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 ЛИНЕЙНОЙ РАЗВЕТВЛЕННОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Отчет по самостоятельной работе №1

по дисциплине «Электротехника»

Студент гр.

_____

.        .2025

Принял Старший преподаватель кафедры КИБЭВС

А.С. Семенов

.        .2025

Введение

Целью самостоятельной работы является закрепление навыков расчета электрических цепей постоянного тока различными методами.

2. Ход работы

Задание 1.

Перерисовать электрическую схему (Рисунок 1) согласно 23 варианту. Определить эквивалентное сопротивление электрической цепи в соответствии с вариантом относительно указанных зажимов. Нарисовать принципиальные схемы для каждого этапа эквивалентного преобразования заданной схемы.

Рисунок 1 — Схема для определения эквивалентного сопротивления.

Решение первого задания представлено на рисунках 2,3,4,5,6,7.

Рисунок 2 — Задание 1

Заменим треугольник R2-R3-R8 на эквивалентную звезду:

Рисунок 3 — Задание 1

Преобразуем последовательные сопротивления:

Рисунок 4 — Задание 1

Заменим треугольник R6-R9-R11 на эквивалентную звезду:

Рисунок 5 — Задание 1

Преобразуем последовательные сопротивления:

Рисунок 6 — Задание 1

Заменим треугольник R5-R679-R91011 на эквивалентную звезду:

Рисунок 7 — Задание 1

В результате имеем последовательно-параллельное соединение, тогда эквивалентное сопротивление относительно зажимов a-b:

Задание 2

Перерисовать электрическую схему (рисунок 10) согласно 23 варианту. На схеме указать направление всех токов ветвей. Подсчитать количество узлов, ветвей, независимых контуров. Составить систему уравнений для определения токов ветвей методом непосредственного применения правил Кирхгофа. Обязательно указать:

a) Направление обхода контуров на схеме;

б) Количество уравнений по I правилу Кирхгофа;

в) Количество уравнений по II правилу Кирхгофа.

Решение задания 2 представлено на рисунках 9.

Рисунок 8 — Электрические схема

Рисунок 9 — Задание 2

Количество узлов – 5

Количество ветвей – 11

Количество независимых контуров – 7.

По первому закону Кирхгофа составим 4 уравнения, по второму закону Кирхгофа составим 7 уравнений:

Задание 3

Для схемы, указанной в задании 2, определить токи ветвей методом контурных токов. Обязательно перерисовать схему, указать направление контурных токов и направление всех токов ветвей. Для найденных токов ветвей проверить выполнение первого правила Кирхгофа. Проверить правильность расчетов по балансу мощностей. Рассчитать потребляемую мощность цепи.

Решение задания 3 представлено на рисунке 10.

Рисунок 10 — Задание 3

Истинные токи:

Мощности источников и потребителей:

Баланс мощностей выполняется.

Задание 4

Для схемы, указанной в задании 2, определить токи ветвей методом узловых потенциалов. Обязательно перерисовать схему и указать направление токов всех ветвей, обозначить узлы и указать какой из узлов будет заземлен. Сравнить результаты с заданием 3 (они должны быть одинаковы).

Решение задания 4 представлено на рисунке 11.

Рисунок 11 — Задание 4

Заземляем узел 0.

Токи совпали с найденными ранее по методу Кирхгофа и МКТ, следовательно, расчет проведен верно.

Задание 5

Для схемы, указанной в задании 2, определите как влияет источник ЭДС Е1 на ток через ветвь с резистором R3, используя метод наложения. Обязательно нарисовать частную схему электрической цепи.

Решение задания 5 представлено на рисунках 12,13.

Рисунок 12 — Задание 5

Уберем все источники напряжения и тока, кроме E1, и вычислим ток в третьем сопротивлении:

Рисунок 13 — Задание 5

Задание 6

Для схемы, указанной в задании 2, определите ток через резистор R2, используя метод эквивалентного генератора (можно применять любую модификацию). Обязательно нарисовать схемы для определения эквивалентного сопротивления цепи, и схемы для определения Uхх (или Iкз). Сравнить результат с заданием 3 (они должны быть одинаковы).

Рисунок 14 — Задание 6

Составим систему уравнений по МУП для четырех узлов:

Рисунок 15 — Задание 6

Схема для сопротивления ЭГ:

Рисунок 16 — Задание 6

Подсчитаем параллельные сопротивления:

Сопротивление ЭГ:

Тогда искомый ток через сопротивление R2:

В предыдущих пунктах значение такое же, с допустимой погрешностью, что подтверждает корректность расчета.

Заключение

В ходе работы были закреплены навыки расчета электрических цепей постоянного тока различными методами. В ответах на задания 3 и 4 ответы могут отличаться по причине погрешности.

Томск 2025