ID: 1451

Название работы: Расчет электрических цепей

Категория: Практическая работа

Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Описание: Расчет параметров эквивалентного источника. Расчет электрических цепей постоянного тока. Расчет электрических цепей переменного тока. Расчет резонансных схем.

Язык: Русский

Дата добавления: 2013-01-06

Размер файла: 298 KB

Работу скачали: 51 чел.

УО ПГУ

Полоцкий государственный университет

Расчетно-графическая работа №1

Выполнил: студент ФИТ

группы 10ВС Шлапков Андрей

Проверил:  Калинцев С.В.

Полоцк 2011

Содержание:

Задание 1. Расчет параметров эквивалентного источника                - 3ы

Задание 2. Расчет электрических цепей постоянного тока               - 5

Задание 3. Расчет электрических цепей переменного тока                - 10

Задание 4. Расчет резонансных схем                                                       - 13

Список используемой  литературы                                                         - 16

Задание 1

Расчет параметров эквивалентного источника

Для схемы, приведенной на рис. 1.1, требуется рассчитать значения параметров эквивалентных источников напряжения rи и Eи по отношению к зажимам a и b. Значения параметров элементов схем приведены в табл. 1.1

Значения параметров элементов схем
Сопротивления, Ом					Токи, А			Напряжение, В
R1	R2	R3	R4		J1	J2		E1	E2
30	10	20	20	6		4	0		0

Табл. 1.1

Рис.1.1

Расчетная часть

R32 = R3R4/R3+R4=400/40=10 Ом

Преобразуем схему к виду:

Рис.1.2

Преобразуем схему к виду:

E1=J1R1=6*10=60В

E2=J2R1=4*30=120В

                        Рис. 1.3

Далее можно преобразовать схему к виду:

Rобщ = R1 + R2 + R34  = 30+10+10=50 Ом

Eобщ=E1+E2=120+60=180В

Задание 2. Расчет электрических цепей постоянного тока.

Для схемы, представленной на рис.2.1, определить токи в каждой ветви, составить баланс мощностей, построить потенциальную диаграмму для контура, содержащего не менее двух ЭДС. Задачу решить с помощью законов Кирхгофа, а также методами контурных токов, узловых напряжений и эквивалентного генератора. Результат проверить путем составления баланса мощностей.

Рис.2.1

E1, B	E2, B	E3, B	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	R4, Ом	R5, Ом	R12, Ом
80	120	100	0.3	0.4	0.5	5	3.5	5

Табл.2.1

Расчетная часть

Найдем токи, методом контурных токов:

Выберем направление обхода по часовой стрелке и составим систему уравнений

I1(R1+R4+R2)-I2R2=E1+E2

I2(R2+R12)-I3R12=-E2

I3(R3+R5+R12)-I2R12=-E3

Подставим значения:

Решив данную систему в MathCAD получим следующие значения:

I1=30.3895

I2=-66.949

I3=-48.305

Находим исходные токи

I1=i1=i4=30.38 A

I3=i3=i5=48.305 A

i2=I1-I2=97.3385 A

i12=I2-I3=-18.644 A

Найдем токи, методом узловых потенциалов:

Пусть потенциал в точке 0 будет равен 0. Тогда схема будем иметь вид.

Находим потенциал в точке 1:

-264.91+3.0886φ1=0

φ1=85.77025 В

Находим токи в цепи:

I1=  =  = 31.2774 А

I2=  =

I3=  =

I2=  =

Найдем токи, по законам Кирхгофа:

Cоставим систему уравнений, состоящую из 4 неизвестных. По 1 закону Кирхгофа мы имеем уравнение:

I2+I4-I2-I3=0

По 2 закону Кирхгофа мы получим следующую систему:

I1(R1+R4)+I2R2=E1+E2

I3R12-I2R2=-E2

I4(R3+R5)+I3R12=E3

Решаем систему уравнений

Решив данную систему в MathCAD получим следующие результаты:

I1=30.7183

I2=92.9816

I3=-16.5614

I4=45.7018

Найдем токи, методом эквивалентного генератора:

Ветвь с резистором R12 разрываем и заменяем зажимами:

Преобразуем цепь в данный вид:

Все расчеты проводим в системе MathCAD:

Следовательно токи равны:

I1= 31.7402

I2=92.9816

I3=- 18.5428

I4= 45.8550

Погрешность при сравнении 4 методов  меньше 5%.

Результат проверим путем составления баланса мощностей

Имеем погрешность 14%.

Построим потенциальную диаграмму:

φa=0

φb=φa-I1R1=0-9.215=-9.215

φc= φb+E1=-9.215-80=70.785

φd= φc-I1R4=-82.8065

φf= -φd+E2=37.1935

φz= φf-I2R2=-34.229+37.1435=2.9145

Задание 3. Расчет электрических цепей переменного тока

Для схемы электрической цепи, приведенной на рис.3.1, выполнить следующее:

1)рассчитать комплексы действующих значений токов во всех ветвях, воспользовавшись методом контурных токов;

2)построить топографическую диаграмму комплексных потенциалов точек схемы, совмещенную с векторной диаграммой токов;

3)составить баланс активных и реактивных мощностей.

Рис.3.1

E1				E2			L1, мГн	С1, мкФ		С2, мкФ	L3, мГн	С3, мкФ	R2, Ом
Амплитуда, В	f, Гц	φ, град.	Амплитуда, В		f, Гц	φ, град.
180	60	100	141		50	0	22		72	7	39	14	70

Табл.3.1

Расчетная часть

Все расчеты проводим в системе MathCAD:

Где Ik1, Ik3, Ik2 – контурные токи в соответствующих узлах.

Составим баланс активных и реактивных мощностей. Все расчеты проводим в системе MathCAD.

Мощности S1, S2 равны.

Построим топографическую диаграмму комплексных потенциалов:

Построим векторную диаграмму токов:

Задание 4. Расчет резонансных схем

Для схемы, приведенной на рис. 4.1, требуется определить резонансные частоты и построить график частотной характеристики входного сопротивления (или входной проводимости). Параметры схемы имеют значения, приведенные в табл.4.1, где L0=1 мГн,  C0=1мкФ.

Рис.4.1

L1/L0	L2/L0	L3/L0	C1/C0	C2/C0	C3/C0
7	5	2	6	5	1

Табл.4.1

Расчетная часть

Нам нужно преобразовать схему в несколько шагов:

1)

2)

3)

4)

Все расчеты проводим в системы MathCAD.

График частотной характеристики входного сопротивления:

Список используемой  литературы:

1.  Стафеев, А.В. Электротехника : учеб. пособие / А. В. Стафеев. – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2006
2.  Бессонов, Л.А. Сборник задач по теоретическим основам электротехники / Л.А. Бессонов. – М. : Высш. шк., 2000. -528с.
3.  Прянишников, В.А. Электротехника и ТОЭ в примерах и задачах / В.А. Пряшников. –М. : Высш. шк., 2003. -336с.