Ргр расчет сложной цепи постоянного тока

Методические указания

к выполнению РАСЧЕТНО — ГРАФИЧЕСКОЙ работы

«расчет сложной цепи постоянного тока»

по курсу «электротехника

и основы электроники»

для студентов неэлектрических специальностей

Утверджено

редакционно-издательским

советом университета,

протокол № 2 от 22.02.06

Харьков НТУ "ХПИ" 2008

Методические указания к выполнению расчетно-графической работы "Расчет сложной цепи постоянного тока" по курсу "Электротехника и основы электроники" для студентов неэлектрических специальностей / Сост.: Д. Ф. Богданов, Е. П. Гуртовая, Н. А. Кузьменко. – Харьков: НТУ “ХПИ”, 2008. – 48 с. – На рус. яз.

Составители: Д. Ф. Богданов

Е. П. Гуртовая

Н. А. Кузьменко

Рецензент Лизогуб В. В.

Кафедра радиоэлектроники

2

ВСТУПЛЕНИЕ

Настоящие методические указания к выполнению расчетно-графической работы "Расчет сложной цепи постоянного тока" в рамках общеинженерного курса "Основы электротехники и электроники", предназначены для студентов неэлектрических специальностей НТУ "ХПИ", изучающих указанный курс, применительно к слаботочным информационным цепям, а не к устройствам промышленной электрики.

Расчетно-графическая работа во внеаудиторное время и ее объем составляет 9 часов (0,25 кредитов).

По завершении выполнения РГР студент обязан защитить ее, т. е. обосновать выбранные принципы расчета и методику их выполнения.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Выполнение расчетно-графической работы (РГР) по разделу электротехники курса «Электротехника и основы электроники» «Расчет сложной цепи постоянного тока» способствует усвоению студентами фундаментальных разделов курса, касающихся анализа и расчета линейных цепей постоянного тока.

В настоящих методических указаниях приводятся рекомендации по использованию тех или иных методов преобразования и расчета электрических цепей постоянного тока, схемы исследуемых цепей и таблицы вариантов соответствующих параметров этих цепей, задание для расчета, а также примеры выполнения и оформления задания с использованием различных методов решения.

РГР выполняется студентами в номерами вариантов схемы и ее параметров, преподавателем. Она оформляется в ученической тетради, на титульном листе которой должны быть указаны фамилия, инициалы студента, группа, номера вариантов схемы и ее параметров ().

В процессе выполнения РГР каждый этап необходимо сопровождать пояснениями с приведением графических изображений и расчетных соотношений. Конечный результат расчета следует выделить из общего текста путем подчеркивания. Результаты вычислений записываются с точностью до четвертого знака после запятой.

3

РГР необходимо приводить основную и все промежуточные схемы (связанные с преобразованием цепи, введением новых обозначений и т. д.), выполненные согласно ГОСТ карандашом с помощью чертежных инструментов с приведением буквенных обозначений ЭДС, токов, напряжений, сопротивлений, а также направлений токов в ветвях и действующих напряжений.

Параметры схемы приводятся в начале задания в виде отдельного перечня.

2. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ МЕТОДОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И РАСЧЕТА СХЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цепи постоянного тока могут быть условно разделены на простые и сложные. К сложным цепям относятся линейные электрические цепи с несколькими источниками электрической энергии, к простым – цепи с одним источником.

При расчете простых и сложных электрических цепей может возникнуть необходимость применения следующих основных эквивалентных преобразований разветвленных пассивных участков цепей:

преобразование цепи с последовательным соединением сопротивлений (рис. 2.1):

.

Рисунок 2.1

преобразование цепи с параллельным соединением сопротивлений (рис. 2.2, 2.3):

4

.

Рисунок 2.2

.

Рисунок 2.3

преобразование цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 2.4):

5

.

Рисунок 2.4

·  преобразование соединения сопротивлений треугольником в эквивалентную звезду (рис. 2.5):

Рисунок 2.5

6

·  преобразование соединения сопротивлений звездой в эквивалентный треугольник (рис. 2.6):

.

Рисунок 2.6

Для анализа и расчета сложных электрических цепей разработан ряд специальных методов. При выполнении РГР могут быть использованы следующие.

3 МЕТОД НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ ЗАКОНОВ КИРХГОФА

Данный метод универсален, достаточно нагляден, однако в случае наличия в рассчитываемой сложной цепи большого числа ветвей (> 3) при применении данного метода возникает необходимость решения системы линейных уравнений достаточно высокой размерности.

При использовании этого метода можно рекомендовать следующую последовательность расчета:

3.1.Определяют число ветвей и число узлов в схеме.

7

3.2.Выбирают произвольно и обозначают на схеме условные положительные направления токов в ветвях схемы.

3.3.В соответствии с I законом Кирхгофа составляют уравнений вида:

где – число ветвей, сходящихся в данном узле схемы.

При этом токи, втекающие в рассматриваемый узел, записывают со знаком

“+”, вытекающие из узла – со знаком “– ”.