Исследование и расчет цепей постоянного тока - Курсовая работа

Проверка методов расчета цепей постоянного тока состоит в измерении токов, напряжений, потенциалов в сравнении их с результатами расчетов.Первый закон Кирхгофа формулируется для узла электрической цепи: алгебраическая сумма токов ветвей, сходящихся в узле электрической цепи, равна нулю. 1, можно записать первый закон Кирхгофа: Рис. Число линейно независимых уравнений, составляемых по первому закону Кирхгофа, на единицу меньше числа узлов схемы. Второй закон Кирхгофа формулируется для контура электрической цепи: алгебраическая сумма падений напряжений на участках контура равна алгебраической сумме ЭДС того же контура. При этом, если направление ЭДС совпадает с направлением обхода контура, то она берется со знаком „плюс", если не совпадает - со знаком „минус”.В этом методе за неизвестные принимают токи независимых контуров (контурные токи), а токи ветвей выражают через контурные. Выберем независимые контуры и направления их обхода. Допустим, что в каждом контуре протекает свой контурный ток, совпадающий с направлением обхода - I11 , I22 , I33 .Выберем направления токов ветвей и составим уравнения по второму закону Кирхгофа для выбранных контуров (для контура с источником тока уравнение не составляется, так как I33 = J): R1I1 (R2 R3)I2 = E1 Общее сопротивление равно сопротивлению ветви, общей для рассматриваемых контуров, Общие сопротивления берутся со знаком “плюс”, если контурные токи в них направлены одинаково и со знаком “минус”, если контурные токи в них направлены встречно. Если контуры не имеют общей ветви, то их общее сопротивление равно нулю.В этом методе за неизвестные принимают потенциалы узлов схемы, а токи ветвей находят по закону Ома. В этой схеме два неизвестных потенциала: и , поскольку = , = , = , а потенциал одного из узлов, в данном случае , принимается равным нулю, что на схеме обозначается заземлением узла 3. Запишем уравнения по первому закону Кирхгофа, предварительно выбрав направления токов в ветвях: узел 1:-I1 I3 I4 I5-I7 = 0 узел 2: I2 - I3 - I4 I6 I7 = 0 (*) , - общая проводимость - взятая со знаком “минус” сумма проводимостей ветвей, соединяющих узлы 1 и 2 (проводимость ветви, содержащей источник тока, равна нулю); , - задающие (узловые) токи узлов 1 и 2, каждый из которых равен алгебраической сумме произведений ЭДС на проводимость ветвей, в которых они находятся (рассматриваются ветви, подключенные к данному узлу), и алгебраической сумме токов источников тока, подключенных к данному узлу.При расчетах линейных электрических цепей возможна замена части цепи, содержащей источник ЭДС и тока, относительно зажимов выделенной ветви ab (рис. 5,а) активным двухполюсником, состоящим из последовательно соединенных ЭДС и сопротивления. В этом случае указанную ветвь можно рассматривать как нагрузку эквивалентного генератора с ЭДС ЕГ и сопротивлением RГ.Лабораторная установка содержит: 1) панель, на которой установлены приборы магнитоэлектрической системы: три миллиамперметра и вольтметр R1, R2, R4, R5; Схема исследуемой цепи R1, R2, R4, R5, RA1, RA2, RA3 приведены на панели.Зажимы" "и "-" вольтметра присоединяются соответственно к зажимам " " и "-" источника питания. Если стрелка амперметре отклонилась вправо от нулевого деления, то положительное направление тока - от зажима " " амперметра к зажиму "-". Если стрелка амперметра отклонилась влево от нулевого деления, положительное направление тока - от зажима "-" к зажиму " ". 3) Приняв потенциал одного из узлов схемы равным нулю, измерить потенциалы указанных точек и занести их в табл. Величина потенциала определяется с точностью до произвольной постоянной, поэтому потенциал одной из точек схемы можно принять равным нулю, потенциалы остальных точек определяются относительно потенциала этой (базисной) точки, к которой присоединяется зажим "-" вольтметра.Таблица № 1 Параметры исследуемой цепи ?1 ?2 R1 R2 R3 R4 R5 R6 RA1 RA2 RA3 Таблица № 2 Сравнение значений токов, полученных расчетами и в опыте Таблица № 3 Сравнение значений потенциалов, полученных расчетом и в опыте ?1 ?2 ?3 ?4 ?5 ?6 Убедиться, что при подстановке в них значений измеренных токов получаются тождества (проверить уравнения с токами I1, I2, I3)a) Включена только Б) Включена только Метод наложения: 5.4 Выполнить расчет методом контурных токов, значения токов ветвей занести в таблицу 2 Выбираем независимые контура и направления их обхода, предположив, что в каждом контуре протекает свой контурный ток, запишем систему уравнений для нахождения токов. Выразим токи ветвей через контурные: 5.

Содержание

1. Вводная часть

1.1 Цель работы

1.2 Особенности выполнения работы

2 Теоретическая часть

2.1 Законы Кирхгофа

2.2 Метод контурных токов

2.3 Метод узловых потенциалов

2.4 Метод эквивалентного генератора

3. Описание лабораторной установки

4. Опытная часть

5. Расчетная часть

5.1 Составление уравнений по первому и второму законам Кирхгофа

5.2 Построение потенциальной диаграммы

5.3 Расчет токов от действия каждой ЭДС отдельности

5.4 Расчет методом контурных токов

5.5 Расчет методом узловых потенциалов

5.6 Расчет методом эквивалентного генератора

6. Баланс мощностей

1. Вводная часть

1.1 Цель работы

Освоение методики измерения токов, напряжений, потенциалов.

Опытная проверка законов Кирхгофа и принципа наложения.

Расчет токов в ветвях заданной электрической цепи методами контурных токов, узловых потенциалов, эквивалентного генератора.

Построение потенциальной диаграммы.

Составление баланса мощностей.

Сравнение результатов опыта и расчета. постоянный ток электрическая цепь

1.2 Особенности выполнения работы