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

Томск 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

2Ход 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

3

Решение первого задания представлено на рисунке 2.

Рисунок 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+jXL1+jXL2+jXL3)-I1(R5)=E3+E2-E1 II: I3(R3+R4+jXL4-jXC3)+I1(R5)=E1

4

Решив данную систему уравнений, были получены следующие значения:

Рисунок 3 — Расчет токов

5

В показательной форме токи примут следующие значения:

I1=0,014 e j 31,556˚

I2=0,022 e− j 61,957˚

I3=0,025 e− j 28,924 ˚

6

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.

Рисунок 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+jXL1+jXL2+jXL3)-I22(R5)=E3+E2-E1 II: I22(R3+R4+R5+jXL4-jXC3)+I11(R5)=E1

I1= I33= I22-I11 I2= I11

I3= I22

7

После решения данной системы уравнений были получены следующие значения:

Рисунок 5 — Расчет контурных токов

В показательной форме токи примут следующие значения:

I1=I 33=I 22−I 11=0,014 e j 31,566˚

I2=I 22=0,022 e− j 61,957˚

I3=I 11=0,025 e− j 28,924 ˚

8

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.

Рисунок 6 — Расчёты напряжений

9

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

Рисунок 7 — Пары координат векторов

После этого была получена следующая диаграмма:

10