Искусство
Языки
Языкознание
Вычислительная техника
Информатика
Экономика
Финансы
Психология
Биология
Сельское хозяйство
Ветеринария
Медицина
Юриспруденция
Право
История
Физика
Экология
Этика
Промышленность
Энергетика
Связь
Автоматика
Электротехника
Философия
Религия
Логика
Химия
Социология
Политология
Геология
1 задание РГР. 1. порядок расчета цепи постоянного тока для электрической цепи, соответствующей номеру варианта, требуется
 Скачать 411 Kb.
|
|
1. ПОРЯДОК РАСЧЕТА ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА Для электрической цепи, соответствующей номеру варианта, требуется: 1. Преобразовать исходную схему до двухконтурной, заменив треугольник сопротивлений, эквивалентной звездой. 2. Для исходной схемы составить систему уравнений по законам Кирхгофа и, решив ее с помощью ЭВМ, найти токи в ветвях. 3. Для преобразованной схемы составить систему уравнений по методу контурных токов и рассчитать токи во всех ветвях. 4. Для исходной схемы составить уравнения по методу узловых потенциалов и затем рассчитать токи в ветвях. 5. Для преобразованной схемы в одной из ветвей рассчитать ток методом эквивалентного генератора. 6. Составить баланс мощностей. 7. Построить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура, включающего обе ЭДС, считая заземленную точку. Задание выдается по форме: первая цифра и буква соответствуют варианту схемы (рис.2, рис.3, рис.4, рис.5 и рис.6), а через тире - вариант данных из таблицы 1. Например, вариант 4,а - 11 соответствует рис.4,а и одиннадцатой строке табличных данных.  Рис.2  Рис.3  Рис.4  Рис.5  Рис.6 Таблица 1
2. основа расчета сложных линейных электрических ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАНИЯ Для расчета сложных электрических цепей, содержащих многоконтурные соединения сопротивлений, применяют следующие методы: преобразования, уравнений Кирхгофа, контурных токов, узловых напряжений (потенциалов), активного двухполюсника (эквивалентного генератора, формулы Тэвеиена) и наложения. В расчетно-графической работе рекомендуется рассчитать сложную электрическую цепь с применением части этих методов для усвоения теории каждого из них и получения практических навыков в расчете сложных электрических цепей. Ниже излагаются краткие сведения об основных методах расчета сложных электрических цепей. 2.1. Метод преобразования В случаях, когда имеется сложная разветвленная электрическая схема, ее можно упростить, применяя метод преобразования. По этому методу треугольник, образованный тремя сопротивлениями, входящими в состав сложной цепи, может быть преобразован в эквивалентную звезду, а звезда сопротивлений - в эквивалентный треугольник. На рис.7 приведен пример подобного преобразования для схемы 1 задания.  Рис.7 При преобразовании обязательно сохраняется условие эквивалентности схем, т.е. токи в проводах, подходящих к преобразуемой схеме, и напряжения между узлами не меняют своих величин. При преобразовании треугольника в звезду используются расчетные формулы:  Для перехода от звезды к эквивалентному треугольнику сопротивлений применяют формулы:  В результате преобразования электрическая схема 1 задания упрощается и принимает вид (рис.8).  Рис.8 2.2. Решение задачи с использованием законов Кирхгофа В преобразованной схеме, представленной на рис.8, произвольно указывают направления токов во всех ветвях. Поскольку схема имеет три ветви, требуется определить три неизвестных тока. На основании этого по законам Кирхгофа составляют три уравнения. Согласно первому закону Кирхгофа алгебраическая сумма токов в любом узле схемы равна нулю:  где n - порядковый номер ветви. По первому закону Кирхгофа составляют число уравнений на единицу меньше числа узлов схемы, причем токи, условно направленные к узлу, берутся с отрицательным знаком, а от узла - с положительным. Для узла с (см. рис.8) уравнение по первому -закону Кирхгофа запишется:  Второй закон Кирхгофа записывается для контура и гласит о том, что "в любом замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме падения напряжений на элементах":  При этом со знаком "плюс" записывают те ЭДС, направления которых совпадают с направлением обхода контура. В правой части выражения со знаком "плюс" записывают падения напряжения на элементах, на которых направления тока и обхода контура совпадают. По второму закону Кирхгофа составляют количество уравнений, равное числу взаимонезависимых контуров. В преобразованной схеме (см. рис.8) составляют два следующих уравнения по второму закону Кирхгофа в соответствии с принятым направлением обхода контуров aobcdfa и cedobc по часовой стрелке:  Е2 = (R2 + Rab)∙I2 – (R3 + Rbo)∙I3 (7) Решением системы уравнений (4),(6) и (7) определяют токи  и  В исходной схеме нужно найти токи  . Применяют второй закон Кирхгофа и закон Ома.Для контура afcba записывает:  Откуда  для контура bcedb:  2.3. Метод контурных токов Этот метод основан на применении законов Кирхгофа, когда считается, что в каждом из взаимонезависимых контуров протекает свой контурный ток. В частности, на схеме (рис.8) выбраны контуры I и II, для которых составляют уравнения, и в каждом из контуров  и  соответственно.Система уравнений для n - контурных токов имеет вид:  где  - собственное сопротивление контура n (сумма сопротивлений всех ветвей, входящих в контур n);  - сопротивление ветви, общей для контуров k к l; если направления контурных токов и этой ветви совпадают, то положительно (>0) в противном случае отрицательно;  - алгебраическая ЭДС, включенных в ветви, образующих контур К.Для схемы (рис.8) записывают два уравнения:  Решением системы (14) относительно и определяют их значения. Далее на основе известных величин контурных токов и первого закона Кирхгофа определяют токи во всех ветвях: 2.4. Метод узловых потенциалов Метод узловых потенциалов основан на применении первого закона Кирхгофа и закона Ома. Для расчета цепи по этому методу на заданной электрической схеме указывают обозначения потенциалов всех узлов  , а также на каждом участке цепи.Для определения потенциалов всех узлов электрической цепи, имеющей  узлов, следует принять потенциал одного из узлов, например  , равным нулю, а затем составить систему алгебраических уравнений: где в  - сумма проводимостей ветвей, присоединенных к узлу К; - сумма проводимостей ветвей, соединяющих узел s с узлом q; - алгебраическая сумма произведений ЭДС ветвей, примыкающих к узлу s, на их проводимости, создающих токи короткого замыкания этих ветвей. Со знаком "плюс" берут те произведения  в ветвях которых ЭДС действуют в направлении узла s, и со знаком "минус", если в направлении от этого узла.Например, при условии  система уравнений для рассматриваемой цепи (см. схему 2,а) запишется: где проводимости ветвей равны:  Решением системы (16) определяют величины потенциалов  и  узлов, а затем, на основе закона Ома для активного или пассивного участков цепи, определяют токи ветвей: Проверка производится по первому закону Кирхгофа, для  узлов: 2.5. Метод эквивалентного генератора Метод активного двухполюсника применяется для расчета тока в какой-либо одной ветви преобразованной схемы. Этим методом пользуются так же, как контрольным, для проверки правильности расчета электрической цепи другими методами. Для расчета электрической цепи по данному методу отключается ветвь, в которой должен быть найден ток, и определяется напряжение на зажимах этой ветви  , называемое напряжением холостого хода, путем расчета остальной части схемы.Например, необходимо рассчитать ток в средней ветви co в схеме на рис.8.Для расчета напряжения холостого хода используется схема, приведенная на рис.9.  Рис.9 Ток I определяется по закону Ома для внешнего контура:  Напряжение холостого хода находится для правой или левой половины внешнего контура. В частности, для левой  Затем находится полное сопротивление между зажимами co называемое сопротивлением короткого замыкания  . При определении все источники ЭДС замыкаются накоротко, но их внутренние сопротивления сохраняются.Для схемы (рис.9)  Преобразованная схема представлена на рис.10.  Рис.10 Ток определяется по закону Ома: 2.6. Баланс мощностей Баланс мощности составляется для исходной схемы и заключается в том, что для любой цепи алгебраическая сумма мощностей источников равна сумме мощностей всех потребителей:  где  - мощность источников; - мощность потребителей.Если ток какой-либо ветви направлен противоположно ЭДС, включенной в эту ветвь, данный источник работает в режиме потребителя электрической энергии и его мощность в левой части выражения (23) записывается со знаком "минус". Для исходной схемы 2а баланс мощности имеет вид:  2.7. Потенциальная диаграмма Потенциальная диаграмма представляет графическое изображение распределения потенциалов в заданном контуре. Для ее построения нужно для выбранного контура рассчитать потенциалы узлов и точек, приняв потенциал точки а. равным нулю: .Построение потенциальной диаграммы ведется в следующей последовательности: по горизонтальной оси откладывают в масштабе один за другим сопротивления в порядке обхода контура. Затем в точках, соответствующих началу и концу сопротивлений, на оси ординат откладывают потенциалы точек или узлов. Соединив между собой прямыми-линиями потенциалы соседних точек, получим ломаную линию, которая называется потенциальной диаграммой. Например, для внешнего контура (см. схему 2,а) подсчитаем потенциалы:  , т.к. в схемах ток направлен от точки с более высоким потенциалом к точке с менее высоким потенциалом; , т.к. ЭДС направлена к узлу с. Рассуждая аналогично, получим:  Рис.11 Литература
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
