Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. Алексеева

Кафедра “Теоретическая и общая электротехника”

Курсовая работа по дисциплине

Теоретические основы электроники

Вариант 13

Руководитель: Степанов К.С. /______________/ “__”___________2015 г.

Выполнил: студент гр. 13-НТ Назаров Н.С. /______________/ “__”_____________2015 г.

Работа защищена____________ с оценкой____________

Нижний Новгород 2015

Содержание

1. Задача 1.1………………………………………………………………….….3

   1. Решение задачи 1.1 в MathCad………………………………………….4

2. Задача 1.2……………………………………………………………………...8

   1. Решение задачи 1.2 ………………………………………………………9

3. Задача 2.1……………………………………………………………………..14

   1. Решение задачи 2.1 ……………………………………………………..15

4. Задача 2.2……………………………………………………………………...24

   1. Решение задачи 2.2 ………………………………………………………25

Задача 1.1

Для цепи постоянного тока, заданной в виде графа, составить электрическую схему, включив в схему все заданные вариантом элементы; обозначить положительное направление токов. Для полученной цепи необходимо:

1. По заданному графу составить подробную электрическую схему анализируемой цепи, на схеме произвольно указать положительные направления токов в ветвях и обозначить их, пронумеровать узлы, и последний (четвертый) принять в качестве «базового».

2. Определить токи всех ветвей, используя метод узловых напряжений.

3. Определить ток первой ветви I₁, используя метод эквивалентного генератора.

Решение задачи 1.1

Рис.1

Исходные данные:

Сопротивления, Ом :

Источники ЭДС, В:

Источники тока, А:

2. Метод узловых напряжений

Определим матрицу проводимостей ветвей :

Определим собственные и взаимные проводимости узлов. Узел 1 соединяет ветви 1,4,6, узел 2—ветви 3,4,5, узел 3—ветви 2,5,6.

Матрица собственных и взаимных проводимостей

Определим узловые токи с учётом выбранных направлений источников ЭДС и тока

Положительным считаем ток, направленный к узлу, отрицательным—направленный от узла. Источники ЭДС преобразуем в эквивалентные источники тока.

Решение системы уравнений узловых потенциалов представляем в матричной форме

Определяем токи в ветвях:

Отрицательные значения токов свидетельствуют о противоположном направлении протекания токов по сравнению с заданными по схеме.

Проверяем баланс токов в узлах цепи по первому закону Кирхгофа:

Первый узел:

Второй узел:

Третий узел:

Расчет токов выполнен правильно, так как сумма токов в каждом независимом узле равна нулю.

3. Нахождение I₁ методом эквивалентного генератора:

Составляем схему замещения электрической цепи для нахождения Rэ

Преобразуем треугольник сопротивлений в звезду

Находим эквивалентное сопротивление

Вычисляем напряжение холостого хода

Находим ток I₁

Задача 1.2

Для электрической схемы цепи синусоидального тока, необходимо:

1. По заданному графу составить подробную электрическую схему анализируемой цепи, на схеме произвольно указать положительные направления токов в ветвях и обозначить их.

2. На основании законов Кирхгофа составить в общем виде систему уравнений для расчёта токов во всех ветвях цепи, записав её в символической форме.

3. Определить комплексы действующий значений токов во всех ветвях, воспользовавшись одним из методов расчёта линейных электрических цепей.

4. Составить баланс мощностей для активных, реактивных и полных мощностей.

5. Построить ВД токов и ВТД напряжений.

6. Используя данные рачетов, полученных в п.3, записать выражение для мгновенного значения тока i₁ и i₃. Построить графики зависимостей указанных велечин от ɷt на одном чертеже.