Файл: Теоретические основы электротехники Расчетнографическая работа.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 14
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Теоретические основы электротехники
Расчетно-графическая работа
Вариант __
Выполнил студент Андреев Е.В.
Проверил преподаватель _____________
2021
Линейные электрические цепи постоянного тока
Для приведенной схемы необходимо найти:
1. токи во всех ветвях с помощью законов Кирхгофа;
2. токи во всех ветвях методом узловых потенциалов;
3. токи во всех ветвях методом контурных токов;
4. составить баланс мощностей;
5. определить показания вольтметра
Исходные данные:
E1 | E2 | E3 | R01 | R02 | R03 | R1 | R2 | R3 | R4 | R5 | R6 |
10 | 6 | 24 | 0,8 | 0,3 | - | 3,5 | 5 | 6 | 6 | 3 | 1 |
Рисунок 1 – Исходная схема
1. Для составления уравнений по законам Кирхгофа необходимо выбрать направления токов и отметить узлы схемы. Направления токов выбираются произвольным образом.
Первый закон Кирхгофа:
Узел 1: ;
Узел 2:
Узел 3:
Второй закон Кирхгофа:
Контур 123: ;
Контур 234:
;
Контур 124: .
В матричном виде система уравнений примет вид:
Решение данного матричного уравнения целесообразно проводить с помощью персонального компьютера (Mathcad).
I1,A | 3.1 |
I2,A | 0.114 |
I3,A | 2.986 |
I4,A | 0.344 |
I5,A | 0.23 |
I6,A | 2.756 |
Знак «минус» у токов означаeт, что они протекают в направлении, противоположном выбранному.
2. Для метода узловых потенциалов выберем базисным (нулевым) узел 3. Тогда система уравнений примет вид:
Решение данного матричного уравнения целесообразно проводить с помощью персонального компьютера (Mathcad).
Потенциалы узлов:
, В | -5.395 |
, В | -2.065 |
, В | 0.69 |
Токи в ветвях:
A
3. Определим токи во всех ветвях схемы методом контурных токов. Схема содержит три независимых контура, в которых протекают токи , , . Направление обхода контуров выбираем по часовой стрелке. Система уравнений по методу контурных токов:
Решение данного матричного уравнения целесообразно проводить с помощью персонального компьютера (Mathcad).
Определяем токи контуров:
А
Определяем токи в ветвях:
A
4. Для баланса мощностей рассчитаем мощность, вырабатываемую источниками ЭДС:
Суммарная мощность источников
Суммарная мощность потребителей:
Элемент | R1 | R2 | R3 | R4 | R5 | R6 | R01 | R02 |
Ток элемента, А | 3,1 | 0,114 | 2,986 | 0,344 | 0,23 | 2,756 | 3,1 | 0,114 |
Сопротивление R, Ом | 3,5 | 5 | 6 | 6 | 3 | 1 | 0,8 | 0,3 |
Pi, Вт | 33,635 | 0,065 | 53,497 | 0,710 | 0,159 | 7,596 | 7,688 | 0,004 |
Pпот, Вт | 103,353 |
Баланс мощности сходится: Вт
5. Напряжение на вольтметре вычисляем по второму закону Кирхгофа, для чего можно представить вольтметр как источник ЭДС с напряжением V. Тогда:
,
откуда
Или другим методом:
,
откуда