ЮжноуральскийГосударственный Университет
Заочный инженерно-экономическийфакультет
Семестровое задание 1
по дисциплине «Теоретическиеосновы электротехники»
Тема:
«Расчет разветвленныхцепей постоянного тока»
Выполнил: Струнина А.Е.
Проверил: Решетов Н.Е.
Челябинск 2009
Задание
Необходиморешить задачу расчета токов во всех ветвях электрической цепи постоянного тока.Задание состоит из двух частей.
Первая частьзадания
Рассчитатьтоки ветвей методом узловых напряжений:
1 нарисоватьзаданную вариантом схему электрической цепи. Указать положительные направлениятоков ветвей;
2 записатьканоническую форму уравнений метода и определить коэффициенты этой формы;
3 рассчитатьузловые напряжения;
4 рассчитатьтоки ветвей;
5 записатьуравнения баланса мощностей и проверить выполнения баланса.
Вторая частьзадания
Рассчитатьметодом эквивалентного генератора ток I5 в резисторе R5:
1 нарисоватьсхему электрической цепи для расчета напряжения холостого хода Uab наразомкнутой ветви;
2 рассчитатьнапряжение холостого хода Uab;
3 нарисоватьсхему электрической цепи для определения внутреннего сопротивленияэквивалентного генератора и рассчитать его величину;
4 рассчитатьток I5;
5 рассчитатьзависимость мощности P5, рассеиваемой в резисторе R5, от величины R5. Результатырасчета представить в таблице;
6 построитьграфик зависимости P5(R5).
Исходныеданные
/>
Рисунок 1-Расчетная схема электрической цепи по варианту
R1=81Ом E3=120В Ik1=0,12А
R2=68Ом E4=300В Ik7=0,9А
R3=47Ом E5=120В
R4=120Ом
R5=47Ом
R6=43Ом
R7=130Ом
Расчет токовветвей методом узловых напряжений
Решение:
Задаемположительное направление токов ветвей и напряжений.
/>
В схеме 4узла (q=4). Число узловых уравнений n= q-1=3, которые имеют вид:
/>
Потенциалузла 4, принимаем за полюс, т.е. φ4=0
Определимсобственные проводимости узлов, См:
/>/>
/>
Рассчитаемузловые токи, А:
/> />
Определимузловые напряжения, В:
/> => />
По закону Омаопределим токи ветвей, А:
/> />
Балансмощностей, Вт:
/>
/>
/>
/>
/> />
Проверказадачи:
/>
Программарасчета в пакете Matcad
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
или
/>
/>
/>
Порезультатам расчета получаем />, задача решена верно.
Расчетметодом эквивалентного генератора ток I5 в резисторе R5
Решение:
/>
Рисунок 2-Расчетная схема
Потенциалузла 4, принимаем за полюс, т.е. φ4=0
/>
Определимсобственные проводимости узлов, Ом:
/>/>
/>
Рассчитаемузловые токи, А:
/> />
Определимузловые напряжения, В:
/> => />
Преобразованиесхемы
/>
Рисунок 3-Эквивалентная схема
Расчетсопротивления Rab для пассивной цепи
/>
Рисунок 4-Схема преобразования
/>
/>
Рисунок 4-Схема преобразования
/>
/>
/>
/>
/>
Рисунок6-Эквивалентная схема для расчета тока />
Находимнапряжение и ток участка ab
/>
/>
/>
Рассчитаемзависимость Р5(R5):
/>
Программарасчета в пакете Matcad
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Литература
1 Бессонов Л.А.Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учебник для студентовэлектротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов.–7-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1978. –528с.
2 Основы теории цепей:Учеб. для вузов /Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. –5-е изд.,перераб. –М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с.
3 Теоретические основыэлектротехники. Т. 1. Основы теории линейных цепей. Под ред. П.А. Ионкина.Учебник для электротехн. вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1976.–544 с.
4 Каплянский А.Е. и др.Теоретические основы электротехники. Изд. 2-е. Учеб. пособие дляэлектротехнических и энергетических специальностей вузов. –М.: Высш. шк., 1972.-448 с.