Расчет цепи постоянного тока
Разработка и анализ системы уравнений для определения неизвестных токов по законам Кирхгофа. Определение напряжения, измеряемого вольтметрами. Расчет и характеристика тока во второй ветви методом эквивалентного генератора. Рассмотрение основ закона Ома.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.10.2017 |
| Размер файла | 128,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Контрольная работа по курсу: «Электротехника и электроника»
Тема: «Расчет цепи постоянного тока»
Исполнитель:
Студент Лукашина Н.В.
группаС-31
Москва 2002
Задание
Для схемы 1:
1. Написать по законам Кирхгофа систему уравнений для определения неизвестных токов и ЭДС в ветвях схемы (решать эту систему уравнений не следует).
2. Определить неизвестные токи и ЭДС в ветвях схемы методом контурных токов.
3. Составить баланс мощностей для исходной схемы.
4. Определить напряжения, измеряемые вольтметрами.
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.
6. 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.
7. Выполнить моделирование в программе Electronic WorkBench 5.0.
Параметры схемы приведены в таблице 1.
Таблица 1
R1(Ом) |
R2(Ом) |
R3(Ом) |
R4(Ом) |
R5(Ом) |
R6(Ом) |
R8(Ом) |
E1(В) |
E2(В) |
E3(В) |
E4(В) |
E5(В) |
E6(В) |
I1(А) |
J(А) |
|
|
8 |
5 |
4 |
6 |
6 |
7 |
3 |
? |
50 |
30 |
40 |
50 |
30 |
2 |
5 |
Схема 1
Выберем направление ЭДС Е1 совпадающим с направлением тока I1. На схеме 2 пронумерованы узлы (1-5), обозначены выбранные направления токов I2, I3, I4, I5, I6, I8 (I1, J - заданы) в ветвях и контурных токов I11, I22, I33, I44, а также направление обхода контуров (по часовой стрелке).
Схема 2
Задание 1
Написать по законам Кирхгофа систему уравнений для определения неизвестных токов и ЭДС в ветвях схемы (решать эту систему уравнений не следует).
1. m = 7 ветвей (6 неизвестных токов и 1 неизвестная ЭДС)
2. n = 5 узлов
3. Составляем (n-1) = 4 уравнения по первому закону Кирхгофа:
4. узел 1:I2 + I1 = I8
5. узел 2:I8 = I6 + J
6. узел 3:J + I6 = I4 + I3
7. узел 4:I4 + I5 = I2
8. Составляем (m-(n-1)) = 3 уравнения по второму закону Кирхгофа:
9. контур 1:- E2 - E5 + E1 = - I2R2 - I5R5 + I1R1
10. контур 2:- E4 + E3 + E5 = I3R3 + I5R5
11. контур 3:- E1 - E3 + E6 = - I1R1 - I3R3 - I6R6 - I8R8
Задание 2
Определить неизвестные токи и ЭДС в ветвях схемы методом контурных токов.
Контурный ток I44 нам известен: I44 = -J. Следовательно, достаточно составить 3 уравнения .
контур 1:
E4 + E3 + E5 = I11(R3 + R5) - I22R5 - I33R3(2.1)
контур 2
E2 - E5 + E1 = I22(R2 + R5 + R1) - I11R5 - I33R1(2.2)
контур 3
E1 - E3 + E6 = I33(R1 + R3 + R6 + R8) - I22R1 - I11R3 - I44R6(2.3)
Токи в ветвях: (ток I1 = 2 А по условию)
I1 = I22 - I33 (2.4)
I2 = - I22
I3 = I11 - I33
I4 = - I11
I5 = I11 - I22, I6 = I44 - I33 = - J - I33
I8 = - I33
Решаем систему уравнений (2.1)-(2.4) относительно I11, I22, I33, E1.
С помощью MathCad 2000 PRO получены следующие результаты:
I11 = - 1,8 A
I22 = - 5 A
I33 = - 7 A
E1 = 71,8 B
Таким образом, получены следующие значения токов в ветвях схемы:
I2 = 5 A
I3 = 5,2 A
I4 = 1,8 A
I5 = 3,2 A
I6 = 2 A
I8 = 7 A
Задание 3
Составить баланс мощностей для исходной схемы.
I2R = I12R1 + I22R2 + I32R3 + I52R5 + I62R6 + I82R8 = 501,6 Вт
EI = E1I1 + E2I2 + E3I3 + E4I4 + E5I5 -E6I6 = 721,6 Вт
UjJ = UjJ
Uj = 3 - 2(см. схему 2)
2 = 3 + I6R6 + E6
Uj = - I6R6 - E6
UjJ = J(- I6R6 - E6) = -220 Вт
I2R = EI + UjJ
501,6 Вт = 721,6 Вт - 220 Вт- верно
Задание 4
Определить напряжения, измеряемые вольтметрами.
1. По условию потенциал узла 5 принимается равным нулю. Тогда:
5 = 0
U1 = 4 - 5 = 4 = E5 - I5R5 = 30,8 B
U2 = 3 - 6
3 = 6 - E1 - E3 + I3R3
U2 = - E1 - E3 + I3R3 = -81,0 B
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.
Схема 3
За направление Еэкв взяли направление Е2.
1. Расчет Rэкв относительно точек А и В по схеме 4 (источники ЭДС закорочены, источники тока оборваны, R2 в расчет на принимается).
Схема 4
R135 = R1 + R35 = 10,4 Ом
R68 = R6 + R8 = 10 Ом
2. Расчет Еэкв с помощью метода узловых потенциалов по схеме 5.
Схема 5
Узел 1 - базовый: 1 = 0.
По первому закону Кирхгофа:
для узла 3:
J + I5 - I6 - I3 = 0(5.1)
для узла 2:
I3 - I5 - I18 = 0(5.2)
Согласно закону Ома:
I5 = (2 - 3 + E5 - E4)G5(5.3)
I6 = (3 - 1 + E6)G6(5.4)
I3 = (3 - 2 + E3)G3(5.5)
I18 = (2 - 1 + E1)G18(5.6)
Подставляем (5.3)-(5.6) в (5.1) и (5.2) и получаем:
2(G5 + G3) + 3( - G5 - G6 - G3) = E4G5 + E6G6 +E3G3 - E5G5 - J(5.7)
2( - G3 - G5 - G18) + 3(G5 + G3) = E5G5 - E3G3 - E4G5 + E1G18(5.8)
Результат решения системы уравнений (5.7)-(5.8), полученный в MathCad 2000 PRO: ток кирхгоф вольтметр
2 = - 22,839 B
3 = - 26,157 B
Потенциалы точек А и В относительно базисного узла:
В = 3 + E4
А = I18R8 - E2
Eэкв = В - А = 3 + E4 - I18R8 + E2 = = 50,490 В
Расчет тока I2.
Нахождение величины и направления ЭДС, которую надо дополнительно включить в ветвь 2, чтобы ток в ней увеличился в 2 раза и изменил свое направление (за направление Едоп взяли направление Еэкв).
)
Величина дополнительной ЭДС:151,47 В
Направление дополнительной ЭДС: противоположно Е2
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Система уравнений цепи по законам Кирхгофа в символьном виде. Определение токов в ветвях цепи методами контурных токов и узловых напряжений. Схема цепи с указанием независимых узлов, расчет тока в выбранной ветви методом эквивалентного генератора.
практическая работа [2,4 M], добавлен 28.01.2014Расчет линейных электрических цепей с несинусоидальным источником электродвижущей силы. Определение переходных процессов в линейных электрических цепях. Исследование разветвленной магнитной цепи постоянного тока методом последовательных приближений.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 16.06.2017Синтез регуляторов системы управления для электропривода постоянного тока. Модели двигателя и преобразователя. Расчет и настройка системы классического токового векторного управления с использованием регуляторов скорости и тока для асинхронного двигателя.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 21.01.2014Основы теории обработки результатов измерений. Влияние корреляции на суммарную погрешность измерения тока косвенным методом, путём прямых измерений напряжения и силы тока. Алгоритм расчёта суммарной погрешности потребляемой мощности переменного тока.
курсовая работа [132,9 K], добавлен 17.03.2015Расчет и построение кривых тока протекающих через вентиль в процессе коммутации. Построение характеристик выпрямителя. Выбор вентилей. Расчет индуктивности цепи выпрямительного тока. Силовая схема и временные диаграммы. Система управления выпрямителем.
курсовая работа [827,5 K], добавлен 12.12.2010Разработка системы плавного пуска двигателя постоянного тока на базе микроконтроллера. Выбор широтно-импульсного преобразователя. Разработка системы управления транзистором и изготовление печатной платы. Статические и энергетические характеристики.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 29.04.2009Расчет фазного напряжения, фазного тока и активной мощности цепи. Построение векторных диаграммы напряжений и токов. Определение коэффициента полезного действия трансформатора. Схема двухпериодного выпрямителя. Устройство полупроводникового транзистора.
контрольная работа [919,9 K], добавлен 30.09.2013Структурная схема электродвигателя постоянного тока с редуктором. Синтез замкнутой системы управления, угла поворота вала с использованием регуляторов контура тока, скорости и положения. Характеристика работы скорректированной системы управления.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 09.03.2012Электромагнитный расчет машины и ее конструкторская разработка. Определение передаточного числа зубчатого редуктора, диаметра и длины якоря. Обмотка якоря, уравнительные соединения. Коллектор и щетки. Расчет магнитной цепи и компенсационной обмотки.
курсовая работа [390,3 K], добавлен 16.06.2014Расчет системы стабилизации скорости электропривода постоянного тока. Нагрузочная диаграмма и тахограмма электропривода. Защита от перенапряжений, коммутационных перегрузок. Выбор автоматических выключателей. Анализ и синтез линеаризованных структур.
курсовая работа [162,0 K], добавлен 03.03.2010Строение электродвигателя постоянного тока. Расчет основных параметров, построение естественной и искусственной механических характеристик. Особенности поведения показателей при изменении некоторых данных: магнитного потока, добавочного сопротивления.
контрольная работа [3,8 M], добавлен 08.12.2010Универсальные характеристики двигателя тока смешанного возбуждения. Определение скорости и режима его работы при заданных нагрузках. Механические характеристики двигателя постоянного тока последовательного возбуждения при торможении противовключением.
контрольная работа [167,7 K], добавлен 09.04.2009Характеристика системы управления двигателя постоянного тока, элементы электропривода. Определение структуры и параметров объекта управления, моделирование процесса, разработка алгоритма и расчет параметров устройств. Разработка электрической схемы.
курсовая работа [419,9 K], добавлен 30.06.2009Функциональная схема электропривода. Расчёт параметров силовой цепи электропривода и запаса по напряжению. Оценка влияния внутренней обратной связи по ЭДС на процессы, протекающие в контуре тока. Исследование динамических процессов в контуре тока якоря.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 03.05.2009Общее описание устройства дуговой электропечи переменного тока. Шихтовые материалы для печей переменного тока. Дуговые печи постоянного тока и их преимущество. Регуляторы электрического режима при плавке в ДСП. Основные тенденции развития дуговых печей.
курсовая работа [325,4 K], добавлен 17.04.2011Расчет рабочих характеристик машины в двигательном и генераторном режимах работы. Снятие механических характеристик при различных напряжениях питания в цепи якоря и при различных возбуждениях. Регулировочные характеристики при изменении напряжения якоря.
лабораторная работа [2,1 M], добавлен 12.01.2023Расчет максимальных режимов присоединений и токов короткого замыкания на подстанции. Анализ выбора силового электрооборудования: высоковольтных выключателей, трансформаторов тока и напряжения, силовых трансформаторов, трансформаторов собственных нужд.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 16.09.2017Технико-экономическое обоснование замены печей переменного тока на постоянный в плавильном цехе. Производственная программа цеха. Анализ технологической схемы выпуска никеля в штейне. Расчет окупаемости изменений, эффективность капитальных вложений.
курсовая работа [265,2 K], добавлен 24.02.2015Создание серии высокоэкономичных асинхронных двигателей. Выбор главных размеров. Расчет размеров зубцовой зоны статора и воздушного зазора, ротора и магнитной цепи. Параметры рабочего режима. Составление коллекторного электродвигателя постоянного тока.
курсовая работа [218,0 K], добавлен 21.01.2015Система стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока как пример использования методов теории автоматического регулирования. Система стабилизации тока дуговой сталеплавильной печи, мощности резания процесса сквозного бесцентрового шлифования.
курсовая работа [513,6 K], добавлен 18.01.2013
