Анализ установившихся и переходных режимов в линейных электрических цепях

Цель курсовой работы – закрепить теоретический материал, научиться

приемам и методам познавательной деятельности, умению обобщать и

вырабатывать навыки творческого мышления и самостоятельной работы.

Умение правильно использовать компьютер становится важным показателем

работы специалиста. При работе над курсовой применена персональная ЭВМ

(ПЭВМ). Оформление отчета выполнено в Word. Схемы цепи вычерчивались в

графическом редакторе. Для расчетов и построения графиков использовали

систему компьютерной математики MathCAD.

Описание схемы

Предметом курсовой работы является исследование электрической цепи,

структурная и функциональная схемы которой показаны на рис. 1 и 2

соответственно.

Рисунок 1 – Структурная схема электрической цепи

Рисунок 2 ‒ Функциональная схема электрической цепи.

4

Схема источника гармонических колебаний состоит из

источников ЭДС и тока одинаковой частоты и пассивных

элементов разного характера, соединенных определенным

образом. Роль первичной обмотки линейного трансформатора

(ТР) выполняет одна из индуктивностей Ln, входящих в состав

источника. При этом последовательно с индуктивностью не

должен быть включен источник тока, и ток в этой ветви не равен

нулю. Линейный (воздушный) трансформатор имеет две

вторичные обмотки Lp и Lq.

Напряжение u1 вторичной обмотки Lp ТР подается на вход

повторителя, собранного на операционном усилителе (ОУ) DA1.

Ориентировочные параметры такого усилителя следующие:

Rвх ≥ 0,5 мОм; Rвых ≤ 100 Ом; µ0 ≥ 5∙104

; fв = 20 мГц;

где µ0 ‒ коэффициент усиления по напряжению, а fв –

верхняя рабочая частота. Такой ОУ используется не для

получения усилительного эффекта, а для передачи

электрическим цепям особых свойств, получить которые без него

сложно или невозможно. Для работы ОУ к нему необходимо

подвести постоянное питающее напряжение равное U = ±10…15

В.

Напряжение во вторичной обмотке Lq ТР подается на

инвертирующий вход компаратора – порогового элемента,

преобразующего гармоническое (синусоидальное) колебание в

разнополярные импульсы прямоугольной формы:

U4=10 В при u2<0,

U4= –10 В при u2>0.

Компаратор собран на ОУ DA2 с разомкнутой

5

отрицательной обратной связью (ООС). В цепи без ООС

коэффициент усиления ОУ оказывается чрезвычайно большим и

синусоидальный сигнал преобразуется в прямоугольный.

Следует обратить внимание, что напряжения u1 и u2 находятся в

противофазе, а напряжению u3> 0 соответствует U4 = 10 В. Токи

во вторичных обмотках трансформатора ТР для идеальных ОУ

(Rвх → ∞) равны нулю, поэтому нагрузка трансформатора

никакого влияния на активный двухполюсник не оказывает.

Переключатель Кл позволяет подключить заданную схему

четырехполюсника любо к выходу повторителя, либо к выходу

компаратора. Переключение из одного положения в другое

происходит