Порядок выполнения работы

 

1. Произвольно задать в ветвях направление токов I1, I2, I3, I4, I5, I6

2. Составить систему уравнений, применяя 1 и 2 законы Кирхгофа. В системе должно быть столько уравнений, сколько в цепи ветвей (неизвестных токов)

3. На основе системы уравнений составит матрицу. Решить матрицу любым удобным способом. На основе решения матрицы записать значения токов в ветвях.

4. Проверить правильность расчетов на основе 1-го закона Кирхгофа для узлов схемы.

5. Составляем баланс мощностей для заданной схемы

Пример выполнения задания приведен в Приложении 2.

 

Контрольные вопросы

                 

1. Что называется узлом электрической схемы?

2. Что называется ветвью электрической схемы?

3. Что называется контуром электрической схемы?

 

Практическая работа № 2
Тема работы: «Расчет потенциалов точек электрической цепи»

Цель работы

Развить умения выполнять расчет потенциалов точек электрической цепи.

 

Задание

Для электрической цепи в соответствии с вариантом (Приложение 1) выполнить следующее:

 1) определить потенциалы точек контура цепи, содержащего 2 источника ЭДС;

 2) на основе данных расчета построить потенциальную диаграмму;

 3) определить режимы работы источников ЭДС.

 

Оснащение работы

 

Чертежные принадлежности (линейка, карандаш), калькулятор.

 

Основные теоретические сведения

 

Потенциальной диаграммой называют график распределения потенциалов вдоль участка электрической цепи или замкнутого контура.

При расчете потенциалов одну (любую) точку можно заземлить, принимая ее потенциал равным нулю φ₁ = 0. Относительно этой точки в направлении протекания тока рассчитываем потенциалы всех точек контура.

При переходе через резистор потенциал понижается на величину падения напряжений в нём:

φ₂ = φ₁ - IR

Если на участке между двумя точками включен источник питания, работающий в режиме генератора, то потенциал последующей точки будет больше потенциала предыдущей на величину напряжения этого источника:

φ₂ = φ₁ +E₁- Ir₀

Если на участке между точками включен приемник электрической энергии, то потенциал последующей точки будет меньше потенциала предыдущей на величину падения напряжения этом участке:

φ₃ = φ₁ - E₁- Ir₀

На потенциальной диаграмме заземленную точку помещают в начало координат. По оси абсцисс откладывается в масштабе величина сопротивления участка, а по оси ординат – значение потенциала соответствующей точки.

Порядок выполнения работы

 

1. Одну точку цепи заземлить.

2. Задать направление тока и рассчитать его величину.

3. Расставить расчетные точки вдоль направления тока, начиная с заземлённой.

4. Рассчитать потенциалы этих точек.

5. Выбрать масштаб и построить потенциальную диаграмму.

6. Определить режим работы источников ЭДС.

Пример выполнения задания приведен в Приложении 3.

 

Контрольные вопросы

                 

1. Что такое потенциал точки цепи?

2. Как определяется потенциал точек цепи при учете направления обхода цепи?

Практическая работа № 3

Тема работы: «Расчет электрической цепи на основе метода наложения токов»

1. Цель работы

 

Развить умения выполнять расчет электрической цепи постоянного тока на основе метода наложения токов.

Задание

 

Для электрической цепи в соответствии с вариантом (Приложение 1) определить токи во всех ветвях схемы, используя метод наложения токов.

 

Оснащение работы

 

Чертежные принадлежности (линейка, карандаш), калькулятор.

 

Основные теоретические сведения

 

Метод наложения токов применяется для расчета электрических цепей, имеющих несколько источников электродвижущих сил (ЭДС). Электрические цепи могут иметь не ограниченное количество источников ЭДС. Однако расчет цепей с количеством источников ЭДС больше 2-3 данным методом будет очень громоздким.

Данный метод расчёта электрических цепей основан на предположении, что электрический ток в каждой из ветвей электрической цепи при всех включённых генераторах равен сумме токов в этой же ветви, полученных при включении каждого из генераторов по очереди и отключении остальных генераторов (только в линейных цепях). 

 

Порядок выполнения работы

 

1. В соответствии с числом источников ЭДС из исходной схемы выделить частичные схемы.

2. Составить частные схемы, с одним источником ЭДС, остальные источники заменить их внутренним сопротивлением (если они указаны).

3. Выбрать направление частичных токов по направлению действия источника ЭДС, оставленного в частичной схеме;

4. Определить входное сопротивление относительно зажимов источника ЭДС.

5. Вычислить ток в ветви источника ЭДС.

6. Определить токи во всех остальных ветвях частичной схемы.

7. Повторить п.2 - п.6 для остальных частичных схем.

8. Найти токи в ветвях по методу наложения как алгебраическую сумму частичных токов (знак частичного тока при суммировании определяется по направлению аналогичного расчетного тока исходной схемы).

Пример выполнения задания приведен в Приложении 4.

 

Контрольные вопросы

 

1. В каких режимах могут работать источники ЭДС?

2. Как рассчитать напряжение на зажимах источника ЭДС в различных режимах работы?

Практическая работа № 4

Тема работы: «Расчет электрической цепи на основе метода контурных токов»

1. Цель работы

 

Развить умения выполнять расчет электрической цепи постоянного тока на основе метода контурных токов.

Задание

 

Для электрической цепи в соответствии с вариантом (Приложение 1) определить токи во всех ветвях схемы, используя метод контурных токов.

Оснащение работы

 

Чертежные принадлежности (линейка, карандаш), калькулятор.