Разработка сменного модуля для изучения соединения типа "Звезда"

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему:

«Разработка сменного модуля для изучения

соединения типа «Звезда»»

Чита 2009

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Четырехполюсники и их уравнения

1.2 Режимы четырехполюсников

1.3 Коэффициенты четырехполюсников

2. Практическая часть

2.1 Проектирование модуля

2.2 Изготовление модуля

3. Расчетная часть

Литература

Введение

Целью данной курсовой работы является проектирование и изготовление сменного модуля для проведения лабораторных работ по изучению соединения типа «звезда».

На практике часто встречаются соединения элементов, которые нельзя свести только к последовательному или параллельному соединению. Примером подобного соединения являются соединения многолучевой звездой и многоугольником. Наиболее часто встречаются случаи трёхлучевой звезды и треугольника.

В данной работе соединение трёхлучевой звездой реализовано в симметричном Т-образном четырехполюснике (рис. 1.1).

Рис. 1.1

1. Теоретическая часть 1.1 Четырехполюсники и их уравнения

Рис. 1.2

Условное изображение четырехполюсника показано на рис. 1.2. Одну пара выводов из четырех назовем первичной, а другую вторичной и обозначим соответственно цифрами 1–1' и 2–2'. Для расчета режима выберем положительные направления напряжений и токов, показанные на рис. 1.2.

Будем считать, что источники питания, приемники и любые участки цепи с парными выводами могут присоединяться только к выводам четырехполюсника, которые обозначены одинаковыми цифрами. Такие четырехполюсники называют проходными.

Все четырехполюсники подразделяются на две группы: пассивные и активные. В пассивных четырехполюсниках нет зависимых или независимых источников напряжения (ЭДС) или тока, активные четырехполюсники содержат зависимые или независимые источники.

Для исследования четырехполюсников необходимо, прежде всего, установить зависимости между четырьмя величинами, определяющими режим его работы: напряжениями и токами на первичных и вторичных выводах.

Зависимости между двумя напряжениями и двумя токами, определяющими режим на первичных и вторичных выводах, могут быть записаны в различной форме. Если считать две из указанных величин заданными, то две другие величины будут связаны с ними системой двух уравнений, которые называются уравнениями четырехполюсника.

Рис. 1.3

 

Рис. 1.4

 

Например, если к вторичным выводам четырехполюсника подключен приемник с сопротивлением нагрузки Z_2н, а к первичным – источник ЭДС Е₁ (рис. 1.3), то при заданном напряжении на выводах приемника U₂ и токе  можно определить необходимое напряжение источника питания на первичных выводах U₁=E₁ и ток источника I₁ по уравнению типа А:

;

,

или в матричной форме

,

где  и  – матрицы-столбцы напряжения и тока соответственно на первичных и вторичных выводах;

 – квадратная матрица коэффициентов.

В этих уравнениях коэффициенты A₁₁, А₁₂, А₂₁, А₂₂ определяют сам четырехполюсник и зависят от схемы соединения и параметров составляющих четырехполюсник элементов электрической цепи; A₁₁ и А₂₂ – безразмерные коэффициенты; A₁₂ имеет размерность сопротивления, а А₂₁ – проводимости.

Всего можно записать шесть различных по форме, но по существу эквивалентных, т.е. математически равносильных, пар уравнений (число сочетаний из четырех по два).

Уравнения типа Y

или

, где все коэффициенты – проводимости.

Уравнения типа Z

или

 с коэффициентами – сопротивлениями.

Уравнения типа H

или

с коэффициентами, размерность которых, как и в первых трёх системах уравнений, непосредственно следует из самой записи уравнений.

Уравнения типа G

или

.

Уравнения типа B

или

.