Главная Коллекция "Revolution" Физика и энергетика Исследование цепей постоянного тока

Исследование цепей постоянного тока

Составление системы уравнений для определения токов на основании законов Кирхгоффа. Определение токов во всех ветвях методами контурных токов и узловых потенциалов. Составление баланса мощностей. Составление потенциальной диаграммы для всех контуров.

Рубрика Физика и энергетика
Вид практическая работа
Язык русский
Дата добавления 19.11.2017
Размер файла 322,4 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/

Уфимский Государственный Авиационный

Технический Университет

Кумертауский филиал

Кафедра электротехники

Расчетно-графическая работа №1

на тему:

«Исследование цепей постоянного тока»

Выполнил: студент группы АТПП-338

Малбаев Ю.С.

Проверил: ст. преподаватель

Андросов В.А.

Кумертау - 2006

Введение

Дано:

R1 = 30 Ом E1 = 140 В

R2 = 80 Ом E2 = 0 В Jk1 = -4 A

R3 = 70 Ом E3 = 0 В Jk2 = 0 A

R4 = 90 Ом E4 = 0 В Jk3 = 0 A

R5 = 20 Ом E5 = -60 В

R6 = 80 Ом E6 = 0 В

Задание:

1) На основании законов Кирхгоффа составить систему уравнений для определения токов во всех ветвях.

2) Определить токи во всех ветвях методом контурных токов.

3) Определить токи во всех ветвях методом узловых потенциалов, приняв потенциал 4-го узла равным нулю.

4) Составить баланс мощностей.

5) Определить ток в первой ветви, используя метод эквивалентного генератора.

6) Начертить в масштабе потенциальную диаграмму для всех контуров, содержащих два ЭДС.

1. На основании 1-го закона Кирхгоффа составим систему уравнений для определения токов во всех ветвях:

Для 1-ого узла: I1 + I3 - I4 = 0

Для 2-ого узла: I4 + I5 + Jk1 - I6 = 0

Для 3-ого узла: I5 + I3 - I2 = 0

Для 4-ого узла: I1 + I2 +Jk1- I6 = 0

2. На основании 2-го закона Кирхгоффа составим систему уравнений для определения токов во всех ветвях:

Для 1-ого контура: I1* R1- I3* R3- I2* R2 = E1 + Jk1

Для 2-ого контура: I4* R4- I5* R5+ I3* R3 = - E5

Для 3-ого контура: I2* R2 + I5* R5 + I6* R6 = E5

3. Расчет методом контурных токов

Рассчитаем собственные токи:

Рассчитаем собственные сопротивления контуров и сопротивления, находящиеся на границе контуров:

R11 = R3 + R4 + R5 = 70 + 90 + 20 = 180 Ом

R22 = R1 + R2 + R3 = 30 + 80 + 70 = 180 Ом

R33 = R2 + R5 + R6 = 80 + 20 + 80 = 180 Ом

R12 = R21 = -R3 = -70 Ом

R23 = R32 = -R2 = -80 Ом

R13 = R31 = -R5 = -20 Ом

Рассчитаем полные Э.Д.С., действующих в контурах:

Eк1 = Jk1*R4 - E5 = (-4)*90 - (-60) = - 300 B

Eк2 = Jk1*R1 + E1 = (-4)*30 +140 = 20 B

Eк3 = E5= -60 B

Cоставим систему уравнений для трех контуров:

R11 * I11 + R12 * I22 + R13 * I33 = EK1

R21* I11 + R22 * I22 + R23 * I33 = EK2

R31* I11 + R32 * I22 + R33 * I33 = EK3

Решив систему с помощью программы GAUSS, находим контурные токи I11, I22, I33 : ток контур мощность кирхгофф

I11 = -2,304 А

I22 = -1,304 А

I33 = -1,169 А

Находим токи в ветвях:

I1 = I22 = -1,304 А

I2 = -I22 + I33 = 1,304 + (-1,169) = 0,135 А

I3 = I11 - I22 = -2,304 - (-1,304) = -1 А

I4 = I11 = -2,304 А

I5 = -I11 + I33 = 2,304 + (-1,169) = 1,135 А

I6 = I33 = -1,169 А

Скорректируем значения токов в ветвях в которые добавлены дополнительные ЭДС:

I1 = -1,304 - (-4) = 2,696 А

I4 = -2,304 - (-4) = 1,696 А

4. Расчет методом узловых потенциалов

Составим собственные, меж узловые проводимости и собственные токи узлов.

G11 = 1/R1 + 1/R3 + 1/R4 = 1/30 + 1/70 + 1/90 = 0.0587 1/Ом

G22 = 1/R4 + 1/R5 + 1/R6 = 1/90 + 1/20 + 1/80 = 0.0736 1/Ом

G33 = 1/R2 + 1/R3 + 1/R5 = 1/80 + 1/70 + 1/20 = 0.0768 1/Ом

G12 = G21 = -1/R4 = -0.0111 1/Ом

G23 = G32 = -1/R5 = -0.05 1/Ом

G13 = G31 = -1/R3 = -0.0143 1/Ом

Iс1 = E1/R1 =140/30 = 4.666 А

Iс2 = E5/R5 +Jk1= -60/20 +(-4) = -7 А

Iс3 = -E5/R5 = 3 А

Cоставим систему уравнений для трех узлов:

1*G11 + 2*G12 + 3*G13 = Iс1

1*G21 + 2*G22 + 3*G23 = Iс2

1*G31 + 2*G32 + 3*G33 = Iс3

Решив систему с помощью программы GAUSS, находим величины потенциалов 1, 2, 3:

1 = 59,168 В 2 = -93,531 В 3 = -10,813 В

Далее находим токи в ветвях, пользуясь законом Ома для участка цепи:

I1 = (4 - 1 + E1)/R1 = (0 - 59,168 + 140)/30 = 2,694A

I2 = (4 - 3)/R2 = (0 + 10,813)/80 = 0,135 А

I3 = (3 - 1)/R3 = (-10,813 - 59,168)/70 = -1 A

I4 = (1 - 2)/R4 = (59,168 + 93,531)/90 = 1,697 A

I5 = (3 - 2 + E5)/R5 = (-10,813 + 93,531 - 60)/20 = 1,136 A

I6 = (2 -4)/R6 = (-93,531 - 0)/80 = -1,169 A

Проверка токов по 1-му закону Кирхгоффа:

Для 1-ого узла: I1 + I3 - I4 = 2,694 + (-1) - 1,697 = -0,003 ~ 0

Для 2-ого узла: I4 + I5 + Jk1 - I6 = 1,697 + 1,136 + (-4) - (-1,169) = 0,002 ~ 0

Для 3-ого узла: I5 + I3 - I2 = 1,136 + (-1) - 0,135 = 0,001 ~ 0

Для 4-ого узла: I1 + I2 +Jk1- I6 = 2,694 + 0,135 + (-4) - (-1,169) = -0,002 ~ 0

Таблица токов:

№

I1, A

I2, A

I3, A

I4, A

I5, A

I6, A

МКТ

2.696

0.135

-1

1.696

1.135

-1.169

МУП

2.694

0.135

-1

1.697

1.136

-1.169

5. Баланс мощности

=

=(2,695)230 + (0,135)2 80 + (-1)2 70+(1,696)2 90+(1,135)2 20+(-1,169)2 80 = 683,316 Вт

=

U24 = 2 -4

U24 = -93,531 - 0 = -93,531 В

=2,695*140 + 1,135*(-60) + (-4)*(-93,531) = 683,324 Вт

6. Расчет I1 методом эквивалентного генератора

Составим собственные, меж узловые проводимости и собственные токи узлов.

G`11 = 1/R3 + 1/R4 = 1/70 + 1/90 = 0.0254 1/Ом

G`22 = 1/R4 + 1/R5 + 1/R6 = 1/90 + 1/20 + 1/80 = 0.0736 1/Ом

G`33 = 1/R2 + 1/R3 + 1/R5 = 1/80 + 1/70 + 1/20 = 0.0768 1/Ом

G`12 = G`21 = -1/R4 = -0.0111 1/Ом

G`23 = G`32 = -1/R5 = -0.05 1/Ом

G`13 = G`31 = -1/R3 = -0.0143 1/Ом

I`с1 = 0 A

I`с2 = E5/R5 +Jk1= -60/20 + (-4) = -7 А

I`с3 = -E5/R5 = 3 А

Cоставим систему уравнений для трех узлов:

`1*G`11 + `2*G`12 + `3*G`13 = I`с1

`1*G`21 + `2*G``22 + `3*G`23 = I`с2

`1*G`31 + `2*G`32 + `3*G`33 = I`с3

Решив систему с помощью программы GAUSS, находим величины потенциалов `1, `2, `3:

`1 = -154.96 В `2 = -200 В `3 = -120 В

U14xx = `4 - `1 + E1= E1 - `1

U14xx = 140 - (-154.96) = 294.96 В

Для определения внутреннего сопротивления удаляем из схемы все источники энергии:

Преобразуем треугольник в звезду:

R34 = (R3 R4 )/( R3 +R4 +R5 )= 35 Ом

R35 = (R3 R5 )/( R3 +R4 +R5 )= 7,778 Ом

R45 = (R4 R5 )/( R3 +R4 +R5 )= 10 Ом

Далее R45 и R6 заменяем на эквивалентное Rа = R6 + R45

Далее R35 и R2 заменяем на эквивалентное Rb = R2 + R35

Далее Ra и Rb заменяем на эквивалентное Rc = Ra + Rb

Рассчитываем Rвн:

Rвн = Rc + R34 = R34 +((R45 +R6 ) (R35 +R2 ))/( R2 +R6 +R35 + R45) = 79,438 Ом

Вычисляем ток I1:

I1 = U14хх/(Rвн + R1) = 154,96/(79,438 + 30) = 2,695 А

7. Построение потенциальной диаграммы для всех контуров, содержащих два ЭДС

Начнем обход из 4-го узла по часовой стрелке:

а = 4 + E1 = 140 В

1 = а - I1* R1 = 140 - 2,695*30 = 59.15 В

2 = 1 - I4* R4 = 59.15 - 1,696*90 = -93.49 В

b = 2 - E5 = -93.49 - (-60) = -33.49 В

3 = b + I5* R5 = -33.49 + 1.135*20 = -10.79 В

4 = 3 + I2* R2 = -10.79 + 0.135*80 = 0.01 ~ 0 B

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • 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 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 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 по данной схеме на основании законов Кирхгофа уравнений, необходимых для определения всех токов. Определение токов всех ветвей методом контурных токов. Расчет потенциалов узлов, построение графика зависимости мощности, выделяемой на резисторе.

    контрольная работа [697,6 K], добавлен 28.11.2010

  • Расчет линейных цепей постоянного тока

    Система уравнений для расчётов токов на основании законов Кирхгофа. Определение токов методами контурных токов и узловых потенциалов. Вычисление баланса мощностей. Расчет тока с помощью теоремы об активном двухполюснике и эквивалентном генераторе.

    практическая работа [276,5 K], добавлен 20.10.2010

  • 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

  • Исследование и расчет цепей постоянного тока

    Краткий обзор методик измерения токов, напряжений, потенциалов. Опытная проверка законов Кирхгофа и принципа наложения. Расчет токов, узловых потенциалов, эквивалентного генератора. Построение потенциальной диаграммы и составление баланса мощностей.

    курсовая работа [343,3 K], добавлен 09.02.2013

  • 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

  • Расчет цепей постоянного тока

    Методика определения всех оков заданной цепи методом контурных токов и узловых напряжений, эквивалентного генератора. Проверка по законам Кирхгофа. Составление баланса мощностей. Формирование потенциальной диаграммы, расчет ее главных параметров.

    контрольная работа [108,1 K], добавлен 28.09.2013

  • Анализ электрической цепи постоянного тока

    Ориентированный граф схемы электрической цепи и топологических матриц. Уравнения по законам Кирхгофа в алгебраической и матричной формах. Определение токов в ветвях схемы методами контурных токов и узловых потенциалов. Составление баланса мощностей.

    практическая работа [689,0 K], добавлен 28.10.2012

  • Расчет электрических сетей

    Расчет токов методом контурных токов, методом узловых потенциалов. Составление баланса мощности. Определение комплексных действующих значений токов. Баланс активных и реактивных мощностей. Уравнения Кирхгоффа в дифференциальной и в комплексной формах.

    контрольная работа [226,8 K], добавлен 02.12.2014

  • 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

  • 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

  • Расчет линейной электрической цепи постоянного тока

    Метод контурных токов и узловых потенциалов. Составление баланса электрических мощностей. Построение потенциальной диаграммы для контура, который включает источники электродвижущей силы. Нахождение тока в ветви с помощью метода эквивалентного генератора.

    контрольная работа [730,5 K], добавлен 27.03.2013

  • 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

  • Однофазные электрические цепи синусоидального тока

    Определение синусоидального тока в ветвях однофазных электрических цепей методами контурных токов и узловых напряжений. Составление уравнения по II закону Кирхгофа для контурных токов. Построение графика изменения потенциала по внешнему контуру.

    контрольная работа [270,7 K], добавлен 11.10.2012

  • Метод контурных токов, метод узловых потенциалов

    Метод контурных токов позволяет уменьшить количество уравнений системы. Метод узловых потенциалов. Положительное направление всех узловых напряжений принято считать к опорному узлу. Определить токи в ветвях.

    реферат [105,0 K], добавлен 07.04.2007

  • Указания к выполнению контрольных работ

    Уравнение для вычисления токов ветвей по законам Кирхгофа. Определение токов в ветвях схемы методом контурных токов и узловых потенциалов. Построение потенциальной диаграммы для указанного контура. Расчет линейной цепи синусоидального переменного тока.

    методичка [6,9 M], добавлен 24.10.2012

  • Расчет электрических цепей однофазного тока

    Расчет линейной электрической цепи постоянного тока. Определение токов во всех ветвях методом узловых напряжений. Составление баланса мощностей. Векторная диаграмма симметричного треугольника, несимметричной звезды. Трехфазная цепь, показания ваттметров.

    контрольная работа [748,3 K], добавлен 21.09.2013

  • 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

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