РГЗ1
.docxФедеральное государственное автономное
образовательное учреждение
высшего образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Саяно-Шушенский филиал
кафедра Фундаментальной подготовки
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
по теоретическим основам электротехники
Электрические цепи при постоянном воздействии
Преподаватель ___________ В.Ю. Ельникова
подпись, дата
Студент ГЭ17-02Б ________________ ___________ Д.С. Глашев
номер группы номер зачетной книжки подпись, дата
Саяногорск 2018
Содержание
Y
Нахождение тока IН в режиме согласованной нагрузки методом эквивалентного генератора. 5
Список использованных источников 6
Задана схема на рис. 1.1, параметры элементов: R1=300 Ом; R2=200 Ом; RН=400 Ом; E1=120 В и J2=0,4 A. Требуется выполнить вышеприведенное задание.
Рис. 1.1. Схема цепи для примера: исходная (а); резистивная (б)
Построение резистивной схемы замещения цепи. Резистивная схема (рис. 1.1,б) содержит резисторы и источники ЭДС. Конденсатор при постоянном воздействии заменяется разрывом, катушка заменяется закороткой, источник тока на источник ЭДС. Значение Е для замененного источника тока: Е=J2R1
Нахождение выходного тока. Построим уравнения по законам Кирхгофа [1]. Уравнение по первому закону для узла 1 имеет вид
(1.1)
Уравнения по второму закону Кирхгофа для контуров I и II (обход контуров по часовой стрелке на рис.1.1, б)
(1.2)
Решаем систему уравнений (1.1)-(1.2) методом подстановки относительно искомого тока.
Выразим ток I2:
(1.3)
Подставим уравнения (1.1) и (1.3) в первое уравнение (1.2) и выразим Е:
Формула искомого тока:
(1.4)
Нахождение напряжения на нагрузке при 𝑹н = 𝟎 и 𝑹н = ∞. При 𝑅н = ∞ ток Iн = 0 согласно формуле (1.4). Формула для Rн= 0 получается также из (1.4):
Нахождение мощности. Символьное выражение мощности и численное значение при заданном сопротивлении Rн имеет вид:
Построение графика зависимости 𝑷н = 𝒇(𝑹н). График может быть построен по точкам или с использованием компьютерных программ, например, MS Excel. Такой график приведен на рис. 1.2.
Рис. 1.2 График зависимости 𝑷н = 𝒇(𝑹н)
Как видно из графика, кривая мощности имеет максимум с координатами Pн.макс ≈ 19,2 Вт и Rн.макс ≈ 120 Ом. При этом эквивалентное сопротивление цепи оказывается равным сопротивлению нагрузки. Такой режим цепи называется согласованным.
Нахождение тока IН в режиме согласованной нагрузки методом эквивалентного генератора.
Схема (рис.1.1 б) относительно сопротивления RН может быть представлена эквивалентным генератором с параметрами RН = RЭКВ =R1R2/ (R1+R2) и ЭДС ЕЭКВ = UХХ = (E+Е1)R2/(R1 + R2), которые определяются в режиме холостого хода.
Рис.1.3. Схема эквивалентного генератора.
После определения параметров эквивалентного генератора можно определить ток в режиме согласованной нагрузки:
Список использованных источников
1. Анализ установившихся режимов в линейных электрических цепях: методические указания к расчетно-графической работе по теоретическим основам электротехники /сост. : С. А. Курганов, Е. Р. Бодряков. – Ульяновск: УлГТУ, 2015. – 48 с.