电容元件在正弦稳态电路中的阻抗特性研究开题报告

 2022-12-08 10:08:43

1. 研究目的与意义

1、研究背景

电路从一个状态转换到另一个状态被称为过渡过程。电路的过渡过程往往是非常短暂的,因此电路在过渡过程中的工作状态常被称为暂态。随着时间的增长,当暂态响应消失,电路中的电压和电流达到稳定值,这样的工作状态被称为稳态。如果电路的激励恰好是正弦量,那么此时的电路状态被称为“正弦稳态”。正弦稳态电路是非常重要的一种电路形态,许多实际电路,比如电力传输系统、电工技术中的电路问题其实都可以归结为正弦稳态电路的分析。许多电气、电子设备的设计和性能指标也往往是按正弦稳态考虑的。电工技术和电子技术中的非正弦周期信号可以分解为频率成整数倍的正弦函数的无穷级数,这类问题也可以应用正弦稳态分析方法处理。

2、研究目的

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2. 研究内容与预期目标

1、研究内容

(1)电容器的基本属性———储能及其基本工作方式———充放电,具有非常直观的物理意义. 我们认为,如果能够果紧紧抓住电容器的充放电,证明储能元件在正弦交流稳态电路中的性质和表现,与在直流动态电路中的性质和表现,具有高度相似性且基于相同的物理现象,那么将对揭示正弦稳态电抗的本质,使学习者接受和掌握正弦稳态电抗概念起到帮助.

(2) 以正负交替方波激励下的稳态 RC电路为对象,针对电容器在该激励稳态下电流受抑制的现象,通过数学推导和仿真实验,研究分析电容电流的表现与周期的关系.以期学习者对储能元件在周期稳态下的电流或电压表现形成感性认识, 并对电流或电压表现与周期大小的关系有所领悟. 研究方法是数学推导和采用 NIMultisim 软件进行仿真实验.

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3. 研究方法与步骤

(1)采用经典的“相量法”来研究电容元件的阻抗,推导出阻抗公式;

(2)以交流方波激励下的稳态一阶R-C电路为对象,针对电容元件在该激励稳态下电流受抑制的现象,通过数学推导和仿真实验,研究分析电容电流的表现与周期的关系;

(3)把电容在动态电路过渡过程中的表现和性质,与其在正弦交流电路稳态中的表现和性质,给出基于相同物理本质——储能和充放电的解释;

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4. 参考文献

[1] [1]邱关源,罗先觉.电路(第5版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2] [2]C. K. Alexandar, M. N. O. Sadiku. Fundamentals of Electric Circuits[M].北京:清华大学出版社,2000.

[3] [3]狄苏尔. C. A.,葛守仁.电路基本理论[M].北京:人民教育出版社,1979.

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5. 工作计划

1、1月9日~1月20日 选择毕业设计课题,了解课题内容及相关技术要求;

2、3月14日~3月21日 按任务书要求撰写并提交开题报告;

3、3月21日~3月30日 课题调研、收集、查阅和学习科技文献资料,掌握与设计课题相关的C语言、H.263视频编码方案及多描述编码理论基础知识的学习;

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