- •3.5 Переходные процессы в электрических цепях
- •Введение
- •1.2. Упт прямого усиления
- •1.3. Напряжение смещение нуля и его дрейф
- •1.4. Балансные схемы упт
- •1.5. Дифференциальный усилитель. Входные токи смещения
- •6. Упт типа мдм
- •3. Расчетная часть
- •3.1 Расчет линейных электрических цепей постоянного тока
- •3.2 Расчет нелинейных электрических цепей постоянного тока
- •3.3 Расчет линейных однофазных электрических цепей переменного тока
- •3.4 Расчет трехфазных электрических цепей переменного тока
- •3.5 Переходные процессы в электрических цепях
- •4. Заключение
- •5. Литература
3. Расчетная часть
3.1 Расчет линейных электрических цепей постоянного тока
3.1.1 Составим систему уравнений , применяя законы Кирхгофа для определения токов во всех ветвях.
При расчете данным методом произвольно задаем направление токов в ветвях ,,,,,.
В данной цепи шесть уравнений. Составим уравнение для узлов , например для А,В,С:
Узел А:
Узел В:
Узел С:
Задаемся обходом каждого контура и составляем уравнения по второму закону Кирхгофа.
Контур АВДА – обход против часовой стрелки.
Контур СДВС– обход против часовой стрелки.
Контур АСВА– обход по часовой стрелке.
ЭДС в контуре берется со знаком "+", если направление ЭДС совпадает с обходом контура, если не совпадает - знак "-".
Падение напряжения на сопротивлении контура берется со знаком «+», если направление тока в нем совпадает с обходом контура , со знаком «-», если не совпадает.
Дано:
E1=30В, Е2=40В,
R1=26 Ом, R2=64 Ом,
R3=43 Ом, R4=35 Ом,
R5=51 Ом, R6=16 Ом,
r01=2 Ом, r02=2 Ом
Определить:
Дано:
E1=30В, Е2=20В,
R1=54 Ом, R2=42 Ом,
R3=23 Ом, R4=31 Ом,
R5=16 Ом, R6=51 Ом,
r01=1 Ом, r02=2 Ом
Определить:
С
Д
В
А
ВГПТ 380131. К11. 016 ПЗ
ВГПТ 390202. К08. 019 ПЗ
Мы получили систему из шести уравнений с шестью неизвестными:
Если при решении системы ток получается со знаком "-", значит его действительное направление обратно тому направлению, которым мы задались.
3.1.2 Для определения токов во всех ветвях используем метод контурных токов, который основан на использовании второго закона Кирхгофа.
В заданной цепи можно рассмотреть три контура-ячейки (АВДА,СДВС,АСВА) и ввести для них контурные токи ,
При составлении уравнений по второму закону Кирхгофа в левой части равенства алгебраически суммируются ЭДС источников, входящих в контур-ячейку, в правой части равенства алгебраически суммируются напряжения на сопротивлениях, входящих в этот контур, а также учитывается падение напряжения на сопротивлениях смежной ветви, определяемое по контурному току соседнего контура.
Подставляем в контур численные значения ЭДС и сопротивлений.
Решим систему с помощью определителей. Вычислим определитель системы Δ и частные определители
𝛥=896855
8
ВГПТ 380131. К11. 016 ПЗ
Вычисляем контурные токи:
Действительные токи ветвей:
ВГПТ 380131. К11. 016 ПЗ
3.1.3 Метод наложения
Определяем частные токи от ЭДС E1, при отсутствии ЭДС E2.
Преобразовываем треугольник сопротивлений
Определяем эквивалентное сопротивление цепи:
Вычисляем токи источника:
12,12=64
ВГПТ 380131. К11. 016 ПЗ
Токи и определяем по первому закону Кирхгофа:
Определим частные токи от ЭДС E2 при отсутствии ЭДС Е1.
Показываем направление частных токов от ЭДС E2 при отсутствии ЭДС Е1 , и обозначаем буквой c двумя штрихами.
.
Определить эквивалентное сопротивление цепи:
Ом
= 16 + 13,8 = 29.8
ВГПТ 380131. К11. 016 ПЗ
Вычисляем токи источника:
Вычисляем токи ветвей исходной цепи, выполняя алгебраическое сложение частных токов, учитывая их направление:
Составим баланс мощностей для заданной схемы.
Подставляем числовые значения и вычисляем
21,1 Вт=22,05 Вт
С учетом погрешностей расчетов баланс мощностей получился.
ВГПТ 380131. К11. 016 ПЗ
Результаты расчетов токов по пунктам 2 и 3 представим в виде таблицы и сравним.
Токи в ветвях
Метод расчета |
||||||
Метод контурных токов
Метод наложения |
-0,315
-0,41 |
0,271
0,22 |
0,022
0,01 |
0,337
0,44 |
0,249
0,23 |
0,586
0,65 |
3.1.4 Определим ток во второй ветви методом эквивалентного генератора.
На схеме искомый ток определим по закону Ома для замкнутой цепи:
где Еэ - ЭДС эквивалентного генератора, ее величину определяют как напряжение на зажимах холостого хода, Еэ =Uxx.
rэ – внутреннее сопротивление эквивалентного генератора, его величина рассчитывается как эквивалентное сопротивление пассивного двухполюсника относительно исследуемых зажимов.
Изображаем схему в режиме холостого хода.
Найдём потенциал точки А.
ΦБ = 0
ΦС = ΦБ + I4R4 = 0 + 0,44 ∙ 35 = 15,4 В;
ΦА = ΦС + I3R3 =15,4 + 0,16 ∙ 43 = 22,3 В;
ΦД = ΦА – Е + I2R2 =22,3 – 40 + 0,44 = –17,26 В;
ΦF = ΦД + I2R2 = –17,26 + 10,08 =–7,18 В;
ΦБ = ΦF + I6R6= –7,18 + 7,4 = – 0,14 В; –проверочная точка.
ВГПТ 380131. К11. 016 ПЗ
Выражаем токи
0,78
∙ 0,16)
∙0,16) А
Преобразовываем треугольник сопротивлений в эквивалентную звезду и найдём
Определяем ЭДС эквивалентного генератора и находим ток :
ΦА ΦБ 15,83 0
ВГПТ 380131. К11. 016 ПЗ
ВГПТ 380131. К11. 016 ПЗ
Рассчитаем потенциалы точек в ветви с двумя источниками ЭДС для построения потенциальной диаграммы
ΦА = 0
ΦС = ΦА – I3R3 = 0 – 6,88 = –6,88 В;
ΦА = ΦС I1r1 = – 6,88 –30 = –36,36 В;
ΦF = ΦM + I1R1 = –36,36 + 6,76 = –29,6 В;
ΦД = ΦF I2R2 = –29,6 – 10,24 = –39,84 В;
ΦA = ΦД I1r1 = –39,84 + 40 – 0,52 = –0,36 В; –проверочная точка.
ВГПТ 380131. К11. 016 Э3
Нелинейная электрическая цепь
Схема электрическая принципиальная
Блажевич
Блажевич
Группа
ЭП- 36