Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ОмГТУ)

Кафедра «Автоматизированные системы обработки информации и управления»

ОТЧЕТ ПО РГР

по дисциплине «Электротехника и электроника»

по теме: “Расчет электрической цепи”

Выполнил:

Н.С. Игнатов

Принял:

Г.В. Никонова

Омск 2005

1. Исходные данные и постановка задачи

1) R1 = 470 Ом

2) R2 = 1 кОм

3) R3 = 51 Ом

4) R4 = 230 Ом

5) R5 = 5 кОм

6) R6 = 100 Ом

7) U1 = 10 В

8) U2 = 1 В

9) Расчет токов ветвей провести методом контурных токов

Схема 1.

2. Аналитическое решение

В данной расчетно-графической работе необходимо провести расчет токов ветвей методом контурных токов по приведенной схеме, с данными параметрами входящих в нее электронных элементов.

Краткое описание метода контурных токов.

При определении токов и напряжений в отдельных ветвях цепи с nв- ветвями по законам Кирхгофа в общем случае необходимо решить систему из nв уравнений. Для снижения числа решаемых уравнений и упрощения расчетов используют метод контурных токов.

Метод контурных токов позволяет снизить число решаемых уравнений до числа независимых контуров, определяемых равенством nx = nв - ny + 1. В его основе лежит введение в каждый контур условного контурного тока iк, направление которого обычно выбирают совпадающим с направлением обхода контура. При этом для контурного тока будут справедливы ЗТК и ЗНК. В частности, для каждого из выделенных контуров можно составить уравнения по ЗНК.

В данной резистивной цепи можно выделить три контурных тока: iк1, iк2, iк3.

Обход контуров был выбран по часовой стрелки.

Для контурных токов этой схемы можно записать уравнения по ЗНК в виде. ток напряжение электрический заряд

-Uг1 + (R3 + R5 +R1) iк1 - R3 iк2 - R5 iк3 = 0

Uг2 + (R2 + R3 +R4) iк2 - R3 iк1 - R2 iк3 = 0 (1.1)

-Uг2 + (R6 + R5 +R2) iк3 - R5 iк1 - R2 iк2 = 0

-Uг1 (R3 + R5 +R1) iк1 - R3 iк2 - R5 iк3 = 0

Uг2- R3 iк1 + (R2 + R3 +R4) iк2 - R2 iк3 = 0 (1.2)

-Uг2- R5 iк1 - R2 iк2 + (R6 + R5 +R2) iк3 = 0

Перенеся Uг1 и Uг2 в правую часть системы получили каноническую форму записи уравнений по методу контурных токов.

(R3 + R5 +R1) iк1 - R3 iк2 - R5 iк3 = Uг1

- R3 iк1 + (R2 + R3 +R4) iк2 - R2 iк3 = -Uг2 (1.3)

- R5 iк1 - R2 iк2 + (R6 + R5 +R2) iк3 = Uг2

R11 iк1 - R12 iк2 - R13 iк3 = Uг1

-R21 iк1 + R22 iк2 - R23 iк3 = -Uг2 (1.4)

-R31 iк1 - R32 iк2 + R33 iк3 = Uг2

Где R11= R3 + R5 +R1; R12 = R3; R13 = R5; R21 = R3; R22 = R2 + R3 +R4; R23 = R2; R31 = R5; R32 = R2; R33 = R6 + R5 +R2.

Собственные или контурные сопротивления I, II и III контуров соответственно:

R11= R3 + R5 +R1

R22 = R2 + R3 +R4

R33 = R6 + R5 +R2

Решая систему уравнений, найдем величины контурных токов:

iк1 = ?1/?R

iк2 = ?2/?R

iк3 = ?3/?R

5521 -51 -5000

?R = -51 1281 -1000 = 5069779968

-5000 -1000 6100

Определитель ?n находится путем замены n-го столбца в ?R правой частью системы (1.4).

10 -51 -5000

?1 = -1 1281 -1000 = 69285904

1 -1000 6100

5521 10 -5000

?2 = -51 -1 -1000 = 50208900

-5000 1 6100

 5521 -51 10

?3 = -51 1281 -1 = 65853800

-5000 -1000 1

Контурные токи:

iк1 = 69285904/5069779968 = 0,013666А = 13,666мА

iк2 = 50208900/5069779968 = 0,009903А = 9,903мА

iк3 = 65853800/5069779968 = 0,012989А = 12,989мА

Следовательно, токи ветвей равны:

i1 = iк1 = 0,013666А = 13,666мА

i2 = iк2 - iк3 = 0,003086А = 3,086 мА

i3 = - iк2 + iк1 = 0,003763А = 3,763 мА

i4 = iк2 = 0,009903А = 9,903 мА

i5 = iк1 - iк3 = 0,000677А = 0,677 мА

i6 = iк3 = 0,012989А = 12,989 мА

3. Расчет токов при помощи Micro-Cap 7.0

При помощи ППП для моделирования аналоговых схем ( Micro-Cap 7.0 ) была построена схема 1.

Далее был проведен анализ схемы.

Программа Micro-Cap 7.0 сама произвела расчеты токов ветвей и выдала результаты:

i1 = 13.666mA

i2 = 3.086mA

i3 = 3.763mA

i4 = 9.904mA

i5 = 0.676mA = 676mkA

i6 = 12.989mA

Схема 2.

4. Оценка погрешности

Абсолютная погрешность ? = Iрас - Iмод

Относительная погрешность S = ? / Iмод * 100%

Заключение

Целью расчетно-графической работы является расчет токов ветвей методом контурных токов.

В процессе работы проводилось построение схемы, аналитическое решение, последующее написание и отладка программы для расчета токов ветвей методом контурных токов, проверка решения с помощью ППП для моделирования аналоговых схем (Micro-Cap 7.0).

Список использованных источников

1 Основы теории электрических цепей и электроники / В.П. Бакалов, А.Н.Игнатов, Б.И. Крук - Москва: Изд-во Радио и связь, 1989. - 528 с.

2 Электротехника и электроника: конспект лекций / А.В. Никонов. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. - 84 с.

3 С++ : учебные курс / Т.А. Павловская. - СПБ: Питер, 2005. - 461 с.

Приложение

Листинг программы

//---------------------------------------------------------------------------

#include <vcl.h>

#pragma hdrstop

#include "Unit1.h"

//---------------------------------------------------------------------------

#pragma package(smart_init)

#pragma resource "*.dfm"

TForm1 *Form1;

//---------------------------------------------------------------------------

__fastcall TForm1::TForm1(TComponent* Owner)

: TForm(Owner)

{

}

//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender)

{

float dellR, delI1, delI2, delI3, R1, R2, R3, R4, R5, R6, V1, V2;

if ( ((Edit1->Text).Length() == 0) || ((Edit2->Text).Length() == 0) ||

((Edit3->Text).Length() == 0) || ((Edit4->Text).Length() == 0) ||

((Edit5->Text).Length() == 0) || ((Edit6->Text).Length() == 0) ||

((Edit7->Text).Length() == 0) || ((Edit8->Text).Length() == 0))

{

ShowMessage("Введены не все значения");

return;

};

R1 = StrToFloat(Edit1->Text);

R2 = StrToFloat(Edit2->Text);

R3 = StrToFloat(Edit3->Text);

R4 = StrToFloat(Edit4->Text);

R5 = StrToFloat(Edit5->Text);

R6 = StrToFloat(Edit6->Text);

V1 = StrToFloat(Edit7->Text);

V2 = StrToFloat(Edit8->Text);

dellR = (R3+R5+R1)*(R2+R3+R4)*(R6+R5+R2)+(-R3)*(-R2)*(-R5)+(-R3)*(-R2)*(-R5)-

((-R5)*(R2+R3+R4)*(-R5)+(-R2)*(-R2)*(R3+R5+R1)+(-R3)*(-R3)*(R6+R5+R2));

delI1 = V1*(R2+R3+R4)*(R6+R5+R2)+(-V2)*(-R2)*(-R5)+(-R3)*(-R2)*V2-

((-R5)*(R2+R3+R4)*V2+(-R2)*(-R2)*V1+(-V2)*(-R3)*(R6+R5+R2));

delI2 = (R3+R5+R1)*(-V2)*(R6+R5+R2)+V1*(-R2)*(-R5)+(-R3)*V2*(-R5)-

((-R5)*(-V2)*(-R5)+(-R2)*V2*(R3+R5+R1)+(-R3)*V1*(R6+R5+R2));

delI3 = (R3+R5+R1)*(R2+R3+R4)*V2+(-R3)*(-R2)*V1+(-R3)*(-V2)*(-R5)-

(V1*(R2+R3+R4)*(-R5)+(-V2)*(-R2)*(R3+R5+R1)+(-R3)*(-R3)*V2);

Edit9->Text = FloatToStr(delI1/dellR); //I1

Edit12->Text = FloatToStr(delI2/dellR); //I4

Edit14->Text = FloatToStr(delI3/dellR); //I6

Edit10->Text = FloatToStr(delI2/dellR-delI3/dellR); //I2

Edit11->Text = FloatToStr(delI1/dellR-delI2/dellR); //I3

Edit13->Text = FloatToStr(delI1/dellR-delI3/dellR); //I5

}

//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::N1Click(TObject *Sender)

{

Form1->Close();

}

//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::N3Click(TObject *Sender)

{

ShowMessage("Расчет токов ветвей методом контурных токов. Сопротивление указывается в Ом'ах. Источники питания в Вольтах.");

}

//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::Edit1KeyPress(TObject *Sender, char &Key)

{

if ( ( Key >= '0') && ( Key <= '9' ) )

return;

if ( Key == DecimalSeparator)

{

if ( (Edit1->Text).Pos(DecimalSeparator) != 0 )

Key = 0;

return;

}

if (Key == VK_BACK)

return;

if ( Key == VK_RETURN)

{

Edit2->SetFocus();

return;

};

Key = 0;

}

//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::Edit2KeyPress(TObject *Sender, char &Key)

{

if ( ( Key >= '0') && ( Key <= '9' ) )

return;

if ( Key == DecimalSeparator)

{

if ( (Edit1->Text).Pos(DecimalSeparator) != 0 )

Key = 0;

return;

}

if (Key == VK_BACK)

return;

if ( Key == VK_RETURN)

{

Edit2->SetFocus();

return;

};

Key = 0;

}

//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::Edit3KeyPress(TObject *Sender, char &Key)

{

if ( ( Key >= '0') && ( Key <= '9' ) )

return;

if ( Key == DecimalSeparator)

{

if ( (Edit1->Text).Pos(DecimalSeparator) != 0 )

Key = 0;

return;

}

if (Key == VK_BACK)

return;

if ( Key == VK_RETURN)

{

Edit2->SetFocus();

return;

};

Key = 0;

}

//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::Edit4KeyPress(TObject *Sender, char &Key)

{

if ( ( Key >= '0') && ( Key <= '9' ) )

return;

if ( Key == DecimalSeparator)

{

if ( (Edit1->Text).Pos(DecimalSeparator) != 0 )

Key = 0;

return;

}

if (Key == VK_BACK)

return;

if ( Key == VK_RETURN)

{

Edit2->SetFocus();

return;

};

Key = 0;

}

//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::Edit5KeyPress(TObject *Sender, char &Key)

{

if ( ( Key >= '0') && ( Key <= '9' ) )

return;

if ( Key == DecimalSeparator)

{

if ( (Edit1->Text).Pos(DecimalSeparator) != 0 )

Key = 0;

return;

}

if (Key == VK_BACK)

return;

if ( Key == VK_RETURN)

{

Edit2->SetFocus();

return;

};

Key = 0;

}

//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::Edit6KeyPress(TObject *Sender, char &Key)

{

if ( ( Key >= '0') && ( Key <= '9' ) )

return;

if ( Key == DecimalSeparator)

{

if ( (Edit1->Text).Pos(DecimalSeparator) != 0 )

Key = 0;

return;

}

if (Key == VK_BACK)

return;

if ( Key == VK_RETURN)

{

Edit2->SetFocus();

return;

};

Key = 0;

}

//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::Edit7KeyPress(TObject *Sender, char &Key)

{

if ( ( Key >= '0') && ( Key <= '9' ) )

return;

if ( Key == DecimalSeparator)

{

if ( (Edit1->Text).Pos(DecimalSeparator) != 0 )

Key = 0;

return;

}

if (Key == VK_BACK)

return;

if ( Key == VK_RETURN)

{

Edit2->SetFocus();

return;

};

Key = 0;

}

//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::Edit8KeyPress(TObject *Sender, char &Key)

{

if ( ( Key >= '0') && ( Key <= '9' ) )

return;

if ( Key == DecimalSeparator)

{

if ( (Edit1->Text).Pos(DecimalSeparator) != 0 )

Key = 0;

return;

}

if (Key == VK_BACK)

return;

if ( Key == VK_RETURN)

{

Edit2->SetFocus();

return;

};

Key = 0;

}

//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::N4Click(TObject *Sender)

{

ShowMessage ("Программа к расчетно-графической работе по ЭТиЭ. Выполнил Игнатов Н.С. ИВТ-264.");

}

//---------------------------------------------------------------------------

Размещено на Allbest.ru