Главная Коллекция "Revolution" Физика и энергетика Постоянный ток

Постоянный ток

Система уравнений для определения неизвестных токов и ЭДС в ветвях цепи постоянного тока. Определение неизвестных токов и ЭДС в ветвях системы методом контурных токов. Баланс мощностей для исходной системы. Метод эквивалентного источника напряжения.

Рубрика Физика и энергетика
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 14.10.2017
Размер файла 102,8 K
рефераты на заказ со скидкой

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/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации.

Московский государственный институт электроники и математики

(технический университет).

Кафедра Электроники и Электротехники

Расчетная графическая работа на тему

«Постоянный ток»

Москва 2005

Задание

R1,

Ом

R2,

Ом

R3,

Ом

R4,

Ом

R5,

Ом

R6,

Ом

R7,

Ом

R8,

Ом

E1,

В

E2,

В

E3,

В

E4,

В

E5,

В

E6,

В

J,

А

I1,

А

8

5

4

6

6

7

2

3

?

50

30

40

50

30

2

1

постоянный ток напряжение

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

2. Определить неизвестные токи и ЭДС в ветвях системы методом контурных токов.

3. Составить баланс мощностей для исходной системы.

4. Определить напряжение, измеряемое вольтметром.

5. Методом эквивалентного источника напряжения определить ток во второй ветви (где включены R2 и E2).

6. Найти величину и направление ЭДС, которую надо дополнительно включить в эту же ветвь, чтобы ток в ней увеличился в 2 раза и изменил своё направление.

7. Выполнить моделирование схемы с использованием программы EWB.

Задание 1. Написать по законам Кирхгофа систему уравнений для определения неизвестных токов и ЭДС в ветвях системы. Рассчитать на ЭВМ

Упростим исходную схему:

- вольтметры считаем идеальными, значит, их сопротивление бесконечно и их можно убрать из схемы;

- заземление одной ветви не влияет на распределение токов в цепи, значит, ее можно убрать;

- вырожденный источник тока преобразуем в ЭДС.

1. Количество ветвей m=6

2. Количество узлов n=4

3. Количество уравнений по I закону Кирхгофа (n-1)=3

Первый узел: I7-I5 -I2=0

Второй узел: -I4 +I5+I1=0

Третий узел: I4-I7 +I3=0

4. Количество уравнений по II закону Кирхгофа (m-(n-1))=3

Первый контур: E4+E7+E5 = I4R4+I7R7+I5R5

Второй контур: -E5+E1-E2 = -I5R5+I1R1+I2R2

Третий контур: -E4-E3+E1 = -I1R1+I3R3-I4R4

Получим систему уравнений:

-I2-I5-I7=0

-I4+I5= -I1

I3+I4-I7=0

I4R4+I5R5+I7R7=E4+E5+E7

I2R2-I5R5-E1=-E2-E5-I1R1

I3R3-I4R4+E1=I1R1+E3-E4

Составим матрицы:

E1

I2

I3

I4

I5

I7

b

0

-1

0

0

-1

1

0

0

0

0

-1

1

0

-1

0

0

1

1

0

-1

0

0

0

0

6

6

2

94

-1

5

0

0

6

0

-108

1

0

4

-6

0

0

-2

Для решения используем ЭВМ и программу MathCad:

E1=56.85 В

I2=-2.293 А

I3=-3.293 А

I4=7.613 А

I5=6.613А

I7=4.320 А

Задание 2. Определить неизвестные токи и ЭДС в ветвях системы методом контурных токов

Количество уравнений совпадает с количеством контуров.

Первый контур: E4+E7+E5=II(R7+R5+R4)-IIIR5-IIIIR4

Второй контур: -E5+E1-E2=III(R1+R5+R2)-IIR5-IIIIR1

Третий контур: -E4+E3-E1=IIII(R1+R3+R4)-IIR4-IIIR1

Запишем эти уравнения в виде системы и перенесем неизвестные в левую часть, учитывая то, что III=IIII+I1:

II(R7+R5+R4)-IIII(R4+R5)=E4+E5+E7+I1R1

IIII(R2+R5)-IIR5-E1=-E2-E5-I1(R1+R2+R5)

IIII(R3+R4)-IIR4+E1=-E4+I1R1

Составим матрицы, характеризующие систему:

E1

II

IIII

b

0

14

-12

102

-1

-6

11

-119

1

-6

10

-32

Для решения используем программу MathCad:

E1=56.85 В

II =4.320 А

III =-2.293 А

IIII=-3.293 А

I2=III=-2.293 А

I3=IIII=-3.293 А

I4=II-IIII=7.613 А

I5=II-III=6.613А

I7=II=4.320 А

Задание 3. Составить баланс мощностей для исходной схемы

EI+JU=I2R

Найдем U, разность потенциалов на зажимах источника J:

По первому закону Кирхгофа: I`7=I7+J

По закону Ома:

(I7+J)=U/R7 => U=(I7+J)R7=(4.320+2)*2=12.64 B

EI=E1I1-E2I2-E3I3+E4I4+E5I5=742.4 Вт

JU=12.64*2=25.283 Вт

EI+JU=742.4+25.283=767.683 Вт

I2R=I12R1+I22R2+I32R3+I42R4+I52R5+I7`2R7=767.69 Вт

767.683 ? 767.69

Задание 4. Определить напряжение, измеряемое вольтметрами

Вольтметр V1.

ц1=0

ц2=E6

ц3=ц2+E2+I2R2=-E6+E2+I2R2= 30+50+(-2.293)*5=68.535 B

Вольтметр V2.

ц1= ц2 + I3R3 + E5

ц1-ц2=E5+I3R3=50+(-3.293)*4= 43.17 B

Задание 5. Методом эквивалентного источника напряжения определить ток во второй ветви, (где включены R2 и E2), а также найти величину и направление ЭДС, которую надо дополнительно включить в эту же ветвь, ток в ней увеличился в 2 раза и изменил своё направление

Определим Rэкв: оставим в цепи только сопротивления и уберем R2, преобразуем треугольник в звезду:

R14=R1+R4+R1*R4/R5 =22 Ом

R45=R4+R5+R4*R5/R1 =16.5 Ом

R15=R1+R5+R1*R5/R4 =22 Ом

R3,1-4=(R3+R1-4)/(R3*R1-4)=0.3 Ом

R7,4-5=(R7+R4-5)/(R7*R4-5)=0.56 Ом

R3,1-4,4-5,7=(R3,1-4+R7,4-5)/(R3,1-4*R7,4-5)=0.86 Ом

Rэкв =1.2 Ом

Проводимость каждой ветви:

G1=1/R1=0.125

G3=1/R3=0.25

G4=1/R4=0.1666

G5=1/R5=0.1666

G7=1/R7=0.5

Определим Eэкв. Для этого преобразуем источники э.д.с. в источники тока и уберем 2-ую ветвь.

Принимаем ц1=0

J=2 (по условию)

J1=E1/R1=7.1 A

J3=E3/R3=7.5 A

J4=E4/R4=6.7 A

J5=E5/R5=8.3 A

Запишем уравнения по методу узловых потенциалов:

Второй узел:-J+J3+J4=ц2(G3+G4+G7)-ц3G4+ц4G7

Третий узел:J5-J1-J4=ц3(G1+G4+G5)-ц2G4-ц4G5

Четвертый узел:J-J5=ц4(G5+G7)+ц3G5+ц2G7

Запишем эти уравнения в виде системы:

-J+J3+J4=ц2(G3+G4+G7)-ц3G4+ц4G7

J5-J1-J4=ц3(G1+G4+G5)-ц2G4-ц4G5

J-J5=ц4(G5+G7)+ц3G5+ц2G7

Запишем матрицы, характеризующие данную систему:

ц2

ц3

ц4

b

0.9166

-0.1666

0.5

13.5

-0.1666

0.4582

-0.1666

-4.8

0.5

0.1666

0.6666

-6.3

Для решения используем программу MathCad:

ц2=28.045 B

ц3=-10.417 B

ц4=-28.94 B

Следовательно Eэкв=28.94 B и направлено в сторону 1 узла:

I2=(Eэкв-E2)/(Rэкв+R2)=(28.94-50)/(4.185+5)=-2.293 А

Найти величину и направление ЭДС, которую надо дополнительно включить в эту же ветвь, чтобы ток в ней увеличился в 2 раза и изменил своё направление.

2I2(Rэкв+R2)=E-Eэкв-E2

E=2I2(Rэкв+R2)+E2+Eэкв=2*(-2.293)*(1.2+5)+50+28.94=50.5 B

Задание 6. Выполнить моделирование схемы с использованием программы EWB.

Итог

E1, B

I2, A

I3, A

I4, A

I5, A

I7, A

По законам Кирхгофа

56.85

-2.293

-3.293

7.613

6.613

4.32

По методу контурных токов

56.85

-2.293

-3.293

7.613

6.613

4.32

По методу эквивалентного генератора

-

-2.293

-

-

-

-

Моделирование на EWB

-

-2.293

-3.293

7.613

6.613

4.32

Показания вольтметров

V1=68.53 B

V2=43.17 B

Величина ЭДС, которую надо дополнительно включить в эту же ветвь, чтобы ток в ней увеличился в 2 раза и изменил своё направление E =50.5 B

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Расчет параметров электрической цепи

    Составление на основе законов Кирхгофа системы уравнений для расчета токов в ветвях схемы. Определение токов во всех ветвях схемы методом контурных токов. Расчет системы уравнений методом определителей. Определение тока методом эквивалентного генератора.

    контрольная работа [219,2 K], добавлен 08.03.2011

  • Линейные, однофазные и трехфазные цепи

    Расчет линейной и трехфазной электрической цепи: определение токов в ветвях методами контурных токов и эквивалентного генератора; комплексные действующие значения токов в ветвях. Схема включения приёмников; баланс активных, реактивных и полных мощностей.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 31.08.2012

  • Расчет линейных электрических цепей постоянного тока

    Составление на основании законов Кирхгофа системы уравнений для определения токов во всех ветвях схемы. Определение токов во всех ветвях схемы, используя метод контурных токов и на основании метода наложения. Составление баланса мощностей для схемы.

    контрольная работа [60,3 K], добавлен 03.10.2012

  • Расчет электрической цепи постоянного тока и напряжения

    Основные методы решения задач на нахождение тока и напряжения в электрической цепи. Составление баланса мощностей электрической цепи. Определение токов в ветвях методом контурных токов. Построение в масштабе потенциальной диаграммы для внешнего контура.

    курсовая работа [357,7 K], добавлен 07.02.2013

  • Расчет параметров электрических цепей постоянного тока средствами EXCEL

    Порядок расчета цепи постоянного тока. Расчет токов в ветвях с использованием законов Кирхгофа, методов контурных токов, узловых потенциалов, эквивалентного генератора. Составление баланса мощностей и потенциальной диаграммы, схемы преобразования.

    курсовая работа [114,7 K], добавлен 17.10.2009

  • Расчет цепей постоянного тока

    Составление на основании законов Кирхгофа системы уравнений для нахождения токов во всех ветвях расчетной схемы. Определение токов во всех ветвях схемы методом узловых потенциалов и контурных токов. Расчет суммарной мощности источников электроэнергии.

    практическая работа [375,5 K], добавлен 02.12.2012

  • Расчет цепей с источниками постоянных воздействий

    Определение токов в ветвях цепи и напряжения на резисторах методами контурных токов и узловых потенциалов. Расчет тока в одной из ветвей методами наложения или эквивалентного источника напряжения. Составление баланса активных и реактивных мощностей.

    контрольная работа [2,1 M], добавлен 06.12.2013

  • Определение напряжения на нагрузке и токов во всех ветвях схемы

    Составление системы уравнений для расчета токов во всех ветвях электрической цепи на основании законов Кирхгофа. Составление баланса мощностей источников и потребителей электроэнергии. Вычисление значения активных, реактивных и полных мощностей цепи.

    контрольная работа [423,8 K], добавлен 12.04.2019

  • Методы расчета цепей постоянного тока

    Разветвленная цепь с одним источником электроэнергии. Определение количества уравнений, необходимое и достаточное для определения токов во всех ветвях схемы по законам Кирхгофа. Метод контурных токов. Символический расчет цепи синусоидального тока.

    контрольная работа [53,2 K], добавлен 28.07.2008

  • Расчет электрической цепи постоянного тока

    Расчет значения токов ветвей методом уравнений Кирхгофа, токов в исходной схеме по методу контурных токов и узловых напряжений. Составление уравнений и вычисление общей и собственной проводимости узлов. Преобразование заданной схемы в трёхконтурную.

    контрольная работа [254,7 K], добавлен 24.09.2010

  • Методы расчета электрических цепей постоянного тока

    Метод уравнений Кирхгофа. Баланс мощностей электрической цепи. Сущность метода контурных токов. Каноническая форма записи уравнений контурных токов. Метод узловых напряжений (потенциалов). Матричная форма узловых напряжений. Определение токов ветвей.

    реферат [108,5 K], добавлен 11.11.2010

  • Исследование цепей постоянного и переменного тока

    Расчет линейных электрических цепей постоянного тока, определение токов во всех ветвях методов контурных токов, наложения, свертывания. Нелинейные электрические цепи постоянного тока. Анализ электрического состояния линейных цепей переменного тока.

    курсовая работа [351,4 K], добавлен 10.05.2013

  • Расчет линейных электрических цепей в переходном и стационарном режимах работы

    Электрические цепи при гармоническом воздействии. Работа цепи при воздействии источников постоянного напряжения и тока. Расчет схемы методом наложения (суперпозиции). Нахождение токов в ветвях схемы методом контурных токов. Напряжения на элементах цепи.

    курсовая работа [933,0 K], добавлен 18.12.2014

  • Линейные электрические цепи постоянного тока. Расчет токов в ветвях

    Вычисление численного значения токов электрической цепи и потенциалов узлов, применяя Законы Ома, Кирхгофа и метод наложения. Определение баланса мощностей и напряжения на отдельных элементах заданной цепи. Расчет мощности приемников (сопротивлений).

    практическая работа [1,4 M], добавлен 07.08.2013

  • Линейные электрические цепи постоянного тока

    Цепи с одним источником питания. Закона Ома, первый и второй законы Кирхгофа. Метод контурных токов. Примеры решения задач. Составление уравнения баланса мощностей согласно закону сохранения энергии. Выбор условно положительных направлений токов в ветвях.

    презентация [647,8 K], добавлен 22.09.2013

  • Анализ установившихся режимов линейной электрической цепи при гармонических воздействиях

    Анализ электрической цепи без учета и с учетом индуктивных связей между катушками. Определение токов методом узловых напряжений и контурных токов. Проверка по I закону Кирхгофа. Метод эквивалентного генератора. Значения токов в первой и третьей ветвях.

    лабораторная работа [1,2 M], добавлен 06.10.2010

  • Анализ линейных электрических цепей

    Определение тока методом эквивалентного генератора в ветвях цепи. "Базовая" частота, коэффициент, задающий ее значение в источниках. Расчет электрической цепи без учета взаимно индуктивных связей в ветвях, методом узловых напряжений и контурных токов.

    контрольная работа [44,2 K], добавлен 07.10.2010

  • Электротехника

    Составление системы контурных уравнений для неориентированного графа, построение схемы электрической цепи. Определение тока в первой ветви и проверка баланса мощностей. Вычисление напряжения на ветвях цепи и построение векторной диаграммы токов.

    контрольная работа [441,4 K], добавлен 25.12.2012

  • Расчет параметров электрических схем

    Расчет заданной схемы по законам Кирхгофа. Определение токов в ветвях методом контурных токов. Уравнение баланса мощностей, проверка его подстановкой числовых значений. Комплексные действующие значения токов в ветвях схемы. Построение векторных диаграмм.

    контрольная работа [736,7 K], добавлен 11.01.2011

  • Расчёт сложных электрических цепей постоянного тока с использованием закона Кирхгофа

    Практические рекомендации по расчету сложных электрических цепей постоянного тока методами наложения токов и контурных токов. Особенности составления баланса мощностей для электрической схемы. Методика расчета реальных токов в ветвях электрической цепи.

    лабораторная работа [27,5 K], добавлен 12.01.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены