Самостоятельные работы / Электротехника Самостоятельная работа 2

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра комплексной информационной безопасности электронновычислительных систем (КИБЭВС)

РАСЧЕТ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Отчет по самостоятельной работе №2 по дисциплине «Электротехника»

Студент гр. 7х3-х

_______ ххххххх

_______

Принял:

Старший преподаватель КИБЭВС

_______ Пехов О.В.

_______

Томск 2024

1 Введение

Целью работы является отработка знаний и умений, полученных на лекциях и практических занятиях по электротехнике в рамках обучающего курса. Все задания выполнялись для варианта 11.

2

2 ХОД РАБОТЫ

2.1 Задание №1

Перерисовать электрическую схему согласно своему варианту. На схеме указать направление всех токов ветвей. Подсчитать количество узлов, ветвей,

независимых контуров. Начальный фазовый сдвиг источников ЭДС принять равным 0. Произвести расчет цепи по правилам Кирхгофа. Ответ представить в виде действующих значений и в показательной форме. Обязательно указать:

a) Направление обхода контуров на схеме;

б) Количество уравнений по I правилу Кирхгофа;

в) Количество уравнений по II правилу Кирхгофа.

Значения элементов были взяты согласно варианту 11 и представлены в таблице 2.1 и таблице 2.2. Изначальная схема представлена на рисунке 2.1.

Таблица 2.1 – Значения резисторов и источников ЭДС

3

Рисунок 2.1 – Схема №1

Перерисованная схема с токами ветвей и направлениями обхода представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Перерисованная схема №1

Всего в цепи 2 узла, 3 ветви и 2 независимых контура, следовательно по первому правилу Кирхгофа будет одно уравнение, а по второму правилу Кирхгофа– два.

Уравнение по первому правилу Кирхгофа:

I 1+I 2 – I 3=0;

Уравнения по второму правилу Кирхгофа:

I 1(R1+R2+(iX L 1)+(iX L 3)−(iXC 1))+I2 iX C 3=E1+E3−E2 ;

I 3(R4 +R3−(iXC 2)+(iX L 2))−I2 iX C3=E2

4

Расчет токов в цепи представлен на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Расчет токов В показательной форме токи примут следующие значения:

I˙1=0,0271 e j 61,0666°;

I˙2=0,0162e j 43,7413 °;

I˙3=0,0278e j26,7481°.

5

2.2 Задание №2

Для схемы, указанной в задании 1, определить токи ветвей методом контурных токов. Обязательно перерисовать схему, указать направление контурных токов и направление всех токов ветвей. Ответ представить в виде действующих значений и в показательной форме.

Перерисованная схема с контурными токами представлена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Перерисованная схема Уравнения для контурных токов:

I11 (R4+R3−iXC 2+iX L2−iXC 3)– I 22(R4+R3−iXC 2+iXL 2)=E2

I 22(R1+R2+iX L1+iX L3−iXC 1+R3+R4−iXC 2+iX L 2)– I 11 (R4 +R3−iX C 2+iX L 2)=E3+E1

Расчет токов в цепи представлен на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 – Расчет токов В показательной форме токи примут следующие значения:

I˙1=0,0271 e j 61,0666°;

I˙2=0,0162e j 43,7413 °;

I˙3=0,0278e j26,7481°.

6

2.3 Задание №3

Для схемы, указанной в задании 1, построить лучевую векторную диаграмму токов в цепи с соблюдением масштаба.

Для построения векторной диаграммы были рассчитаны напряжения на всех элементах и общее напряжение в цепи, значения представлены на рисунке

2.6.

Рисунок 2.6 – Напряжения

Диаграмма была построена с помощью LibreOffice Calc, таблица с координатами представлена на рисунках 2.7 и 2.8.

Рисунок 2.7 – Таблица

Рисунок 2.8 – Таблица Итоговая лучевая векторная диаграмма представлена на рисунке 2.9.

7

Рисунок 2.9 – Диаграмма

8

Заключение

В ходе выполнения данной самостоятельной работы были закреплены знания, полученные на лекциях и практиках, а также построена векторная диаграмма. Был закреплен такой метод решения электрических схем, как метод контурных токов.

9