Кафедра электротехники и электрооборудования электротехника и основы электроники


НазваниеКафедра электротехники и электрооборудования электротехника и основы электроники
страница3/9
Дата публикации20.07.2013
Размер0.92 Mb.
ТипМетодические указания
userdocs.ru > Физика > Методические указания
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Методические указания и пример расчета
Решение данной задачи рассматривается в примере цепи, представленной на рис. 5, в которой E1=8, E2=4, E3=E4=4, E5=9 В; R1=R2=4, R3=2, R4=4, R5=3, R6=1 Ом. Требуется определить ток в резисторе R5.


Решение данной задачи осуществляется в четыре этапа: 1) заданная цепь разделяется на активный двухполюсник и его нагрузку. В данной цепи нагрузкой является резистор R5, а вся остальная цепь - активным двухполюсником; 2) определяется напряжение холостого хода Uх на зажимах активного двухполюсника; 3) определяется входное сопротивление RВХ пассивной части активного двухполюсника; 4) определяется искомый ток I5, протекающий через резистор R5.

Напряжение Uх определяется в следующем порядке. Вычерчивается схема активного двухполюсника при холостом ходе (рис.6). Определяются токи холостого хода I, I, I- активного двухполюсника методом двух законов Кирхгофа. Для этого составляется и решается система трех уравнений с неизвестными токами I, I, I:








Подставив в данную систему уравнений числовые значения и решив ее, получаем: I=1,125 А; I=0,125 A; I=1,25 А. Определяется напряжений Uх из решения уравнения, которое составляется по второму закону Кирхгофа для контура abca:
В.

Сопротивление RВХ определяется в следующем порядке. Вычерчивается схема пассивной части активного двухполюсника (рис.7), которая получается из схемы активного двухполюсника путем исключения из нее источников ЭДС. Сопротивление RВХ представляет, собой


эквивалентное сопротивление цепи, схема которой приведена на рис. 7. Оно определяется в два этапа. Сначала определяется эквивалентное сопротивление RЭК1 части цепи, расположенной слева от узлов a и c:

Ом.

Затем определяется сопротивление RВХ:

Ом.

Искомый ток I5 определяется по формуле:

А.
Задача 3. Расчет последовательной нелинейной цепи постоянного тока.
В цепи, общая схема которой приведена на рис. 9, по заданному напряжению U на зажимах цепи определить ток I и напряжения U1 и U2 на элементах. Задачу решить методами сложения и пересечения



характеристик. Схема конкретной цепи, подлежащей расчету, получается из общей схемы путем замены в ней резистора R и нелинейного элемента НЭ конкретными элементами согласно данным табл. 5. Числовые значения сопротивлений резисторов и вольт-амперных характеристик (ВАХ) нелинейных элементов приведены в табл. 6 и 7.

Таблица 5

Номер личного варианта

Последовательная цепь

Параллельная цепь

U, В

R

НЭ

I, А

НЭ*

НЭ**

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

9

10

11

12

14

10

11

12

13

16

17

12

13

14

15

18

14

15

16

18

16

17

19

18

20

R1

R1

R1

R1

R1

R2

R2

R2

R2

R2

R2

R3

R3

R3

R3

R3

R4

R4

R4

R4

R5

R5

R5

R6

R6

НЭ2

НЭ3

НЭ4

НЭ5

НЭ6

НЭ1

НЭ2

НЭ3

НЭ4

НЭ5

НЭ6

НЭ1

НЭ2

НЭ3

НЭ4

НЭ5

НЭ6

НЭ1

НЭ2

НЭ3

НЭ4

НЭ5

НЭ6

НЭ1

НЭ2

8

10

11

12

9

8

12

13

14

11

10

15

16

13

12

18

15

14

15

14

11

8

9

11

12

НЭ10

НЭ10

НЭ10

НЭ10

НЭ10

НЭ10

НЭ9

НЭ9

НЭ9

НЭ9

НЭ9

НЭ8

НЭ8

НЭ8

НЭ8

НЭ7

НЭ7

НЭ7

НЭ6

НЭ6

НЭ5

НЭ4

НЭ5

НЭ6

НЭ7

НЭ9

НЭ8

НЭ7

НЭ6

НЭ5

НЭ4

НЭ8

НЭ7

НЭ6

НЭ5

НЭ4

НЭ7

НЭ6

НЭ5

НЭ4

НЭ6

НЭ5

НЭ4

НЭ5

НЭ4

НЭ4

НЭ3

НЭ3

НЭ3

НЭ3


Таблица 6

Сопротивления, Ом

R1

R2

R3

R4

R5

R6

0,35

0,5

0,6

0,75

0,9

1,0


Таблица 7

Вольт-амперные характеристики нелинейных элементов

U, В

Токи, А

НЭ1

НЭ2

НЭ3

НЭ4

НЭ5

НЭ6

НЭ7

НЭ8

НЭ9

НЭ10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

0,1

0,2

4,5

16,0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,2

0,7

1,5

2,7

4,3

16,0

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,2

0,5

0,8

1,3

1,8

2,7

4,5

16,0

-

-

-

-

-

-

-

-

2,5

4,2

4,3

4,3

4,4

4,4

4,5

4,8

10,0

16,0

-

-

-

-

-

-

4,0

5,9

6,1

6,2

6,2

6,3

6,4

6,4

6,7

10,0

16,0

-

-

-

-

-

6,7

7,8

8,0

8,1

8,1

8,2

8,2

8,3

8,4

8,4

9,3

16,0

-

-

-

-

0,4

1,5

9,1

9,4

9,5

9,5

9,6

9,6

9,7

9,7

9,8

9,8

9,8

9,9

9,9

10,0

3,3

5,6

6,2

6,8

7,2

7,4

7,6

7,7

7,7

7,8

7,8

7,8

7,9

7,9

7,9

8,0

2,2

3,8

4,4

4,9

5,2

5,4

5,6

5,7

5,7

5,7

5,8

5,8

5,9

5,9

5,9

6,0

1,4

2,1

2,6

2,9

3,2

3,4

3,5

3,6

3,7

3,7

3,8

3,8

3,8

3,9

3,9

4,0


^ Методические указания и пример расчета

Решение данной задачи рассматривается на примере цепи, приведенной на рис. 9, элементами которой являются резистор R6 и нелинейный элемент НЭ3. Согласно табл. 6 сопротивление R6=1 Ом. Напряжение U = 20 В.



Сущность метода сложения характеристик состоит в следующем. В осях координат U, I строятся ВАХ элементов цепи I(U1) и I(U2) и ВАХ всей цепи I(U) (рис. 10).

Затем, используя эти характеристики, графическим путем по заданной величине определяют искомые величины.

ВАХ резистора I(U1) представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат. Вторая, вспомогательная, точка (точка В) этой прямой определяется с помощью закона Ома. Для этого в пределах оси U задается абсцисса UB этой точки, а затем определяется ордината IB этой точки по закону Ома: . ВАХ нелинейного элемента I(U2) строится по значениям, приведенным в табл. 7.

Характеристика I(U) строится на основе второго закона Кирхгофа: . Это уравнение в данном случае следует понимать так: для каждого фиксированного значения тока напряжение на зажимах цепи равно сумме падений напряжений на элементах цепи. А это значит, что для построения кривой I(U) следует задать ряд значений тока (8 - 10 значений в пределах оси ординат) и для каждого тока найти значение напряжения U путем сложения абсцисс кривых I(U1) и I(U2). При этом на плоскости координат будет получен ряд точек, при соединении которых получится искомая кривая I(U).

В рассматриваемом примере U=20 В. Согласно кривой I(U) данному значению напряжения соответствует ток, равный 12,4 А. Согласно кривым I(U1) и I(U2) данному значению тока соответствуют следующие напряжения на элементах цепи: U1=12,3 В; U2=7,7 В.

Расчет данной цепи методом пересечения характеристик осуществляется следующим образом. Заданная цепь представляется состоящей из двух частей: в первую часть входят источник напряжения U и резистор R6, во вторую- нелинейный элемент НЭ3. Первая часть заменяется эквивалентным генератором с параметрами: EЭГ=U; RВТ=R6; Uab=U2, где EЭГ, RВТ, Uab - ЭДС, внутреннее сопротивление, выходное напряжение эквивалентного генератора. Нелинейный элемент рассматривается как нагрузка эквивалентного генератора (рис. 11), Уравнение внешней характеристики, данное эквивалентного генератора, полученное на основании второго закона Кирхгофа, имеет следующий вид:




Согласно этому уравнению в осях U, I рис. 12 строится график этой характеристики I(Uab). Он представляет собой прямую линию, пересекающую оси координат в точках М и N. Координаты точки М определяются из опыта холостого хода, а точки N из опыта короткого замыкания эквивалентного генератора. При холостом ходе I=0, а Uab=U=20 В. Из этого следует, что абсцисса точки М равна 80, а ордината - нулю. При опыте короткого замыкания Uab=0, а А. Из этого следует, что абсцисса точки N равна нули, а ордината - 20.



Рис. 12

В этих же осях координат строится ВАХ нелинейного элемента по значениям, приведенным в табл. 7.

Искомые ток I и напряжения U1 и U2 определяются точкой пересечения прямой I(Uab) и кривой I(U2) (точкой А). Ордината этой точки равна искомому току, а ее абсцисса разделяет отрезок ОМ на две части. Одна часть численно равна U1 , а другая U2 (рис. 12).
1   2   3   4   5   6   7   8   9

Похожие:

Кафедра электротехники и электрооборудования электротехника и основы электроники iconМетодические указания к выполнению расчетов переходных процессов...
Методические указания к выполнению расчетов переходных процессов в линейных электрических цепях по дисциплинам "Теоретические основы...
Кафедра электротехники и электрооборудования электротехника и основы электроники iconМетодические указания и задания на выполнение расчетно-графической...
По дисциплине “Электротехника и основы электроники”для студентов специальности 37 01 06 – “Техническая эксплуатация автомобилей”
Кафедра электротехники и электрооборудования электротехника и основы электроники iconЛинейные цепи постоянного тока
Расчёт электрических цепей является одной из основных задач при изучении электротехники, а впослед-ствии – и электроники
Кафедра электротехники и электрооборудования электротехника и основы электроники iconТрёхфазные цепи м етодические указания к лабораторным работам по...
Научный редактор канд техн наук., зав каф электротехники и автоматики ви юргту и. А. Сысоев
Кафедра электротехники и электрооборудования электротехника и основы электроники iconУчебное пособие по дисциплине “Электротехника и электроника”
Электротехника и электроника. Учебное пособие по дисциплине “Электротехника и электроника”. Часть 1- электротехника. / авт сост....
Кафедра электротехники и электрооборудования электротехника и основы электроники iconКурсовая работа по Теоретическим основам электротехники Курсовая...
Курсовая работа по электротехнике для студентов заочного отделения является заключительным этапом подготовки специалиста по предмету...
Кафедра электротехники и электрооборудования электротехника и основы электроники iconМетодические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине...
«Технология производства транспортного электрооборудования и техническое нормирование» для специальности 190501 «Эксплуатация транспортного...
Кафедра электротехники и электрооборудования электротехника и основы электроники iconФгбоу впо «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова»
Теоретические основы электротехники для студентов-заочников электротехнических специальностей
Кафедра электротехники и электрооборудования электротехника и основы электроники icon1. 1 Система ппр электрооборудования и сетей
...
Кафедра электротехники и электрооборудования электротехника и основы электроники iconТеоретические основы электротехники м-31, первый семестр 2012/2013...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница