Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
курсовой тоэ.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
1.73 Mб
Скачать

Расчет линейной электрической цепи постоянного тока.

Для электрической цепи, изображенной на рис. 1.1, выполнить следующее

  1. составить на основании законов Кирхгофа систему уравнений для определения токов во всех ветвях системы;

  2. определить токи во всех ветвях системы, используя метод контурных токов;

  3. определить токи во всех ветвях системы на основании метода наложения;

  4. составить баланс мощностей для заданной схемы;

  5. результаты расчетов токов по пунктам 2 и 3 представить в виде таблицы и сравнить;

  6. определить ток во второй ветви методом эквивалентного генератора;

  7. построить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура, включающего обе ЭДС.

Рисунок 1.1 Схема рассчитываемой цепи постоянного тока

Е1 = 20В, Е2=30В,

R1 = 54Ом, R2=43Ом,

R3=32Ом, R4=26Ом,

R5=51Ом, R6=15Ом ,

r01 = 2 Ом, r02=2 Ом.

Определить: I1, I2, I3, I4, I5.

1.Составление системы уравнений для определения токов в ветвях.

Метод узловых и контурных уравнений основан на применении первого и второго законов Кирхгофа. Он не требует никаких преобразований схемы и пригоден для расчета любой цепи.

При расчете данным методом произвольно задаем направление токов в

ветвях I1, I2, I3, I4, I5.

Составляем систему уравнений. В системе должно быть столько уравнений, сколько цепей в ветвях (неизвестных токов).

В заданной цепи пять ветвей, значит, в системе должно быть пять уравнений (m=5). Сначала составляем уравнения для узлов по первому закону Кирхгофа. Для цепи с n узлами можно составить (n-1) независимых уравнений. В нашей цепи три узла (А,В,С), значит, число уравнений:

n-1 =3 - 1=2. Составляем три уравнения для любых 2-х узлов, например, для узлов A и B.

Узел B: I3=I1+I4

Узел C: I4+ I5 = I2

Всего в системе должно быть пять уравнений. Два уже есть. Три недостающих составляем для линейно независимых контуров. Чтобы они были независимыми, в каждый следующий контур надо включить хотя бы одну ветвь, не входящую в предыдущую.

Задаемся обходом каждого контура и составляем уравнения по второму закону Кирхгофа.

Контур 1 - обход по часовой стрелке

-E1= -I1·(R1+r01)-I3·R3

Контур 2 - обход по часовой стрелке

E2= I2·(R2+r02+ R6)+I4·R4+I3·R3

Контур 3 - обход по часовой стрелке

2=-I2·(R2+ r02+ R6) -I5·R5

ЭДС в контуре берется со знаком "+", если направление ЭДС совпадает с обходом контура, если не совпадает - знак "-".

Падение напряжения на сопротивлении контура берется со знаком "+", если направление тока в нем совпадает с обходом контура, со знаком "-", если не совпадает.

Мы получили систему из пяти уравнений с шестью неизвестными:

I3 = I1+ I4

I4+ I5= I2

-E1= -I1·(R1+r01)-I3·R3

E2= I2·(R2+r02+ R6)+I4·R4+I3·R3

2=-I2·(R2+ r02+ R6) -I5·R5

Решив систему, определим величину и направление тока во всех вет­вях схемы.

Если при решении системы ток получается со знаком "-", значит его действительное направление обратно тому направлению, которым мы за­дались.