
- •Расчет линейной электрической цепи постоянного тока.
- •1.Составление системы уравнений для определения токов в ветвях.
- •2.Определение токов методом контурных токов.
- •3.Определение токов методом 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.
- •Расчет трехфазных линейных электрических цепей переменного тока Задание
- •Графоаналитический метод расчёта
- •Символический метод расчёта
- •Содержание:
Расчет линейной электрической цепи постоянного тока.
Для электрической цепи, изображенной на рис. 1.1, выполнить следующее
составить на основании законов Кирхгофа систему уравнений для определения токов во всех ветвях системы;
определить токи во всех ветвях системы, используя метод контурных токов;
определить токи во всех ветвях системы на основании метода наложения;
составить баланс мощностей для заданной схемы;
результаты расчетов токов по пунктам 2 и 3 представить в виде таблицы и сравнить;
определить ток во второй ветви методом эквивалентного генератора;
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
-Е2=-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
-Е2=-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.