5. Контрольный пример

Отладка программы проводилась на примере из [2] цепи, приведенной на рис.1 со следующими значениями параметров: Е1=9в; Е2=6в; J=12ма; R1=R3=R4=R5=1 ком; R2=2 ком. Число ветвей схемы с неизвестными токами nv=5. Число узлов, для которых необходимо найти напряжение, nu=3. Потенциал четвертого узла принимается равным нулю (U =0). Матрицы сопротивлений, ЭДС и токов источников соответственно равны

Матрица соединений, отражающая структуру электрической цепи, будет иметь вид

Для указанных исходных данных с помощью разработанной программы Uzel были получены следующие результаты расчета электрической цепи:

Вектор узловых токов Iu

-12.00

-3.00

3.00

Матрица Gu узловых проводимостей

2.50 -1.00 -0.50

-1.00 2.00 -1.00

-0.50 -1.00 2.50

Вектор узловых напряжений v

-8.50

-7.50

-3.50

Вектор токов ветвей iv

8.00

0.50

4.00

8.50

3.50

Эти результаты совпадают с результатами, приведенными в [2] для рассматриваемого примера электрической цепи. Поэтому можно считать, что разработанная программа работоспособна.

6. Исходные данные и результаты счета

Пусть задана электрическая цепь, приведенная на рис. 1, в которой добавлен (в 4 ветви) источник напряжения с э.д.с. 8 в. Для формирования входных параметров программы UZEL составляется граф электрической схемы. Число ветвей схемы с неизвестными токами nv=5. Число узлов, для которых необходимо найти напряжение, nu=3. Потенциал четвертого узла принимается равным нулю (U =0).

Матрицы сопротивлений, ЭДС и токов источников соответственно равны

Матрица соединений, отражающая структуру электрической цепи, будет иметь вид

Результаты расчета заданной электрической цепи с помощью подпрограммы Uzel

Результаты расчета электрической цепи

Вектор узловых токов Iu

-8.00

-3.00

3.00

матрица Gu узловых проводимостей

2.00 -1.00 -0.50

-1.00 2.00 -1.00

-0.50 -1.00 1.83

Вектор узловых напряжений v

-11.17

-10.71

-7.25

Вектор токов ветвей iv

8.54

1.04

3.46

9.58

7. Сравнение результатов счета с использованием пакета MathCad

Для расчета заданной электрической цепи были использованы стандартные средства пакета MathCad. Для этого была составлена программа на входном языке пакета MathCad, с помощью которой были получены значения токов ветвей для заданной электрической цепи. Эти значения совпадают со значениями токов, полученных с помощью разработанной программы для контрольного примера. Текст программы для пакта MathCad приведен ниже.

Т аким образом, еще раз убеждаемся, что разработанные программы правильно рассчитывают токи заданной электрической цепи.

Заключение и выводы

В данной курсовой работе были разработаны алгоритм и программа на языке Turbo Pascal для расчета электрической цепи методом узловых потенциалов. Проведена отладка программы на контрольном примере. Полученные с помощью разработанной программы результаты для исходных данных контрольного примера совпали с результатами, приведенными литературе. Это говорит о правильности работы программы.

Проведен расчет заданной электрической цепи при других исходных данных. Проведено сравнение полученных с помощью разработанной программы для контрольного примера результатов с результатами расчетов, проведенных в пакете MathCAD 2000. Из результатов сравнений видно, что полученные значения токов совпадают.

Время выполнения 1 расчета электрической цепи составило десятые доли сек. Объем файла Usel1 с кодом головной программы на языке Turbo Pascal составляет 2 килобайт, файла с модулем Uselfun, в котором находятся описания всех используемых процедур на языке Turbo Pascal составляет 4 килобайт.