Презентация "Методы расчета сложных электрических цепей"

В презентации рассмотрены подробно несколько методов расчета сложных электрических цепей с конкретными примерами. Материал может быть использован при лекционном объяснении темы.
Скачать материал
библиотека
материалов
Содержание слайдов
Номер слайда 1

Методы расчета сложных электрических цепей постоянного тока Виноградова С.П.

Номер слайда 2

Цели урока: ознакомиться с методами расчета сложных электрических цепей постоянного тока, усвоить порядок расчета сложных электрических цепей постоянного тока, научиться находить токи в отдельных ветвях сложной электрической цепи.

Номер слайда 3

Методы анализа электрических цепей Метод непосредственного применения законов Кирхгофа Метод контурных токов Метод узлового напряжения Метод наложения (суперпозиции) Метод эквивалентного генератора Метод узловых потенциалов и т.д

Номер слайда 4

1.Метод непосредственного применения законов Кирхгофа Для анализа цепи методом непосредственного применения законов Кирхгофа должны быть известны значения всех ЭДС, токов источников тока и всех сопротивлений, входящих в схему цепи. Источники тока преобразуются в эквивалентные источники ЭДС.

Номер слайда 5

Алгоритм расчета Провести анализ схемы. Определить количество искомых токов (необходимое количество уравнений). Расставить произвольно направления токов в ветвях. Если выбранное направление какого либо тока окажется неверным, то в решении он получит знак минус (в цепях постоянного тока). Записать по 1-му закону Кирхгофа количество уравнений на одно меньше, чем количество узлов. Недостающие уравнения записать по 2-му закону Кирхгофа для независимых контуров, предварительно задавшись произвольными направлениями обхода этих контуров. Решить полученную систему уравнений. Расставить правильные направления токов на схеме для цепей постоянного тока. Проверить решение методом баланса мощностей.

Номер слайда 6

Пример: Дано: E1=120 В, E2=120 В, R1=3 Ом R2= 6Ом R3=18 Ом. Определить : I1-?, I2-?, I3-? Решение:

Номер слайда 7

Е1-Е2= I1·R1-I2·R2 120-120= 3·I1-6·I2 3·I1=6·I2 I1=2·I2 В уравнение 1 закона Кирхгофа I1+I2-I3=0 вместо I1 подставим 2·I2 , получим 2·I2 +I2-I3=0, т.е I3=3I2 Итак, два неизвестных тока I1 и I3 выразили через третий неизвестный ток I2 В уравнение для первого контура: Е1= I1·R1+I3·R3 подставим вместо I1=2·I2 и I3=3I2 , т.о получим Е1= 2·I2 ·R1+3I2 ·R3 , т.е уравнение с одним неизвестным. Подставим данные: 120= 2·I2· 3 + 3I2 ·18 120=6· I2 + 54· I2 60· I2 = 120 I2 =2А, тогда I1=4А I3= 6А

Номер слайда 8

Номер слайда 9

2.Метод наложения (суперпозиции) Принцип наложения: ток в любой отдельно взятой ветви равен алгебраической сумме токов, вызываемых каждой из ЭДС схемы отдельно. Этот принцип справедлив для всех линейных электрических цепей. Он позволяет рассчитать токи без составления и решения системы уравнений. Применяется к схемам с малым количеством источников электрической энергии. А В + - + -

Номер слайда 10

При расчете данным методом поступают следующим образом: поочередно рассчитывают токи, возникающие от воздействия каждой из ЭДС, при этом удаляют все другие источники из схемы оставляя при этом их внутренние сопротивления, и затем находят токи в ветвях путем сложения алгебраической суммы частичных токов.

Номер слайда 11

Алгоритм расчета А В + - + - Сложную цепь заменяют элементарными цепями, каждая из которых имеет один источник ЭДС. Рассчитывают элементарные цепи, определяя величины и направления токов в каждой ветви (находят общее сопротивление R, общий ток по формуле In=En /R, токи на участках по формуле In=UAB /Rn); Находят действительные токи в сложной цепи, как алгебраическую сумму соответствующих токов элементарных цепей.

Номер слайда 12

А В + - + - 27В 24В 6Ом 3Ом 4Ом Пример: Дано: R1= 3 Oм , R2= 4 Oм , R3= 6 Oм , E1 = 27 B , E2 = 24 B Определить: I1-? I2 -? I3-?

Номер слайда 13

Ток участка Цепь с E 1 Цепь с E2 Действительный ток и его направление I1 I2 I3

Номер слайда 14

А В + - Ток участка Цепь с E 1 Цепь с E2 Действительный ток и его направление Вправо,5А Вправо,3А Вниз,2А 27В 3Ом 4Ом 6Ом

Номер слайда 15

А В + - + - 27В 24В 6Ом 3Ом 4Ом

Номер слайда 16

Ток участка Цепь с E 1 Цепь с E2 Действительный ток и его направление I1 I2 I3 Вправо,5А Вправо,3А Вниз,2А Влево,8/3А Влево,4А Вниз,4/3А А В + - 24В 6Ом 3Ом 4Ом

Номер слайда 17

А В + - + - 27В 24В 6Ом 3Ом 4Ом

Номер слайда 18

Указать на исходной схеме действительные направления токов и проверить правильность расчета по первому закону Кирхгофа

Номер слайда 19

3.Метод узлового напряжения Применяется для электрических цепей содержащих всего лишь два узла (между этими двумя узлами может быть включено произвольное количество ветвей) Т.е этот метод расчета целесообразно применять к схеме , имеющей несколько параллельных ветвей, сходящихся в двух узловых точках, а также к, электрическим цепям, которые в результате несложных преобразований могут быть приведены к схеме с двумя узлами. Метод расчета ЭЦ, в которой за искомое напряжение принимают напряжение между двумя узлами схемы

Номер слайда 20

Алгоритм расчета

Номер слайда 21

Формулы для определения узлового напряжения с учетом направления обхода Обход А В Е R I Обход А В Е R I Обход А В Е R I Обход А В Е R I

Номер слайда 22

Пример:найти распределение токов в схеме, представленной на рис., Дано: E1 =60 В, Е2 = 50 В, E3 = 100 В, r1=5 Ом, r2 = 25 Ом, r3 = 50 Ом, r4 = 10 Ом, r5 = 25 Ом. Определить: I1-? I2-? I3-? I4-? I5-?

Номер слайда 23

Решение Примем направления токов во всех ветвях одинаковыми — от узла В к узлу А. Напряжение UAB между точками А и В назовем узловым напряжением. Применим к ветви с ЭДС Е1 второй закон Кирхгофа: E1 = UAB + I1 r1 , откуда

Номер слайда 24

Аналогичным путем получим:

Номер слайда 25

Номер слайда 26

По первому закону Кирхгофа I1 + I2 + I3 + I4 + I5 = 0 или (E1 – UAB) g1 + (-E2 – UAB) g2 – UAB g3 + (E3 – UAB) g4 – UAB g5 = 0

Номер слайда 27

Отсюда получаем формулу для определения узлового напряжения: В числителе формулы узлового напряжения представлена алгебраическая сумма произведений ЭДС ветвей на проводимости этих ветвей. В знаменателе формулы дана сумма проводимостей всех ветвей. Если ЭДС какой-либо ветви имеет направление, обратное тому, которое указано на рисунке , то она входит в формулу для узлового напряжения со знаком минус (например, для второй ветви).

Номер слайда 28

Проверка: I1 + I2 + I3 + I4 + I5= 0 2 –4 –1 + 5 – 2 = 0 0=0

Информация о публикации
Загружено: 30 ноября
Просмотров: 793
Скачиваний: 9
Виноградова Светлана Петровна
Прочее, СУЗ, Презентации