Расчет цепи постоянного тока

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ № 1

по курсу «Электротехника и электроника»

РАСЧЕТ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

вариант 16

Исполнитель: Руководитель:

студент Мурашёв И.А. Артамонов А.Т.

группа ЭП-41

Москва 2003

Задание

кирхгоф ток вольтметр мощность

Для схемы 1:

Написать по законам Кирхгофа систему уравнений для определения неизвестных токов и ЭДС в ветвях схемы .

Определить неизвестные токи и ЭДС в ветвях схемы методом контурных токов.

Составить баланс мощностей для исходной схемы.

Определить напряжения, измеряемые вольтметрами.

Методом эквивалентного источника напряжения определить ток во второй ветви (где R2 и Е2), а также найти величину и направление ЭДС, которую надо дополнительно включать в эту же ветвь, чтобы ток в ней увеличился в 2 раза и изменил свое направление.

Указание: ЭДС эквивалентного источника напряжения определить из расчета режима холостого хода второй ветви; расчет токораспределения в оставшейся части схемы выполнить методом узловых потенциалов; входное сопротивление эквивалентного источника определить методом преобразования схемы.

Выполнить моделирование в программе Electronic WorkBench.

Параметры схемы приведены в таблице 1.

Таблица 1

На преобразованной схеме пронумерованы узлы (1-3), обозначены выбранные направления токов I2, I3, I4, I5, (I1, J - заданы) в ветвях и контурных токов I`1, I`2, I`3, а также направление обхода контуров (по часовой стрелке). А также J преобразована в E`1.

Задание 1

Написать по законам Кирхгофа систему уравнений для определения неизвестных токов и ЭДС в ветвях схемы и решить её.

5. Решим систему из 5-ти уравнений в программе Mathcad при помощи функции Given и найдём значения токов I2, I3, I4, I5, и ЭДС Е1:

E1 = 44,743 [B]

I2 = -7,6 [A]

I3 = 3,429 [A]

I4 = -9,6 [A]

I5 = -1,429 [A]

Также для решения можно использовать матрицы:

I2 = -7,6 [A]

I3 = 3,429 [A]

I4 = -9,6 [A]

I5 = -1,429 [A]

E1 = 44,743 [B]

Задание 2

Определить неизвестные токи и ЭДС в ветвях схемы методом контурных токов.

Зная контурные токи, найдём значения токов I2, I3, I4, I5. Мы знаем, если по сопротивлению протекает несколько контурных токов, то ток в данной ветви равен алгебраической сумме контурных токов. Отсюда:

I2 = I`2= -7,6 [A]

I3 = I`1-I`3= 3.429[A]

I4 = I`3=-9,6 [A]

I5 = I`2-I`1= -1.429 [A]

E1 = 44,743 [B]

Задание 3

Составить баланс мощностей для исходной схемы.

Задание 4

Определить напряжения, измеряемые вольтметрами.

1. Рассмотрим фрагмент цепи, к которому подключен первый вольтметр.

2. Рассмотрим фрагмент цепи, к которому подключен второй вольтметр.

Задание 5

Методом эквивалентного генератора определить ток во второй ветви (E2, R2), а также найти величину и направление ЭДС, которую надо дополнительно включать в эту же ветвь, чтобы тое в ней увеличился в 2 раза и изменил свое направление. Примечание: ЭДС эквивалентного источника напряжения определить из расчета режима холостого хода второй ветви; расчет токораспределения в оставшейся части схемы выполнить методом узловых потенциалов; входное сопротивление эквивалентного источника определить методом преобразования схемы.

Разобьём схему 2 на две части: 1- веточка с током I2 ; 2- вся остальная схема.

1. Найдём Rэкв относительно точек 1 и 3 (источники ЭДС закорочены, источники тока оборваны, R2 в расчет не принимается).

Rэкв= 2.85[Ом]

2. Расчет Еэкв с помощью метода узловых потенциалов. Для этого представим все источники ЭДС в виде источников тока.

Eэкв= Uxx= 3 - 1

Узел 1 - базовый: 1 = 0.

Потенциалы точки 3: 3= -12,06 [B]

Eэкв = 3 - 1 = -12,06 - 0 =-12,06 [B]

3. Расчет тока I2.

Задание 6

Выполнить моделирование в программе Electronic WorkBench.

В работе всё моделирование выполнено в программе Electronic WorkBench 6.0.

Сводная таблица результатов.

Размещено на Allbest.ru