Контрольная работа Расчетно-графические работы по физике
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра ТОЭ
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №2
(синусоидальный ток)
«Расчет режима линейных электрических цепей»
Выполнил:
ст. гр. 9031
Янин С. Ю
Проверил:
асс. Глубокий С.С.
Рязань 2010 г.
1.
Выбор исходных данных
Nж = 32 (порядковый номер фамилии студента в журнале);
N
b
= Nж = 32;
№ варианта 1 (задается преподавателем).
Начертим электрическую схему на основании полученного Nb по рис. 2.1 и таблицы 2.1 из методички.
| Nb | Состав ветвей | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 32 | L | R1 | C, R4 | R2 | R3 | - |
Параметры элементов выберем из таблицы 2.2 методички.
| № вар | w, c-1 | R1, кОм | R2, кОм | R3, кОм | R4, кОм | L, мГн | С, мкФ | Еm, В | Jm, мА | j, о |
| 1 | 103 | 0,5 | 0,2 | 0,1 | 0,4 | 200 | 2 | 10 | 5 | 30 |
Электрическая схема примет вид:
Рис. 1 Исходная схема
Требуется:
1. Составить систему уравнений Кирхгофа в комплексной форме для определения токов ветвей.
2. Рассчитать мгновенные значения токов во всех ветвях и напряжения на всех элементах схемы рациональным методом. Определить показания вольтметра, подключенного между точками 1 и 2, и амперметров во всех ветвях схемы. Найти активные мощности, генерируемые источником и потребляемые пассивными элементами схемы. Проверить, выполняется ли баланс мощностей.
3. Постройте векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений по результатам расчета п.2.
Точность расчетов:
1. Все значения округлять до 3-х значащих цифр.
2. Допустимая относительная погрешность для токов 0.5%, для мощностей 1%.
2.
Составление системы уравнений Кирхгофа
Укажем на схеме (Рис.2) направления токов ветвей и контуров, номера узлов.
| Рис. 2 Схема с токами и узлами Рис. 3 Граф схемы |
Составим систему уравнений Кирхгофа для определения токов ветвей:
N = 2 – 1 = 1 – количество уравнений по первому закону Кирхгофа.
M = 3 – (2 – 1) = 2 – количество уравнений по второму закону Кирхгофа.
Рассчитаем мгновенные значения токов в ветвях и напряжений на всех элементах схемы рациональным способом:
.
.
.
Приборы покажут: вольтметр U12 = 6,39 В;
амперметры I1 = 29,83 мA, I2 = 24,47 мA, I3 = 6,92 мA.
Проверка:
Проверим полученные результаты в системе Maxima:
Исходные данные:
(%1) E:8.66+5*j; R1:500; R2:200; R3:100; R4:400; ZL:200*j; ZC:-500*j;
linsolve([I2+I3-I1=0, I1*ZL+I2*R2=E, I3*(R4+ZC+R3)-I2*R2=0], [I1,I2,I3]);
Решение системы уравнений:
(%o1) 5∙j+8.66
(%o2) 500
(%o3) 200
(%o4) 100
(%o5) 400
(%o6) 200∙j
(%o7) -500∙j
rat: replaced -8.66 by -433/50 = -8.66
(%o8) [I1=(1250∙j2+415∙j-3031)/(50000∙j2+20000∙j-50000),I2=(250∙j2+183∙j-433)/(10000∙j2+20000∙j-50000),I3=-(250∙j2+433∙j)/(25000∙j2+10000∙j-25000)]
Проверим полученные результаты в Electronics
Workbench:
Параметры источника питания: f = w/2p = 159 Гц,
V = Еm/Ö2 = 10/Ö2 = 7,07 В
Рис. 4 Electronics
Workbench
токи и напряжения в цепи.
Найдем активные мощности, генерируемые источником и потребляемые пассивными элементами схемы и составим баланс мощностей:
PE = 14,4·10-2 Вт; PR2 = 11,97·10-2 Вт; PR3 = 0,479·10-2 Вт; PR4 = 1,92·10-2 Вт;
14,4·10-2 ≈ 11,97·10-2 + 0,479·10-2 + 1,92·10-2
14,4·10-2 ≈ 14,37·10-2
QE = 15,4·10-2 Вт; QС = -2,4·10-2 Вт; QL = 17,8·10-2 Вт;
15,4·10-2 ≈ 17,8·10-2 – 2,4·10-2
15,4·10-2 ≈ 15,4·10-2
Рис.5 Векторная диаграмма токов
Рис.6 Топографическая диаграмма напряжений
