Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра безопасности информационных систем (БИС)

РАСЧЕТ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Отчет по самостоятельной работе №2

по дисциплине «Электротехника»

Студент гр.

_____

.        .2025

Принял Старший преподаватель кафедры КИБЭВС

О.В. Пехов

.        .2025

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 7.

2. Ход работы

Задание 1.

Перерисовать электрическую схему (рисунки 1-3) согласно варианту 7. На схеме указать направление всех токов ветвей. Подсчитать количество узлов, ветвей, независимых контуров. Начальный фазовый сдвиг источников Э.Д.С 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.

Рисунок 1 — Электрическая схема

Решение первого задания представлено на рисунке 2.

Р исунок 2 — Задание 1

n=2

n-1=1 – количество уравнений по первому правилу Кирхгофа

m-(n-1)=2 – количество уравнений по второму правилу Кирхгофа

Уравнение по первому правилу Кирхгофа:

a: I₁+I₂-I₃=0

Уравнения по второму правилу Кирхгофа:

I: I₂(R₁+R₂+jX_L1+jX_L2+jX_L3)-I₁(R₅)=E₃+E₂-E₁

II: I₃(R₃+R₄+jX_L4-jX_C3)+I₁(R₅)=E₁

Решив данную систему уравнений, были получены следующие значения:

Р исунок 3 — Расчет токов

В показательной форме токи примут следующие значения:

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.

Решение задания 2 представлено на рисунках 4,5.

Р исунок 4 — Электрические схема

n=2

m=3

m-(n-1)=2

Была составлена следующая система уравнений по методу контурных токов:

I: I₁₁(R₁+R₂+R₅+jX_L1+jX_L2+jX_L3)-I₂₂(R₅)=E₃+E₂-E₁

II: I₂₂(R₃+R₄+R₅+jX_L4-jX_C3)+I₁₁(R₅)=E₁

I₁= I₃₃= I₂₂-I₁₁

I₂= I₁₁

I₃= I₂₂

После решения данной системы уравнений были получены следующие значения:

Р исунок 5 — Расчет контурных токов

В показательной форме токи примут следующие значения:

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 6.

Р исунок 6 — Расчёты напряжений

Диаграмма была составлена с помощью Python, были взяты следующие пары координат (начала и конца) для построения векторов:

Р исунок 7 — Пары координат векторов

После этого была получена следующая диаграмма:

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.

Томск 2025