепи.
   
8. 
   Используя найденные в п.3 последовательные схемы замещения двухполюсников цепи, изобразите принципиальную электрическую схему цепи с учетом упрощений, введенных в п.7 задания, и с указанием типов элементов и номинальных значений их параметров. По обычным правилам рассчитайте обобщенные параметры каждого из отдельно взятых колебательных контуров системы (резонансную частоту, добротность, полосу пропускания, резонансное сопротивление) и коэффициент связи контуров. Сделайте выводы по полученным результатам.
   

ЛИТЕРАТУРА