Xreferat.com » Рефераты по физике » Курсовая работа

Курсовая работа

Исследование сложной электрической цепи постоянного тока методом узловых потенциалов.



R1=130 Ом

R2=150 Ом

R3=180 Oм

R4=110 Oм

R5=220 Oм

R6=75 Oм

R7=150 Oм

R8=75 Oм

R9=180 Oм

R10=220 Oм


E1=20 В

E4=5.6 В

E6=12 В


1.Расчет узловых потенциалов.

Заземляем 0й узел, и относительно него рассчитываем потенциалы остальных узлов.

Запишем матрицу проводимостей для этой цепи:


Y=


После подстановки значений:


Y=


Составляем матрицу узловых токов:


I=


По методу узловых потенциалов мы имеем уравнение в матричном виде:

Y – матрица проводимостей;

U – матрица узловых потенциалов;

I – матрица узловых токов.

Из этого уравнения выражаем U:

Y-1 – обратная матрица;

Решаем это уравнение, используя математическую среду Matlab: U=inv(Y)*I

inv(Y) – функция ищущая обратную матрицу.

U=

Зная узловые потенциалы, найдем токи в ветвях:


i1== 0.0768; i2== 0.0150; i3== 0.0430;

i4== 0.0167; i5== 0.0454; i6== 0.0569;

i7== 4.2281105; i8== 0.0340; i9== 0.0288;

i10== 0.0116

2.Проверка законов Кирхгофа.

Первый закон

для 0го узла : i4+i2i5i1=0

для 1го узла : i2+i6i3i9=0

для 2го узла : i3+i7i8i1=0

для 3го узла : i10i7i6i5=0

для 4го узла : i8+i4+i9i10=0

Второй закон

1й контур : i1R1+i2R2+i3R3=E1 20=20

2й контур : i2R2i6R6+i5R5=E6 12=12

3й контур : i4R4i8R8i3R3i2R2=E4 5.6=5.6

4й контур : i3R3+i8R8+i10R10+i6R6=E6 12=12

5й контур : i3R3i7R7+i6R6=E6 12=12

6й контур : i9R9i8R8i3R3=0 0=0

3.Проверка баланса мощностей в схеме

Подсчитаем мощность потребителей:

P1=i12R1+i22R2+i32R3+i42R4+i52R5+i62R6+i72R7+i82R8+i92R9+i102R10+E4i4= 2.2188

Сюда включёна мощность Е4 так как он тоже потребляет энергию.

Подсчитаем мощность источников:

P2=E1i1+E6i6=2,2188

P1P2=0

4.Метод эквивалентного генератора.

Рассчитаем ток в ветви с максимальной мощностью, методом эквивалентного генератора.

Сравнивая мощности ветвей видим, что максимальная мощность выделяется в первой ветви, поэтому уберём эту ветвь и для получившейся схемы рассчитаем Uxx и Rэк .

Расчёт Uxx методом узловых потенциалов:

Матрица проводимостей:

Y=


Матрица узловых токов:

I=

По методу узловых потенциалов находим:

=

Но нас интересует только разность потенциалов между 0ым и 3им узлами: U30=Uxx =6.1597.



  • I1===0.0686



Где эквивалентное сопротивление находится следующим образом:




∆123 123






054 ∆054 054 ∆054



024 ∆024


При переходе от  ∆ используется формулы преобразования: , а при переходе ∆ : , две остальные формулы и в том, и в другом случаях получаются путем круговой замены индексов.

Определим значение сопротивления, при котором будет выделяться максимальная мощность. Для этого запишем выражение мощности на этом сопротивлении: . Найдя производную этого выражения, и приравняв её к нулю, получим: R=Rэк, т.е. максимальная мощность выделяется при сопротивлении нагрузки равном внутреннему сопротивлению активного двухполюсника.

5.Построение потенциальной диаграммы по контуру.

По оси X откладывается сопротивление участка, по оси Y потенциал соответствующей точки.

Исследование сложной электрической цепи переменного тока методом контурных токов.





Переобозначим в соответствии с графом:



R1=110 Ом L5=50 млГ С4=0.5 мкФ

R2=200 Ом L6=30 млГ С3=0.25 мкФ

R3=150 Ом

R4=220 Ом E=15 В

R5=110 Ом =2f

R6=130 Ом f=900 Гц


1.Расчет токов и напряжений в схеме, методом контурных токов.

Матрица сопротивлений:

Z==

=102

Матрица сумм ЭДС, действующих в ком контуре: Eк=

По методу контурных токов: Ix=Z1Eк=

Действующие значения: Ix=

Выражаем токи в ветвях дерева: I4=I1+I2= 0.0161+0.0025i I4=0.0163

I5=I1+I2+I3=0.02080.0073i I5=0.0220

I6=I2+I3=0.00430.0079i I6=0.0090


Напряжения на элементах:

UR1=I1R1=1.8162 UL5=I5L5=6.2327 UC3=I3=7.6881

UR2=I2R2=0.3883 UL6=I6L6=1.5259 UC4=I4=5.7624

UR3=I3R3=1.6303

UR4=I4R4=3.5844

UR5=I5R5=2.4248

UR6=I6R6=1.1693

2.Проверка баланса мощностей.

Активная мощность:

P=I12R1+I22R2+I32R3+I42R4+I52R5+I62R6=0.1708

Реактивная мощность:

Q=I52L5+I62L6-I32=0.0263

Полная мощность:

S==0.1728

С другой стороны:

Активная мощность источника:

P=EI4cos(arctg)=0.1708

Реактивная мощность источника:

Q=EI4sin(arctg)=0.0265

Полная мощность источника:

S=EI4=0.1728

3.Построение векторной диаграммы и проверка 2го закона Кирхгофа.

Для 1го контура:

I1R1+I4R4+I4 +I5R5+I5282.7433iE=0.00880.0559i

Для 2го контура:

I2R2+I4R4+I4+I5282.7433i+I5R5+I6169.6460i+I6R6=0.0088 0.0559i

Для 3го контура:

I5R5+I6169.6460i+I6R6+I3+I3R3+I5282.7433i=0.06800.0323i


Векторная диаграмма:


Топографическая диаграмма для 1го контура:


Топографическая диаграмма для 2го контура:


Топографическая диаграмма для 3го контура:


Исследование сложной электрической цепи постоянного тока методом узловых потенциалов. 1

Исследование сложной электрической цепи переменного тока методом контурных токов. 5

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты:

  • Анализ линейных электрических цепей

    Определение тока методом эквивалентного генератора в ветвях цепи. "Базовая" частота, коэффициент, задающий ее значение в источниках. Расчет электрической цепи без учета взаимно индуктивных связей в ветвях, методом узловых напряжений и контурных токов.

  • Расчёт сложных электрических цепей постоянного тока с использованием закона Кирхгофа

    Практические рекомендации по расчету сложных электрических цепей постоянного тока методами наложения токов и контурных токов. Особенности составления баланса мощностей для электрической схемы. Методика расчета реальных токов в ветвях электрической цепи.

  • Линейные электрические цепи постоянного и синусоидального тока

    Методика и основные этапы определения токов всех ветвей схемы, используя МКТ, МУП, а также тока в выделенной ветви, используя МЭГi, МЭГu. Порядок проверки баланса мощностей. Схемы в EWB или Ms для измерения токов ветвей, напряжений на элементах.

  • Расчет параметров электрической цепи

    Составление на основе законов Кирхгофа системы уравнений для расчета токов в ветвях схемы. Определение токов во всех ветвях схемы методом контурных токов. Расчет системы уравнений методом определителей. Определение тока методом эквивалентного генератора.

  • Теория электрических цепей

    Определение потребляемой мощности, отдаваемой всеми источниками, нахождение тока. Расчет значений реактивных сопротивлений в цепи, проверка найденных токов с помощью потенциальной диаграммы. Построение графиков изменения токов с помощью программы Mathcad.

  • Анализ установившихся режимов линейной электрической цепи при гармонических воздействиях

    Анализ электрической цепи без учета и с учетом индуктивных связей между катушками. Определение токов методом узловых напряжений и контурных токов. Проверка по I закону Кирхгофа. Метод эквивалентного генератора. Значения токов в первой и третьей ветвях.

  • Методы расчета электрических цепей постоянного тока

    Метод уравнений Кирхгофа. Баланс мощностей электрической цепи. Сущность метода контурных токов. Каноническая форма записи уравнений контурных токов. Метод узловых напряжений (потенциалов). Матричная форма узловых напряжений. Определение токов ветвей.

  • Расчет линейных цепей постоянного тока

    Система уравнений для расчётов токов на основании законов Кирхгофа. Определение токов методами контурных токов и узловых потенциалов. Вычисление баланса мощностей. Расчет тока с помощью теоремы об активном двухполюснике и эквивалентном генераторе.

  • Расчет разветвленной цепи синусоидального тока

    Составить систему уравнений. С учетом взаимной индуктивности для исходной схемы составить систему уравнений по законам Кирхгофа для мгновенных значений и в комплексной форме. Выполнить развязку индуктивной связи и привести эквивалентную схему замещения.

  • Физика (Шпаргалка)

    Электростатика. Способность к электризации. - способность тел притягивать к себе предметы. Эти тела оказ. заряженными. Q=ne Q - заряд тела n=1,2,...

  • Неразветвлённая электрическая цепь с одним переменным сопротивлением

    Исследование изменения токов, напряжений, мощности, КПД в неразветвлённой цепи при изменении одного из двух сопротивлений. Ознакомление с режимами работы электрической цепи: холостым ходом и коротким замыканием. Порядок сборки схемы и ее изучение.

  • Электрические цепи постоянного тока

    Основные понятия, определения и законы в электротехнике. Расчет линейных электрических цепей постоянного тока с использованием законов Ома и Кирхгофа. Сущность методов контурных токов, узловых потенциалов и эквивалентного генератора, их применение.

  • Расчет электрической цепи постоянного тока

    Расчет значения токов ветвей методом уравнений Кирхгофа, токов в исходной схеме по методу контурных токов и узловых напряжений. Составление уравнений и вычисление общей и собственной проводимости узлов. Преобразование заданной схемы в трёхконтурную.

  • Определение точного коэффициента электропроводности из точного решения кинетического уравнения

    В.Кинетические Свойства § 6. Кинетическое уравнение Носители заряда в металле или полупроводнике могут подвергаться действию внешних полей и градиентов температуры. Они также испытывают рассеяние на примесях, колебаниях решетки и т. д. Эти эффекты должны быть сбалансированы — нас интересуют такие ...

  • Анализ электрического состояния однофазных и трехфазных цепей

    Анализ однофазных электрических цепей, определение мгновенных значений токов при наличии и отсутствии индуктивно связанных элементов. Построение векторно-топографических и круговых диаграмм, проверка энергетического баланса мощностей, оценка погрешности.

  • Расчет параметров электрических схем

    Расчет заданной схемы по законам Кирхгофа. Определение токов в ветвях методом контурных токов. Уравнение баланса мощностей, проверка его подстановкой числовых значений. Комплексные действующие значения токов в ветвях схемы. Построение векторных диаграмм.

  • Синтез лёгких ядер (дефект массы) и Парадокс моделей вселенной

    Негосударственное общеобразовательное учреждение Высшего профессионального образования Омский Юридический Институт Р Е Ф Е Р А Т По предмету: Концепции современного естествознания.

  • Расчет цепей постоянного тока

    Составление по данной схеме на основании законов Кирхгофа уравнений, необходимых для определения всех токов. Определение токов всех ветвей методом контурных токов. Расчет потенциалов узлов, построение графика зависимости мощности, выделяемой на резисторе.

  • Электрический ток в жидкостях (электролитах)

    Доклад на тему: Электрический ток в жидкостях (электролитах) Электролиз Законы Фарадея Элементарный электрический заряд Ученицы класса огиновой арии

  • Исследование цепей постоянного тока

    Преобразование источника тока в эквивалентный ему источник. Расчет собственного сопротивления контуров и сопротивления, находящиеся на границе. Расчет методом узловых потенциалов. Составление расширенной матрицы, состоящей из проводимостей и токов.