Формулировка задания и его объем
Задание 1.1.
Изобразить схему в соответствии с одним из графов, показанных на рис. 1. Графы и типы элементов выбираются из таблицы 1 по заданному преподавателем варианту задания. Параметры элементов имеют следующие значения: r1 = (n+m) 0м; R2 = n 0м; R3 = m 0м; R4 = (m+0,5· n) 0м; R5= (0,25 · n+0,5m) 0м; R6 = (m+0.5n); R7 = (0.5n+0.5m); Е = n В; J = 0,25·m А, где n соответствует номеру, под которым записана фамилия студента в журнале группы, m соответствует номеру группы на факультете.
Рис. 1
Таблица 1
Элементы ветвей |
|||||||||||||||
Вариант |
Рис 1 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
1 |
А |
E |
R6 |
L1 |
R1 |
C1 |
L2 |
R2 |
R3 |
R4 |
C2 |
J |
R6 |
R5 |
R6 |
2 |
А |
E |
R6 |
R1 |
L1 |
C1 |
L2 |
R2 |
R3 |
J |
C2 |
R4 |
R5 |
R6 |
R6 |
3 |
А |
J |
R6 |
L1 |
R7 |
C1 |
L2 |
R2 |
R3 |
R4 |
E |
R5 |
C2 |
R6 |
R6 |
4 |
Б |
E |
R6 |
R6 |
R1 |
L1 |
R2 |
C1 |
C2 |
R3 |
L2 |
R4 |
R5 |
R7 |
J |
5 |
Б |
E |
R6 |
R2 |
R1 |
L1 |
R2 |
C1 |
J |
R3 |
L2 |
R4 |
R7 |
R5 |
C2 |
6 |
Б |
E |
R6 |
R6 |
R1 |
L1 |
J |
R2 |
C1 |
R3 |
L2 |
R4 |
R7 |
R5 |
C2 |
7 |
Б |
J |
R1 |
L1 |
R2 |
R3 |
C1 |
R6 |
L2 |
R6 |
R4 |
E |
R5 |
R7 |
C2 |
8 |
Б |
J |
R5 |
L1 |
R4 |
E |
C1 |
R6 |
R6 |
R3 |
R2 |
L2 |
R1 |
R7 |
C2 |
9 |
Б |
J |
R1 |
E |
R2 |
R5 |
R6 |
C1 |
R6 |
L3 |
R4 |
L1 |
R3 |
L2 |
C2 |
10 |
В |
E |
R6 |
R3 |
L1 |
J |
R2 |
R1 |
C1 |
R7 |
R4 |
L2 |
R5 |
R6 |
C2 |
11 |
В |
E |
R6 |
R4 |
R7 |
C1 |
R2 |
R3 |
J |
L1 |
R1 |
L2 |
R5 |
R6 |
C2 |
12 |
В |
Е |
R3 |
R7 |
C2 |
L1 |
C1 |
J |
R1 |
R5 |
L2 |
R6 |
R4 |
R2 |
C1 |
13 |
В |
E |
R6 |
R5 |
R7 |
C1 |
R2 |
J |
C2 |
R3 |
L1 |
L2 |
R4 |
R1 |
R6 |
14 |
В |
E |
R6 |
R1 |
J |
R7 |
R3 |
R4 |
R2 |
R5 |
L2 |
R7 |
C1 |
L1 |
C2 |
15 |
В |
J |
R2 |
R1 |
E |
R3 |
R7 |
C1 |
R5 |
L1 |
R4 |
L2 |
R7 |
R6 |
C2 |
16 |
В |
J |
R3 |
R2 |
C1 |
R7 |
R1 |
C2 |
L2 |
R6 |
R6 |
E |
R4 |
R5 |
C3 |
17 |
В |
J |
R4 |
L1 |
R7 |
C1 |
R2 |
C2 |
R6 |
R3 |
L2 |
R7 |
R1 |
R5 |
E |
18 |
В |
E |
R6 |
R1 |
C1 |
L1 |
L2 |
C2 |
R2 |
R3 |
R7 |
R2 |
J |
R4 |
R5 |
19 |
В |
J |
R3 |
L1 |
R7 |
C1 |
L2 |
R6 |
R2 |
R7 |
R1 |
E |
R4 |
R5 |
C2 |
20 |
В |
J |
R2 |
L1 |
C1 |
R7 |
R7 |
R6 |
R1 |
E |
R3 |
R4 |
L2 |
R5 |
C2 |
21 |
А |
J |
R4 |
R7 |
L1 |
R1 |
L2 |
R2 |
R3 |
R1 |
E |
R5 |
C1 |
R6 |
C2 |
22 |
А |
E |
R6 |
R5 |
L1 |
C1 |
L2 |
R4 |
R3 |
R2 |
C2 |
J |
R6 |
R1 |
R6 |
23 |
А |
E |
R6 |
R5 |
L1 |
R6 |
L2 |
R3 |
R2 |
J |
C1 |
R4 |
R1 |
R6 |
C2 |
24 |
А |
J |
R2 |
L1 |
R7 |
C1 |
L2 |
R1 |
R3 |
R4 |
E |
R5 |
R6 |
R6 |
C2 |
25 |
А |
E |
R6 |
R3 |
L1 |
R6 |
L2 |
R2 |
R1 |
R4 |
C1 |
J |
R6 |
R5 |
C2 |
26 |
Б |
E |
R6 |
R6 |
R2 |
R7 |
R1 |
C1 |
C2 |
R4 |
L1 |
R3 |
R5 |
L2 |
J |
27 |
Б |
E |
R6 |
R6 |
R1 |
R7 |
R3 |
C1 |
J |
R2 |
L1 |
R5 |
L2 |
R4 |
C2 |
28 |
Б |
E |
R6 |
R6 |
R5 |
R7 |
J |
R4 |
C1 |
R3 |
L1 |
R2 |
L2 |
R1 |
C2 |
29 |
Б |
J |
L1 |
R5 |
R4 |
R3 |
C1 |
R6 |
R7 |
R6 |
R2 |
E |
R1 |
L2 |
C2 |
30 |
Б |
J |
R1 |
R6 |
R2 |
L2 |
C1 |
E |
C2 |
R3 |
R4 |
R7 |
R5 |
L1 |
R6 |
31 |
Б |
J |
R1 |
E |
R2 |
R3 |
C1 |
R6 |
R6 |
L1 |
R4 |
L2 |
R5 |
R7 |
C2 |
32 |
В |
E |
R6 |
R1 |
J |
L1 |
R2 |
R3 |
C1 |
R4 |
R7 |
R5 |
L2 |
C2 |
R6 |
33 |
В |
E |
R6 |
R1 |
R7 |
C1 |
R2 |
R3 |
J |
R4 |
L1 |
R5 |
L2 |
C2 |
R6 |
34 |
В |
E |
R6 |
L1 |
R7 |
C1 |
R2 |
R2 |
C1 |
L2 |
R3 |
R4 |
R7 |
R5 |
J |
35 |
В |
E |
R6 |
R1 |
C1 |
R7 |
R2 |
J |
R6 |
R3 |
L1 |
L2 |
R4 |
R5 |
C2 |
36 |
В |
E |
R6 |
R1 |
J |
R7 |
R2 |
R3 |
R4 |
R5 |
L1 |
L2 |
R7 |
C1 |
C2 |
37 |
В |
J |
R1 |
R2 |
E |
R3 |
L1 |
C1 |
R4 |
L2 |
R5 |
R7 |
R7 |
R6 |
C2 |
38 |
В |
J |
R1 |
R2 |
C1 |
L1 |
R7 |
R6 |
L2 |
C2 |
R7 |
E |
R4 |
R5 |
R3 |
39 |
В |
J |
R1 |
E |
C1 |
R7 |
L1 |
R6 |
C2 |
R3 |
R2 |
L2 |
R4 |
R5 |
R6 |
40 |
В |
E |
R6 |
R1 |
C1 |
L1 |
R7 |
R6 |
R2 |
R3 |
L2 |
R7 |
J |
R4 |
R5 |
41 |
В |
J |
R1 |
L1 |
R7 |
R6 |
L2 |
C2 |
R2 |
R7 |
R3 |
E |
R4 |
R5 |
C1 |
42 |
В |
J |
R1 |
L1 |
C1 |
R7 |
L2 |
C2 |
R2 |
E |
R3 |
R4 |
R7 |
R5 |
R6 |
Необходимо:
а) определить эквивалентное сопротивление цепи относительно зажимов идеального источника ЭДС, считая задающий ток идеального источника тока равным 0;
б) определить эквивалентное сопротивление цепи относительно зажимов идеального источника тока, считая задающее напряжение идеального источника ЭДС равным 0;
в) методом наложения для цепи (рис. 1) найти ток, протекающий через источник ЭДС и напряжение на источнике тока; определить также токи в остальных ветвях;
г) методом узловых потенциалов найти токи в ветвях цепи; д) найти токи в ветвях цепи, применяя законы Кирхгофа;
е) рассчитать энергетический баланс для схемы;
ж) построить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура схемы;
Задание 1. 2.
Для схемы, изображенной на рис. 1, согласно одному из графов необходимо:
рассчитать токи в ветвях:
а) составляя уравнение по закону Кирхгофа;
б) методом контурных токов;
в) методом узловых потенциалов;
методом эквивалентного генератора рассчитать ток в ветви, заданной преподавателем;
рассчитать энергетический баланс для схемы. Выбор параметров схемы аналогичен заданию 1.
Задание 1.3
Для электрических схем, изображенных на рисунке 2 согласно заданному варианту с параметрами, указанными в таблице 2, необходимо:
-рассчитать токи в ветвях и ЭДС e1 законами Кирхгофа;
-считая ЭДС e1 известной из предыдущего пункта, а ток I1 неизвестным, рассчитать токи в ветвях:
а) методом узловых потенциалов;
б) методом контурных токов;
методом эквивалентного генератора рассчитать ток в ветви, заданной преподавателем;
рассчитать энергетический баланс для схемы;
- найти показания всех приборов;
Примечание:
Для всех схем принять: для варианта "A": Jk1 = 4 A; Jк2 = 0 А; I1 = 2А;
для варианта "В": J k1 = 0 А; J к2 = 4 А; I1 = 2А.
Номер варианта, определяющего параметры элементов схем, указывается преподавателем.
Таблица2
№ варианта |
||||||
Параметры схемы |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
R1,Oм |
8 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
R2,Oм |
5 |
4 |
5 |
4 |
4 |
3 |
R3,Oм |
4 |
5 |
6 |
5 |
4 |
4 |
R4,Oм |
6 |
4 |
5 |
3 |
5 |
6 |
R5,Oм |
6 |
5 |
2 |
2 |
6 |
4 |
R6,Oм |
7 |
8 |
2 |
3 |
7 |
4 |
R7,Oм |
2 |
3 |
2 |
2 |
8 |
7 |
R8,Oм |
3 |
2 |
2 |
3 |
2 |
8 |
Е1, В |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
Е2, В |
50 |
40 |
50 |
40 |
20 |
30 |
Е3, В |
30 |
30 |
40 |
50 |
30 |
40 |
Е4, В |
40 |
20 |
30 |
60 |
40 |
50 |
Е5, В |
50 |
50 |
20 |
30 |
50 |
60 |
Е6, В |
30 |
20 |
10 |
15 |
20 |
20 |
Задание 1.4.
Для электрической схемы, изображенной на рисунке 2 и выбранной согласно заданному варианту с параметрами, приведенными в таблице 2:
считая ЭДС e1 неизвестной во всех пунктах, определить токи в ветвях:
а) законами Кирхгофа;
б) методом контурных токов;
в) методом узловых потенциалов;
найти ток в ветви, указанной преподавателем, методом эквивалентного
генератора;
-рассчитать энергетический баланс для схемы;
-найти показания приборов.
Рисунок 2
Задание 2.1.
Для заданной электрической схемы, изображенной на рисунке 4, требуется:
1.На основе законов Кирхгофа в общем виде составить систему независимых уравнений для расчетов токов в ветвях цепи, записать ее в двух формах:
а) дифференциальной,
б) символической.
В случае б) должны быть определены величины токов в ветвях схемы;
2. используя возможные упрощения исходной схемы, методом узловых потенциалов определить токи в ветвях как в эквивалентной, так и в исходной схемах.;
составить и рассчитать баланс активных и реактивных мощностей;
определить показания приборов и на одном графике построить кривые мгновенных величин тока и напряжения, подведенных к ваттметру;
ля исходной схемы построить совмещенную векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений;
предполагая, что между двумя катушками индуктивности имеется магнитная связь, в символическом виде составить систему расчетных уравнений и определить токи в ветвях схемы.
Номер варианта указывается преподавателем. Параметры схем выбираются в соответствии с таблицей 3.
Таблица 3
№вар
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
|
|
|
|
Е1,В
|
100
|
120
|
200
|
220
|
240
|
300
|
|
|
|
|
|
Е2,В
|
120
|
100
|
220
|
200
|
300
|
240
|
|
|
|
|
|
*, град А В
|
-30 45
|
60 90
|
45 -60
|
90 30
|
-30 45
|
75 30
|
|
|
|
|
|
R1 ,Oм
|
4
|
6
|
5
|
8
|
10
|
12
|
|
|
|
|
|
L1,мГн
|
20
|
30
|
40
|
50
|
60
|
10
|
|
|
|
|
|
С1,мкФ
|
200
|
300
|
150
|
400
|
250
|
350
|
|
|
|
|
|
R2 ,Oм
|
8
|
6
|
4
|
5
|
10
|
12
|
|
|
|
|
|
L2,мГн
|
30
|
40
|
60
|
50
|
20
|
10
|
|
|
|
|
|
С2,мкФ
|
250
|
300
|
200
|
100
|
150
|
250
|
|
|
|
|
|
R3 ,Oм
|
10
|
8
|
5
|
2
|
4
|
6
|
|
|
|
|
|
L3,мГн
|
15
|
20
|
30
|
45
|
60
|
50
|
|
|
|
|
|
С3,мкФ
|
400
|
200
|
300
|
100
|
500
|
u 600
|
|
|
|
|
|
f Гц А В
|
60 50
|
50 60
|
100 200
|
300 400
|
500 600
|
700 800
|
|
|
|
|
|
к. св.
|
0.1
|
0.3
|
0.5
|
0.6
|
0.7
|
0.8
|
|
|
|
|
Угол α– это угол, на который вектор ЭДС Е1 опережает вектор ЭДС Е2..
Задание 2.2
Исследуемая схема выбирается в соответствии с графом, изображенным на рисунке 3. Графы и типы элементов выбираются из таблицы по заданному преподавателем варианту задания. Номер графа соответствует номеру группы на потоке. Элементы ветвей даны в таблице 4.
Параметры элементов имеют следующие значения: R1 = (m+n) 103 Ом, R2 = (n+2m) 103 Ом,
R3 = n·103 Ом, R4 = m·104 Ом,
R5 = 2·(n+m)103OM,
L1 = 10·(n/m) мГн, L2 = 10 (n/(n+m)) мГн,
L3 = 20-(m/n+m) мГн, L4 = 5·(3n/ (m+5)) мГн,
С1 = n·m10 2 мкФ, С2 = 0,1 m мкФ, С3 = n2m2 нФ , С4 = n·m10'3 мкФ,
где n соответствует номеру, под которым записана фамилия студента
в журнале группы (или номеру варианта), а m соответствует номеру группы на факультете. В нулевую и в десятую ветви схемы включаются по одному из источников энергии:
е(t)= 100√2ּ(n+m) ּcos (ωt+π(n+10m)˚ /180),
или i(t)=n√2cos(ωt+2π·(n+m)˚/180)
Если n — четное число, то в нулевой ветви включен источник ЭДС, а в 10 – источник тока и наоборот.
Необходимо:
1.На основе законов Кирхгофа составить систему независимых уравнений для расчетов токов в ветвях цепи и записать ее в двух формах:
а) дифференциальной,
б) символической;
2. определить комплексы действующих значений токов во всех ветвях, воспользовавшись следующими методом расчета электрических цепей:
а) методом узловых потенциалов,
б) методом контурных токов;
3. составить баланс активных и реактивных мощностей.
4. найти входное сопротивление и входную проводимость цепи относительно источника, находящегося в нулевой ветви.
Рисунок 3
Для п.п. 1 – 4 взять ω = 2π105 рад/с.
5. Получить выражение для передаточной функции рассматриваемой цепи по напряжению относительно ветвей «0» и «10».
Построить график частотной зависимости передаточной функции (АЧХ цепи). Рассчитать его не менее чем на 10 частотах, включая 0 и ∞.
Построить топографическую диаграмму, совмещенную с векторной диаграммой токов. При этом потенциал точки, где сходятся 4 ветви, принять равным нулю.
Используя данные расчета п. 2, записать выражение для тока-
i5. и построить зависимость указанной величины от ωt.
Таблица 4.
Вар |
Элементы ветвей |
Рис. 2 |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
||
1 |
C1 |
L1 |
L2 |
C2 |
R5 |
C3 |
R2 |
R2 |
R3 |
А |
2 |
L3 |
L2 |
L2 |
C1 |
R4 |
C2 |
R3 |
R4 |
R1 |
А |
3 |
L2 |
L2 |
C2 |
R4 |
C2 |
C3 |
R1 |
R2 |
R1 |
А |
4 |
R2 |
L1 |
C1 |
L2 |
C2 |
L3 |
R1 |
R4 |
R1 |
А |
5 |
L1 |
L2 |
R5 |
R1 |
C2 |
C2 |
L3 |
R2 |
R3 |
А |
6 |
R3 |
L1 |
R5 |
C1 |
C2 |
L2 |
R1 |
L3 |
R3 |
А |
7 |
L2 |
C1 |
R5 |
L2 |
C2 |
L3 |
R3 |
C3 |
R1 |
Б |
8 |
C2 |
L1 |
R2 |
L2 |
R4 |
C2 |
R3 |
L3 |
R3 |
Б |
9 |
C1 |
L2 |
C3 |
R1 |
R2 |
L2 |
C2 |
R2 |
R3 |
Б |
10 |
C2 |
L2 |
C2 |
R2 |
C3 |
L3 |
R1 |
R4 |
L2 |
Б |
11 |
R2 |
C1 |
R5 |
C2 |
L1 |
C3 |
R3 |
R2 |
L2 |
Б |
12 |
R3 |
C2 |
L1 |
C1 |
R5 |
L2 |
L3 |
R4 |
R1 |
Б |
13 |
R3 |
C2 |
R5 |
C2 |
L1 |
L2 |
R3 |
R2 |
L3 |
В |
14 |
R5 |
C1 |
C2 |
L2 |
R3 |
C3 |
R2 |
L2 |
R3 |
В |
15 |
R2 |
L2 |
C2 |
L2 |
L3 |
C2 |
R2 |
C3 |
R1 |
В |
16 |
R2 |
L2 |
R1 |
C1 |
L2 |
C2 |
C3 |
R2 |
R2 |
В |
17 |
R3 |
R1 |
L2 |
C2 |
L2 |
R2 |
C2 |
C3 |
L3 |
В |
18 |
R3 |
L1 |
R2 |
C2 |
L2 |
C2 |
C3 |
R4 |
R5 |
В |
19 |
C3 |
R1 |
R3 |
L1 |
R5 |
L2 |
R3 |
C2 |
L3 |
Г |
20 |
L1 |
R3 |
L2 |
R1 |
R5 |
C1 |
R3 |
C2 |
C3 |
Г |
21 |
R4 |
C1 |
R3 |
L3 |
C2 |
L2 |
R5 |
L1 |
C3 |
Г |
22 |
R1 |
C3 |
L1 |
R2 |
C2 |
L2 |
L3 |
C2 |
R5 |
Г |
23 |
C1 |
R1 |
C2 |
L1 |
C3 |
L2 |
R4 |
C1 |
L1 |
Г |
24 |
R4 |
R3 |
R2 |
C1 |
L3 |
L2 |
C2 |
L1 |
C3 |
Г |
25 |
R2 |
C2 |
R1 |
C1 |
L3 |
R4 |
L2 |
C2 |
L1 |
Д |
26 |
R5 |
C1 |
R3 |
L1 |
L3 |
C2 |
C3 |
L1 |
R4 |
Д |
27 |
R4 |
C3 |
R2 |
C1 |
L1 |
L2 |
C2 |
L2 |
L3 |
Д |
28 |
R3 |
C2 |
L1 |
L2 |
C3 |
L2 |
R4 |
C1 |
R5 |
Д |
29 |
C1 |
R5 |
L2 |
C3 |
L3 |
R4 |
R1 |
C2 |
L1 |
Д |
30 |
L1 |
R1 |
C1 |
R5 |
R3 |
C2 |
L3 |
R2 |
R1 |
Д |
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Рисунок 4