Линейные электрические цепи постоянного тока

Для электрической схемы (рис. 13), соответствующей номеру варианта, выполнить следующее:

- упростить схему (заменить источники тока эквивалентными источниками ЭДС, см. «Методическое руководство (постоянный ток)»);

- составить на основании законов Кирхгофа систему уравнений для расчёта токов во всех ветвях и решить её на ЭВМ;

- определить токи ветвей методами контурных токов и узловых потенциалов;

- проверить токи по уравнению энергетического баланса (для исходной схемы), результаты расчётов свести в таблицу и сравнить между собой;

- определить ток первой ветви методом эквивалентного генератора;

- начертить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура, включающего две ЭДС;

- начертить граф электрической цепи, для которого записать топологические матрицы и решить матричные уравнения методов контурных токов и узловых потенциалов; сравнить полученные результаты с предыдущими;

- в среде EWB собрать модель электрической цепи, включив в каждую ветвь амперметры; заземлить узел с нулевым потенциалом и измерить с помощью мультиметра потенциалы остальных узлов; собрать схему холостого хода и измерить напряжение холостого хода; измерить с помощью мультиметра входное сопротивление пассивного двухполюсника; собрать схему эквивалентного генератора и измерить ток, а также напряжение на резисторе R1 с помощью вольтметра с внутренним сопротивлением R_V; результаты моделирования сравнить с расчётными.

Примечание:

- номер варианта определяется суммой двух последних цифр зачётной книжки студента;

рисунок а) – варианты 1-3;

рисунок в) – варианты 4 - 7;

рисунок д )- варианты 8 – 11;

рисунок б) – варианты 12 -15;

рисунок г) – варианты 16 -19;

рисунок е) – варианты 20 - 22;

рисунок ж) – варианты23 -25.

Соединение ветвей и номиналы элементов схем приведены в таблицах 1, 2 и 3.

Расчёты выполнить с помощью пакетов прикладных программ MathCAD, MATLAB, MATRPOS, MATRPER и МКЕ.

2 3

1 2 3

1 3 1 2

а) 4 б) 4 в) 4

2 1

1 4 2 4

г) 3 2 3 е)

1 д)

2 4

ж)

Рис. 13

Таблица 1

Ветвь

Граф схемы

а

б

в

г

д

е

ж

узлы

узлы

узлы

узлы

узлы

узлы

узлы

Таблица 2

№	R1	R2	R3	R4	R5	R6	RV
	Ом

Таблица 3

№	Е1	Е3	Е5	J1	J4	J6
B	A
	-50 -31 -46 -12 -28 -50 -36 -31	-12 -16 -20 -17 -13 -10 -14 -18 -21 -17 -13 -13	-27 -19 -26 -19 -25 -16	0.5 -1.5 1.2 -0.4 0.7 -2 1.3 -1.5 -1.1 1.3 -1.3 0.5 0.8 0.9 -1.8 1.4 -1.2 -2.1 1.1 -1.4		0.5 0.6 0.6 0.4 0.3 0.2 0.1 0.8 0.5 0.7

Литература

О с н о в н а я л и т е р а т у р а

1. Теоретические основы электротехники: В 3-х т. Учебник для вузов. Том 1. – 4-е изд./К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин. – Спб.: Питер, 2003. – 463 с.: ил.

2. Теоретические основы электротехники: В 3-х т. Учебник для вузов. Том 2. – 4-е изд./К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин. – Спб.: Питер, 2003. – 576 с.: ил.

3. Теоретические основы электротехники: В 3-х т. Учебник для вузов. Том 3. – 4-е изд./К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин. – Спб.: Питер, 2003. – 377 с.: ил.

4. Коровкин Н.В., Селина Е.Е., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники: Сборник задач. – Спб.: Питер, 2004. – 512 с.:ил.

5. Бычков Ю.А., Золотницкий В.М., Чернышев Э.П. и др. Сборник задач и практикум по основам теории электрических цепей. – Спб.: Питер, 2005. – 304 с.:ил.

Д о п о л н и т е л ь н а я л и т е р а т у р а

6. Бычков Ю.А., Золотницкий В.М., Чернышев Э.П.Основы теории электрических цепей: Учебник для вузов. – Спб.: Издательство «Лань», 2002. – 464 с.

7. Цапенко Е.Ф. Теоретические основы электротехники для горных вузов: Учебное пособие. – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2005. – Ч. 1. Линейные электрические цепи. – 346 с.: ил.

8. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы тео-

рии цепей: Учеб. для вузов. 5-е изд., перераб. М.: Энергоатомиздат, 1989.

9. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические

цепи: Учебник.- 10-е изд.- М: Гардарики, 2002г.

10. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электромагни-

тное поле: Учебник. 9-е изд., перераб. и доп. М.: Гардарики, 2001.

11. Шебес М.Р., Каблукова М.В. Задачник по теории линейных электри-

ческих цепей: Учеб. пособие для электротех., радиотех. спец. вузов. 4-е изд., прераб. и доп. М.: Высш. шк. 1990.

12. Татур Т.А., Татур В.Е. Установившиеся и переходные процессы в электрических цепях: Учеб. Пособие для вузов. –М.: Высш. шк., 2001.

13. Электротехника: Учебное пособие для вузов. – В 3-х книгах. Книга 1. Теория электрических и магнитных цепей. Электрические измерения/ Под ред. П.А. Бутырина, Р.Х. Гафиятуллина, А.Л. Шестакова. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2003. – 505 с.