Министерство образования и науки российской федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный исследовательский томский политехнический университет

Институт: Инженерная школа энергетики (ИШЭ)

Направление: 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Отделение: Электроэнергетики и электротехники (ОЭЭ)

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Расчет и исследование процессов в электрических цепях постоянного и переменного тока

Вариант схем - 6

Вариант параметров - 26

По дисциплине: «Программные средства профессиональной деятельности»

Выполнил студент гр. 5А45: Евгений ^{(Дата, подпись) (Ф.И.О.)}

Проверил: старший преподаватель Розаев Иван Андреевич

^{(Степень, звание, должность) (Дата, подпись) (Ф.И.О.)}

Томск 2025 г.

Ход работы

Задание №1. Расчет и определение сопротивления цепи постоянного тока.

1. Определить исходные данные для расчета схемы соединений, номиналы резисторов.

2. Выполнить расчет с использованием формул преобразования.

3. Собрать исследуемую схему в программе Multisim, задав необходимые параметры входящим в схему резисторам.

4. Проверить правильность теоретических расчетов в программе Multisim с помощью мультиметра.

5. Занести результаты расчета и измерений в табл. 1.

6. Сделать выводы и анализ полученных результатов

Задание №2. Преобразование треугольника в звезду и звезды в треугольник.

1. Определить исходные данные для расчета схем соединений звездой и треугольником, номиналы резисторов.

2. Выполнить расчет сопротивлений с использованием формул преобразования для эквивалентной звезды и эквивалентного треугольника.

3. Собрать исследуемые схемы в программе Multisim, задав необходимые параметры входящим в схему резисторам.

4. Выполнить измерение сопротивлений эквивалентной звезды и эквивалентного треугольника с помощью мультиметра в программе Multisim.

5. Занести результаты расчета и измерений в табл. 2.

6. Сделать выводы и анализ полученных результатов.

Задание №3. Исследование и расчет разветвленной электрической цепи.

1. Сформулировать используемые теоретические закономерности.

2. Определить исходные данные для расчета.

3. Ввести в схему условные обозначения узлов, контуров. Задать направление протекания токов и обхода контуров по часовой стрелки, начертить схему с указанными обозначениями.

4. Составить систему уравнений по первому и второму законам Кирхгофа.

5. Составить систему уравнений для контурных токов и уравнения для определения токов в ветвях. Привести системы уравнений к стандартному виду.

6. Решить уравнения в программе MathCAD, привести ход решения в отчете.

7. Выполнить проверку решения подстановкой найденных неизвестных в исходные уравнения, в случае невыполнения условий проверки, повторить расчет и найти ошибку.

8. Собрать схему цепи в EWB. Измерить искомые токи с помощью включения амперметров в каждую ветвь исследуемой цепи и падения напряжений на всех сопротивлениях схемы.

9. Занести результаты расчета и измерений в отчет в виде табл. 8.

10. Сделать выводы и анализ полученных результатов.

Задание №1. Расчет и определение сопротивления цепи постоянного тока.

Согласно 6 варианту схемы и 26 варианту значений сопротивлений, получаем исходные данные: R1=150 Ом, R2=10 Ом, R3=10 Ом, R4=15 Ом, R5=150 Ом, R6=500 Ом, R7=50, R8=10 Ом.

Рис. 1 Схема для расчета сопротивления

Для того, чтобы рассчитать общее сопротивление, необходимо определить параллельное и последовательное соединение резисторов. Резисторы R4, R5, R6, R7, R8 соединены последовательно (т.е. без узлов), поэтому общее эквивалентное сопротивление для них R48 рассчитывается по формуле:

Резистор R3 соединен параллельно с общим эквивалентным сопротивлением R48, поэтому общее эквивалентное сопротивление R348 рассчитывается по формуле:

После преобразований получаем:

Резистор R2 соединен параллельно с общим эквивалентным сопротивлением R348, поэтому общее эквивалентное сопротивление R2348 рассчитывается по формуле:

После преобразований получаем:

Резистор R1 соединен параллельно с общим эквивалентным сопротивлением R2348, поэтому общее эквивалентное сопротивление R12348 рассчитывается по формуле:

После преобразований получаем:

Итого получаем значение общего сопротивления Rобщ=R12348=9,365 Ом. Проверим правильность расчетов с помощью схемы в программе Multisim. Для этого помещаем на рабочее поле Multisim резисторы, задаем сопротивления и подключаем к схеме мультиметр в режиме постоянного тока, настроенного на измерение сопротивлений.

Рис. 2 Схема для измерения сопротивления в Multisim

Рис. 3 Показания мультиметра

Таблица 1

Результаты исследований

Результаты расчета сопротивления цепи	Результаты измерения сопротивления цепи
Ом	Ом

Вывод: в ходе выполнения задания №1 я рассчитал сопротивление для схемы и проверил правильность расчетов в программе Multisim. Расчетные данные совпали с практическими, что свидетельствует о правильности выполнения расчетов.

Задание №2. Преобразование треугольника в звезду и звезды в треугольник.