Курсовая работа

по дисциплине

«Электротехника»

на тему:

РАСЧЕТ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО И ПОСТОЯННОГО ТОКА

Вариант 1

СОДЕРЖАНИЕ

1 Расчет электрических цепей комплексным методом. 3

1.1 Постановка задачи. 3

1.2 Ввод исходных данных значений элементов электрической цепи в программу MathCAD и построение цепи в среде EWB512. 4

1.3 Определение токов и напряжений во всех ветвях схемы методом узловых потенциалов. 5

1.4 Векторная диаграмма токов цепи и напряжений внешнего контура. 7

1.5 Баланс активных и реактивных мощностей. 9

2 Расчет переходных процессов в цепях первого порядка. 11

2.1 Постановка задачи. 11

2.2 Определение параметров переходного процесса. 11

2.3 Иллюстрация переходного процесса. 12

1Расчет электрических цепей комплексным методом

1.1Постановка задачи

Применяя метод узловых потенциалов (в зависимости от варианта и группы) для комплексных амплитуд, выполнить следующее:

1. определить токи во всех ветвях схемы; определить напряжения на всех элементах;

2. построить векторную диаграмму токов в цепи; построить векторную диаграмму для напряжений внешнего контура.

3. составить баланс активных и реактивных мощностей.

На рисунке 1.1 представлена обобщенная схема цепи к заданию №1.

а б

Рисунок 1.1– Обобщенная схема цепи к заданию №1

Таблица 1.1– Параметры элементов цепи

Таблица 1.2– Параметры источников

1.2Ввод исходных данных значений элементов электрической цепи в программу MathCAD и построение цепи в среде EWB512

На рисунке 1.2 представлена исходная электрическая цепь.

Рисунок 1.2– Исходная электрическая цепь

1.3Определение токов и напряжений во всех ветвях схемы методом узловых потенциалов

Примем, что потенциал 4-го узла равен нулю, а токи направлены так, как показано на рисунке 1.2.

1.3.1Определение потенциалов во всех узлах схемы.

1.3.2Определение токов во всех ветвях схемы.

1.3.3Определение напряжения на всех элементах.

1.3.4Проверка экспериментально полученных значений.

Рисунок 1.3– Экспериментальное полученная электрическая схема

1.4Векторная диаграмма токов цепи и напряжений внешнего контура

1.4.1Векторная диаграмма для токов во всех ветвях схемы.

1.4.2Векторная диаграмма для напряжений внешнего контура.

1.5Баланс активных и реактивных мощностей.

Вывод: в результате проведенной работы методом узловых потенциалов для комплексных амплитуд были определены токи во всех ветвях схемы и напряжения на всех элементах; построены векторные диаграммы токов в цепи и напряжений внешнего контура; а также составлен баланс активных и реактивных мощностей.

2Расчет переходных процессов в цепях первого порядка

2.1Постановка задачи

Расчёт временных зависимостей напряжения U_L(t) при замыкании ключа. На рисунке 2.1 представлена исходная электрическая цепь.

Рисунок 2.1– Исходная электрическая цепь

Таблица 2.1– Параметры элементов схемы

Рисунок 2.2– Собранная схема с помощью Electronics Workbench

2.2Определение параметров переходного процесса

Независимые начальные условия:

Определим входное операторное сопротивление

Рисунок 2.3– Операторная схема

где р – корень характеристического уравнения.

Ток на индуктивности найдем в результате сложения свободной и принужденной составляющих:

I_L= I_Lсв + I_Lпр= Ае^pt+1,5.

Постоянную интегрирования А найдем при помощи первого закона коммутации:

А= I_L0– I_Lпр=2 – 1,5= 0,5.

2.3Иллюстрация переходного процесса

Таким образом получаем окончательное значение тока на индуктивности L:

Напряжение u_L(t) на индуктивности найдем по формуле:

На рисунке 2.4 представлена график изменения напряжения u_L(t).

Рисунок 2.4– График изменения напряжения u_L(t)

На рисунке 2.5 представлена результат расчета в программе EWB с помощью осциллографа.

Рисунок 2.5– Результат расчета в программе EWB с помощью осциллографа

Вывод: были рассчитаны временные зависимости напряжения U_L(t) на катушке при замыкании ключа; построены графики соответствующих временных зависимостей, проверены решения, в результате чего решение, отраженное в MathCAD совпадает с полученным решением в Electronics Workbench.

Скачать:  1_uzlovye-potencialy_klassika.rar [323,8 Kb] (cкачиваний: 21)