РГЗ тоэ. Новосибирский государственный технический университет

Название	Новосибирский государственный технический университет
Анкор	РГЗ тоэ
Дата	15.10.2020
Размер	1.33 Mb.
Формат файла
Имя файла	zadanie_na_rgz_chast_1_post_tok.doc
Тип	Реферат #143189
страница	1 из 3

1 2 3

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

621.3

А 456

АЛГОРИТМИЗИРОВАННОЕ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКOЕ ЗАДАНИЕ

по курсам

"Теоретические основы электротехники"

"Основы теории электрических цепей"

Задания № 1

Линейные электрические цепи постоянного тока

для студентов I – II курсов электротехнических специальностей

всех форм обучения

Новосибирск

2004

Задание № 1 посвящено расчету установившихся режимов в линейных электрических цепях постоянного тока. Задание служит для освоения студентами различных методов расчета линейных электрических цепей постоянного тока (методы контурных токов, узловых потенциалов, наложения, пропорционального пересчета, эквивалентного генератора), а также матричных методов, основанных на теории графов. В задании предусматривается проверка правильности расчетов с помощью законов Кирхгофа и баланса мощностей. В методическом пособии приводятся задачи для самостоятельного решения при подготовке к зачёту и экзамену.

В.А. Аксютин, канд. тех. наук, доц.

Рецензенты: Л. И. Малинин, д-р тех. наук, проф.,

В. В. Афанасьев, канд. тех. наук, доц.

Работа подготовлена на кафедре

теоретических основ электротехники

Новосибирский

государственный технический

университет, 2004

С О Д Е Р Ж А Н И Е

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………..4

1. Формирование схемы задания…………………………………….………….……..5

2. Содержание задания…………………………………………….…………….……..6

3. Задачи для самостоятельного решения………………………………….…………8

4. Рекомендации к выполнению задания…………………………………………….11

4.1. Законы Кирхгофа……………………………………………………………...…11

4.2. Закон Ома. ……………………………………………………………………….13

4.3. Метод узловых потенциалов……………………………….………..………….14

4.4. Метод контурных токов……………………………………………….………...15

4.5. Баланс мощности……………………………………………………………...…17

4.6. Метод наложения………………………………………………………………...18

4.7. Метод эквивалентного генератора…………………………………….………..20

4.8. Основные определения теории графов…………………………………………22

4.9. Получение топологических матриц………………………………………….…25

4.9.1. [А] - матрица инцидентности;…………………………………………….…25

4.9.2. [Q] - матрица главных сечений;…………………………………………..…26

4.9.3. [B] - матрица главных контуров…………………………………………..…27

4.10. Формирование уравнений в матричной форме:……………………………...28

4.10.1. уравнения Кирхгофа;……………………………………………………….28

4.10.2. уравнения узловых потенциалов;……………………………………….…32

4.10.3. уравнения контурных токов…………………………………………….….36

ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………………..….39

ВВЕДЕНИЕ

Одним из основных видов занятий по курсу теоретических основ электротехники (ТОЭ) является выполнение расчетно-графических заданий. При изучении курса студенты приобретают необходимые знания об основных методах расчета и физических процессах, с которыми приходится встречаться в теории электрических цепей и электромагнитных полей.

Алгоритмизированное задание - это задание, в котором конфигурация электрической схемы и параметры ее элементов составлены по случайному закону с учетом шифра студента.

Целью алгоритмизации домашних заданий является выдача каждому студенту индивидуального варианта и обеспечение контроля промежуточных и конечных расчетных результатов.

Расчетно-графические задания могут выполняться студентами с применением пакетов прикладных программ MathCAD или MATLAB. При этом расчеты должны сопровождаться подробными пояснениями.

К оформлению заданий предъявляются следующие требования:

основные положения решения должны иметь необходимые пояснения;

вычисления достаточно выполнить с точностью до трех значащих цифр;

рисунки и схемы, в том числе заданные условием задачи, не следует размещать среди текста. Они должны быть выполнены на отдельном листе бумаги;

графики должны быть выполнены на миллиметровой бумаге в удобочитаемом масштабе. На графиках должны быть обозначены расчетные точки, по которым строятся кривые, и указаны единицы измерения величин, откладываемых по осям графиков;

работа должна быть выполнена на бумаге форматом А4. Студенты заочного отделения могут оформлять задания в ученических тетрадях.

1. Формирование схемы задания

Для выполнения задания студенту выдается индивидуальная карточка, по которой он составляет электрическую схему. Пример такой карточки и составленной по ней схемы показан на рис.1 и 2.

|-----------------------------------|_|НОМЕР|УЗЛЫ_|_R_|_E_|_Iк_|'>-------------------------------------

|ЗАДАНИЕ ПО ТОЭ №1| ВАРИАНТ № 5401 |

|-----------------------------------|

|НОМЕР|УЗЛЫ | R | E | Iк |

|ВЕТВИ| H-K | Ом | В | А |

|-----|-----|-------|-------|-------|

| 1 | 5-2 | 2.00| .0| .000|

| 2 | 1-2 | .00| .0| .100|

| 3 | 1-4 | 5.00| .8| .000|

| 4 | 2-4 | 6.00| .0| .000|

| 5 | 3-5 | 2.00| .5| .000|

| 6 | 2-1 | 8.00| .0| .000|

| 7 | 2-1 | 4.00| .0| .000|

| 8 | 1-3 | .00| .0| .100|

| 9 | 4-3 | .00| .0| .000|

| 10 | 3-1 | 5.00| .0| .000|

|-----------------------------------|

| ДЛЯ ПУНКТОВ: |

| 5-ОПР. ТОК I10 (ИСТОЧНИК ТОКА Iк2)|

| 6-ОПР. ТОК I3 |

| FI 4 ПРИНЯТЬ РАВНЫМ НУЛЮ |

-------------------------------------

Ветви схемы

Источники тока

Точки или узлы, между которыми присоединяются ветви схемы

Источники ЭДС

Резисторы

Рис. 1. Пример карточки задания № 1

Рис. 2. Схема, составленная по карточке задания.

Схема составляется в следующей последовательности:

на листе произвольно наносятся и номеруются n узлов, где n максимальное число в колонках ‘ точки Н-К ’;

к обозначенным узлам подсоединяются ветви схемы, для этого между парой точек включают сопротивление -R и ЭДС. -E или источник тока Iк, напечатанные в той же строке, что и заданная пара узлов; ток и ЭДС в каждой ветви направляются от узла, обозначенного H (начало) к узлу K - (конец); сопротивлению, ЭДС и току в ветви присвоить индекс, соответствующий номеру ветви.

Примечание. Заданные перед началом расчетов положительные направления токов (от начала к концу ветви), а также исходную нумерацию ветвей и узлов необходимо сохранять для всего расчета
2. Содержание задания
1. Для исходной схемы составить системы уравнений и записать их в матричной форме следующими методами:

- законами Кирхгофа;

- методом контурных токов;

-.методом узловых потенциалов.

2. Провести расчет всех токов методами контурных токов и узловых потенциалов, составить сравнительную таблицу расчета токов различными методами.

3. Провести проверку расчета токов по законам Кирхгофа. Составить баланс мощности.

4. Если задан вольтметр, определить его показание.

5. Рассчитать указанный в карточке ток методом наложения:

- от действия указанного там же источника тока методом пропорционального пересчета;

- от действия остальных источников любым иным методом.

6. Рассчитать указанный в карточке ток методом эквивалентного генератора.

Примечание. Заданные перед началом расчетов положительные направления токов (от начала к концу ветви), а также исходную нумерацию ветвей и узлов необходимо сохранять для всего расчета

Пункты, помеченные «*», выполняются по дополнительному указанию преподавателя.

Результаты расчетов по п. 2  6 заносятся в табл. 1, по которой осуществляется контроль расчета задания.
Таблица 1