Анализ сложных электрических цепей постоянного тока и однофазного переменного тока

В каждом независимом контуре рассматривают независимые и граничащие ветви. В каждой граничащей ветви находят общее сопротивление, которое равно сопротивлению этой

Анализ сложных электрических цепей постоянного тока и однофазного переменного тока

Курсовой проект

Разное

Другие курсовые по предмету

Разное

Сдать работу со 100% гаранией

Министерство высшего и профессионального образования

Российской Федерации

 

Иркутский Государственный Технический Университет

 

 

 

Курсовая работа

 

По электротехнике и электронике

 

Анализ сложных электрических цепей постоянного тока и однофазного переменного тока

 

 

 

 

 

Выполнил:

 

Проверила:

Василевич М.Р.

 

 

 

 

 

 

Иркутск 2006г

Содержание:

 

  1. Анализ электрических цепей постоянного тока
  2. Расчёт токов с помощью законов Кирхгофа

    Расчёт токов методом контурных токов

    Расчёт токов методом узлового напряжения

    Исходная таблица расчётов токов

    Потенциальная диаграмма для контура с двумя Э.Д.С

    Баланс мощности

    Определение показания вольтметра

  3. Анализ электрических цепей переменного тока
  4. Расчёт токов с помощью законов Кирхгофа

    Расчёт токов методом контурных токов

    Расчёт токов методом узлового напряжения

    Исходная таблица расчётов токов

    Векторная диаграмма токов и топографическая диаграмма напряжений на комплексной плоскости

    Определение показания вольтметра

1. Анализ электрических цепей постоянного тока

 

 

=9 Ом

=7,5 Ом

=12 Ом

=22,5 Ом

=315 Ом

=10,5 Ом

=0

=12 Ом

=-

=15 В

=33 В

=-

=2 В

=0 В

 

 

 

 

В предложенной электрической цепи заменяем источники тока на источники ЭДС.

 

2)Выбираем условно положительное направление токов.

3)Выбираем направление обхода независимых контуров.

 

Находим эквиваленты:

=*/ (+) =21

 

=+=0+12=12 Ом

=+=15+2=17

=+=33+0=33

 

1.1 Расчёт токов с помощью законов Кирхгофа

Записываем систему уравнений для расчета электрических цепей с помощью законов Кирхгофа. По 1 закону составляем (у-1) уравнение, где у количество узлов. По 2 закону Кирхгофа составляем [b-(y-1)] уравнение, где b количество ветвей.

a) ++=0

b) -+=0

c)- --=0

 

I) -+=

II) --=-

III)- + -=-

Рассчитываем систему уравнений с помощью ЭВМ, векторы решения находятся в приложении 1.

 

 

(Данные расчета находятся в приложении 1)

 

После расчета на ЭВМ записываем:

 

=1.29 A=-0.80 A

=0.77 A=-0.52 A

=1.32 A=0.03 A

1.2 Расчёт токов методом контурных токов

 

Находим действующие в цепи токи с помощью метода контурных токов. Предполагается, что каждый контурный ток имеет свое собственное контурное сопротивление, которое равно арифметической сумме всех сопротивлений входящих в контур. Контурное ЭДС равно сумме всех ЭДС входящих в контур.

В каждом независимом контуре рассматривают независимые и граничащие ветви. В каждой граничащей ветви находят общее сопротивление, которое равно сопротивлению этой ветви. Составляют систему уравнений, количество которых равно количеству контурных токов. В результате расчета находят контурные токи и переходят к действующим.

1) Предположим, что в каждом независимом контуре течет свой контурный ток ,,. Выберем произвольно положительное направление обхода токов в одно направление.

2)Находим полно контурное сопротивление всех контурных токов.

=++=7,5+10,5+21=39 Ом

=++=21+12+12=45 Ом

=++=9+7,5+12=28,5 Ом

Находим общее сопротивление

==

==

==

Находим полные контурные ЭДС

=

=

=-

Составляем систему уравнений для нахождения контурных токов

Согласно второму закону Кирхгофа

--=

-+-=

--+=

 

 

 

(Данные расчета находятся в приложении 2)

 

После расчета на ЭВМ записываем:

 

=-0.52455258749889799877 (А)

=-1.3224896411883981310 (А)

=-1.2913691263334214934 (А)

 

4.Ток в независимой цепи равен контурному току с учетом знаков, а ток в зависимой цепи равен алгебраической сумме.

=-I33=1.29 A

=I11-I33=-0.52455258749889799877-(-1.2913691263334214934) =0,77 A

=-I22=1.32 A

=I22-I11=-1.3224896411883981310-(-0.52455258749889799877) -0,8 A

=I11=-0.52 A

=I33-I22=-1.2913691263334214934-(-1.3224896411883981310) =0,03 A

 

В результате токи равны:

=1.29 A

=0,77 A

=1.32 A

= -0,8 A

= -0.52 A

= 0,03 A

 

1.3 Расчёт токов методом узлового напряжения

 

Проверяем правильность нахождения токов в заданной электрической цепи методом узловых потенциалов. Согласно этому методу предполагается, что в каждом узле схемы имеется свой узловой ток который равен алгебраической сумме всех токов за счет проводимости ветвей. Этот метод основан на первом законе Кирхгофа и законе Ома.

Заземляем узел 3, φ3=0

Если в электрической схеме заземляется один из узлов, потенциал этой точки равен 0, а тока распределение не меняется.

Находим собственные проводимости ветвей присоединенных к оставшимся узлам 1,2,4. Собственная проводимость ветвей равна арифметической сумме проводимостей ветвей присоединенных к соответствующим узлам.

 

 

Находим взаимные проводимости, которые равны проводимости общих ветвей между соседними узлами.

 

 

Находим полный узловой ток, который равен сумме произведений ЭДС на соответствующую проводимость.

 

 

Составляем уравнение в соответствии с первым законом Кирхгофа.

 

 

 

(Данные расчета находятся в приложении 3)

 

После расчета на ЭВМ записываем:

=16,756645482734525139

-0,37345273475483642976

11,248845822938816704

  1. По закону Ома находим искомые токи.

=(-)/=(11,248845822938816704-( -0,37345273475483642976))/9=1,291367 A

=(-+)/=((0,083333-11,248845822938816704)+17)/7,5=0,777932 A

=(-+)/=(0-,37345273475483642976-16,756645482734525139+33)/12= 1,322492 A

=(-)/=(0,083333-16,756645482734525139)/21=-0,79397 A

=(-)/=(11,248845822938816704-16,756645482734525139)/10,5=-0,52455 A

=(-)/=(0,083333-( -0,37345273475483642976))/12=0,038065 A

 

Округляем искомые токи до сотых долей:

=1,29 A

=0,78 A

=1,32 A

=-0,79 A

=-0,52 A

=0,04 A

 

1.4 Исходная таблица расчётов токов

 

V Составляем исходную таблицу расчетов токов всеми методами

I токи

 

МетодI1,AI2,AI3,AI4,AI5,AI6,AЗакон Кирхгофа1,290,771,32-0,8-0,520,03Контурных Токов1,290,771,32-0,8-0,520,03Узловых Потенциалов1,290,781,32-0,79-0,520,04

1.5 Потенциальная диаграмма для контура с двумя Э.Д.С

VI Строим потенциальную диаграмму

∑R==42 Ом

=0=0-==-17-==-11.225-==-16.685-==-32.525-=-=0.475-=-=0

 

 

 

 

 

1.6Определение показания вольтметра

VII Находим показания вольтметра по второму закону Кирхгофа

pV=-17+33+0,77*7.5+(-0,52)*10.5-1,32*12=

=0.475 В

 

1.7 Баланс мощности

 

XIII Составляем баланс мощности

56.62Вт=56.65Вт

2. Анализ электрических цепей переменного тока

1) Начертим электрическую цепь без ваттметра и записать данные.

=40.5 мГн

=0 мГн

=35.4 мкФ

=53 мкФ

=25 Ом

f=150 Гц

=70.5 cos(ωt+275)

=68.5 cos(ωt-174)

=56 sin(ωt-170)


2)Найдем сопротивление элементов входящих в цепь.

Ом

Ом

Ом

Ом

 

3) Находим комплексы ЭДС, входящие в цепь.

Ė= Ė+ Ė

70.5 В

68.5 В

=56 В

 

2.1 Расчёт токов с помощью законов Кирхгофа

4)Производим расчет предложенной схемы методом законов Кирхгофа.

Выбираем условно положительное направление токов. Рассчитываем искомые токи.

Записываем систему уравнений для мгновенных значений токов и напряжений в соответствии с первым и вторым законами Кирхгофа в интегро-дифференциальной форме, причем по первому закону Кирхгофа составляем (у-1) уравнений, а по второму закону Кирхгофа [b-(y-1)]-уравнений.

(у-1)=1

[b-(y-1)]=2

Или в комплексной форме:

Решаем данную систему уравнений с помощью ЭВМ.

 

(Данные расчета находятся в приложении 4)

 

После расче

Лучшие

Похожие работы

1 2 >