Методичка по КР №1

Министерство образования Российской Федерации

Ижевский государственный технический университет

М. М. Павлова

Методические указания к контрольной работе № 1

по дисциплине «Основы теории цепей»

Ижевск 2011

Задание №1

1.1 Цель задания №1

Целью данного задания является углубление знаний по расчету разветвленных цепей постоянного тока в статическом режиме.

2.1 Выбор варианта задания №1

Каждый из вариантов, назначаемых преподавателем студенту, состоит из двух цифр, например, 5/3. Первая цифра обозначает номер базовой схемы, а вторая – номер варианта параметров этой схемы. Задание №1 содержит 6 базовых схем, называемых «Схема 1», «Схема 2» и т.д. Базовая схема изменяется в соответствии с номером варианта по таблице. В столбце, соответствующему заданному варианту, указаны различные знаки: «+», «-», «Разр.», «Полярн.». Если номер варианта содержит элемент, то в соответствующей графе указан знак «+», если нет – «-» и тогда вместо этого элемента ставится перемычка; если указано - «Разр.», то элемент из цепи исключен и в этом месте будет разрыв цепи, а если в соответствующей графе указано - «Полярн.», то в базовой схеме необходимо поменять полярность источника.

Значения параметров элементов базовой схемы приведены в таблице:

3.1Порядок расчета задания №1

3.1.Расчет токов в цепи методом законов Кирхгофа:

∙а) записать выражения, по которому определяется число уравнений, составляемых по первому и по второму законам Кирхгофа,

∙б) нарисовать схему с принятыми обозначениями токов и их произвольно взятыми положительными направлениями,

∙в) указать принятые направления обхода контуров,

∙г) записать систему уравнений с указанием узлов и контуров, для которых составляется соответствующее уравнение. Вычисления токов по методу законов Кирхгофа не производить.

3.2. Расчет токов в цепи методом контурных токов:

Выполнить п.п. а) - г) пункта 3.1. и произвести расчет токов ветвей данной цепи. Результаты расчета свести в таблицу.

3.3. Расчет токов в цепи методом узловых напряжений.

2

Выполнить п.п. а) - г) пункта 3.1. и произвести расчет токов ветвей данной цепи. Результаты расчета свести в таблицу.

3.4. Проверить баланс мощности цепи, подставляя полученные значения токов в уравнение баланса.

4.1Рекомендации по выполнению задания №1

∙Для заданного варианта начертить схему, указать параметры всех элементов схемы и обозначить все определяемые токи. Посчитать и записать число ветвей и узлов схемы. Все величины: сопротивления, ЭДС, токи и т.п., буквенные обозначения которых применяются в ходе решения, - должны быть показаны хотя бы на одной из схем, сопровождающих решение, и не должны меняться в ходе решения.

∙При решении задач рекомендуется вначале наметить ход решения и выяснить законы и формулы, на которых базируется решение задачи, составить уравнение в общем виде.

∙Дальнейшие расчёты вести не в общем виде, а подставляя конкретные числа.

∙В промежуточных формулах наименование единиц не указывается, а в окончательных формулах и цифровых результатах обязательно указать единицы измерения, в которых получен ответ.

Задание №2

2.1 Цель задания №2

Целью данного задания является изучение возможностей представления гармонических колебаний функцией времени, вращающимися векторами и с помощью комплексных чисел.

2.2 Выбор варианта задания

Каждый из вариантов, назначаемых преподавателем студенту, состоит из двух цифр, например, 5/3. Первая цифра обозначает номер гармонического сигнала i1(t), а вторая – номер гармонического сигнала i2(t). Задания представлены в приложении 2.

2.3Задание на контрольную работу.

2.3.1.Представить гармонические колебания i1(t) и i2(t) в виде функции времени, на временной диаграмме. (При расчетах частоту w взять равной π)

2.3.2.Представить гармонические колебания i1(t), i2(t) и i3(t), где i3(t), = i1(t) +i2(t) в виде условных вращающихся векторов. Рассчитать амплитуду и начальную фазу результирующего гармонического колебания i3(t).

3

2.3.3.Записать в форме комплексного числа сигналы i1(t), i2(t) и i3(t) в 3 любые моменты времени t1, t2, t3 и с частотой w=π. Проверить правильность представления сигнала i3(t), сложением комплексной формы сигнала i1(t) и i2(t).

2.3.4.Свести следующие параметры всех сигналов в таблицу: амплитуду, начальную фазу, текущий комплекс гармонического сигнала.

Задание №3 3.1 Цель задания №3

Целью данного задания является изучение символического метода расчета разветвленных цепей при гармонических колебаниях тока и напряжения.

3.2. Выбор варианта задания №3

Каждый из вариантов, назначаемых преподавателем студенту, состоит из двух цифр, например, 5/3. Первая цифра обозначает номер базовой схемы, а вторая – номер варианта параметров этой схемы. Задание №3 содержит 5 базовых схем, называемых «Схема 1», «Схема 2» и т.д. Значения параметров элементов базовой схемы приведены в таблице.

Задания представлены в приложении 3.

3.3Порядок расчета задания №3

3.1.Рассчитать полное комплексное сопротивление цепи

3.1.Определить характер цепи

4.Требования к оформлению и защите контрольной работы.

Работа выполняется в отдельной тетради, 12 листов или в эл.виде в программе Microsoft Word, сохраняя в формате doc.

Чертежи схем выполняются карандашом, придерживаясь стандартных обозначений элементов или в любой графическом редакторе. Элементы электрических схем нумеруются, как правило, слева направо и сверху вниз.

При введении обозначений для токов, напряжений, эквивалентных сопротивлений следует стремиться к наиболее простым обозначениям. Например, ток, протекающий через некоторое сопротивление R5,

4

целесообразно обозначать с тем же индексом: I5. Все чертежи должны быть пронумерованы.

Решение задачи должно начинаться с перечерчивания электрической схемы базового варианта и переписи задания своего варианта. Должны быть указаны все численные значения элементов, входящих в рассчитываемую цепь. Все слова пишутся полностью, за исключением общепринятых сокращений.

Чертежи графиков можно выполнять с помощью специальных программ или вручную на миллиметровой бумаге, соблюдая пропорции и масштаб.

Образец выполнения титульного листа пояснительной записки дан в приложении 4.

6.Литература.

1.Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей. – М.: Радио и связь, 1986.–544

2.Лосев А.К. Теория линейных электрических цепей. – М.: Высшая школа, 1987. – 513 с.

3.Попов В.П. Основы теории цепей - М.: Высшая школа, 1985.-496с.

4.Шебес М.Р., Каблукова М.В. Задачник по теории линейных электрических цепей М: Высшая школа, 1982.-488с.

5.Шебес М.Р. Задачник по теории линейных электрических цепей. - М.: Высшая школа, 1990.-544с.

6.Добротворский И.Н. Теория электрических цепей. М.: Радио и связь, 1989. – 472 с.

7.Лекции

5

Приложение 1

Схема №1

6

Схема № 2

7

Cхема №3

8

Схема №4

9

Схема №5

10