Лабораторная работа №1

 

УНИВЕРСИТЕТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

 

ИРКУТСКИЙ ФИЛИАЛ

 

 

КАФЕДРА РЭО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

по дисциплине

Теория электрических цепей

 

160905

 

 

ческой цепи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск, 2010 г.

Иркутский филиал МГТУ ГА

 

_____________________________________

(наименование кафедры)

 

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

 

____________________________

звание, подпись, фамилия)

г.

 

 

1

 

циплине

Теория электрических цепей

 

.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

.

.

Варианты заданий.

.

.

Контрольные вопросы.

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

Запасный А.И. Основы теории цепей. – М.: РИОР, 2006, стр. 35-38.

.

 

 

 

 

 

 

НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ, ПРИЛОЖЕНИЯ, ТСО

.

 

 

 

Обсуждено на заседании кафедры

__

Подготовка к выполнению лабораторной работы

В данной лабораторной работе разветвленная электрическая цепь постоянного тока исследуется с использованием первого и второго законов Кирхгофа. Для расчета разветвленной электрической цепи существенное значение имеет число ветвей и узлов в цепи.

последовательно соединенных элементов.

два узла.

ветвей, в которой происходит разветвление тока.

контур.

чается не более одного раза.

щим образом:

Алгебраическая сумма токов в узле равна нулю

гофа может быть сформулирован иначе:

из узла:

электрической цепи не может происходить накопление заряда.

ской цепи и формулируется следующим образом:

элементах контура равна сумме ЭДС в этом контуре

ЭДС. В замкнутом контуре ток может протекать только в одном направлении, поэтому должно быть выбрано направление протекания тока. После этого выполняется обход контура в выбранном направлении и падение напряжения на элементе или ЭДС источника считаются положительными, если ток через элемент или ЭДС совпадает с направлением обхода. В противном случае соответствующие напряжения и ЭДС суммируются с обратным знаком.

найти неизвестные токи в ветвях цепи.

 

 

Теоретические положения метода уравнений Кирхгофа.

Универсальным методом анализа ЭЦ является использование законов Кирхгофа, устанавливающих закономерности электрического равновесия в электрических цепях (закон сохранения энергии).

m.

n.

= р, т.е. соответствует общему числу неизвестных токов в ветвях.

 

с использованием метода уравнений Кирхгофа

унке 1. Схема цепи содержит 6 ветвей (m=6) и 4 узла: a, b, c, d (n=4). По каждой ветви проходит свой ток, следовательно число неизвестных токов равно числу ветвей, и для определения токов необходимо составить m уравнений. При этом по первому закону Кирхгофа составляют уравнения для (n–1) узлов. Недостающие m–(n–1) уравнения получают по второму закону Кирхгофа, составляя их для m–(n–1) взаимно независимых контуров.

Рисунок 1.

во всех ветвях. Направление токов выбираем произвольно, но в цепях с источниками ЭДС рекомендуется, чтобы направление токов совпадало с направлением ЭДС.

по первому закону Кирхгофа. Выбираем 4–1=3 узла (a, b, c) и для них записываем уравнения:

= 0;

= 0;

отрицательным

выбираем контура I, II, III и для них записываем уравнения:

;

;

.

Таким образом, получаем систему из 6 уравнений с 6 неизвестными:

 

Решение системы из шести уравнений – достаточно трудоемкая задача, поэтому решение подобных задач стремятся выполнять на ЭВМ, для чего эти уравнения требуется формализовать в матричной форме.

решение системы (3) будет иметь вид

 

неизвестными

 

с определителем матрицы системы Δ, отличным от нуля

 

решение записывается в виде

 

i-ый столбец матрицы системы заменяется столбцом свободных членов).

Для рассматриваемого примера

 

тогда

,

 

.

и записываются в таблицу (например – таблица 3).

Если в результате расчетов численное значение тока получено со знаком «минус», это означает, что реальное направление тока данной ветви противоположно принятому в начале расчета.

 

3. Варианты заданий

. Пользуясь приведенными данными произвести расчет цепи, как было указано выше.

1

 

 

 

Таблица 2

 

 

При проведении математических расчетов допускается использование программы математического моделирования MathCAD.

 

Исследование электрической цепи в программе EWB.

, для измерения протекающего тока включить амперметр. Режим работы амперметра установить в положение постоянного тока. Задать номиналы сопротивлений и источников ЭДС.

схемы. С помощью амперметров проконтролировать значения токов, протекающих в ветвях схемы и зафиксировать их в отчете в виде таблицы (пример – таблица 3). Сравнить их со значениями, полученными в ходе теоретических расчетов.

В случае несоответствия проверить правильность схемы и произвести измерения повторно. Если в результате повторных измерений наблюдается несоответствие полученных значений токов, проверьте правильность проведенных теоретических вычислений.

 

Таблица 3

 

 

Содержание отчета.

; выводы по работе.

 

6. Контрольные вопросы

определяется результирующая ЭДС для каждого способа соединения.

ко источников тока, точка, имеющая самый низкий потенциал, как ее определить.

В чем причина протекания тока в том или другом направлении.

того, чтобы создать ток.

Что такое электрический потенциал.

Что такое ЭДС, как она связана (или не связана) с напряжением.

сделать.

ческой цепи, содержащей несколько источников тока.

можны варианты.

ки в определении величины тока.

тенциал, отличный от потенциала других точек.

даже если он причудливо изогнут.

 

8

 

Leave a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *