Расчёт цепей методом узловых напряжений

Лекция

Аудитория
Пара

Тема: «Сложные электрические цепи»

Время: 2 часа

Вид занятий: Лекция

Тип урока: Комбинированный

Цели занятия	1. Сложные электрические цепи
2 Задача N 1.
3. Задача 2
4. Задача № 4

Меж предметные связи:

Внутрепредметные связи:

Обеспечение занятий:

а).Наглядные пособия

(натуральные):___________________________________________

Изобразительные:_________________________________________

Б)Раздаточный материал:__

Техническое обеспечения: Методические пособия

г).Литература основная:»

д) Дополнительная:

Требования к результатам усвоения учебного материала

Студенты должны знать: представление о сигналах, шумах, помехозащищенности, восстановлении сигналов.

Содержание занятия:

  Время

    Деятельность преподавателя  

Деятельность Студента

    1. Вводная часть   а) проверка наличия студент   2. Основная часть Сложные электрические цепи К сложным электрическим цепям относят цепи, содержащие несколько источников электрической энергии, включенных в разные ветви. Ниже на рисунке изображены примеры таких цепей.   Для сложных электрических цепей неприменима методика расчета простых электрических цепей. Упрощение схем невозможно, т.к. нельзя выделить на схеме участок цепи с последовательным или параллельным соединением однотипных элементов. Иногда, преобразование схемы с ее последующим расчетом все-таки возможно, но это скорее исключение из общего правила.   Для полного расчета сложных электрических цепей обычно используют следующее методы: Применение законов Кирхгофа (универсальный метод, сложные расчеты системы линейных уравнений). Метод контурных токов (универсальный метод, расчеты немного проще чем в п.1) Метод узловых напряжений (универсальный метод, расчеты немного проще чем в п.1) Принцип наложения (универальный метод, несложные расчеты) Метод эквивалентного источника (удобен когда необходимо произвести не полный расчет электрической цепи, а найти ток в одной из ветвей). Метод эквивалентного преобразования схемы (применим довольно редко, простые расчеты).   Особенности применения каждого метода расчета сложных электрических цепей более подробно изложены в соответсвующих подразделах.     Задача N 1. (20 мин) Определить комплексное сопротивление, проводимость, ток в цепи, напряжение на элементах и все виды мощностей в ЭЦ, представленной на рисунке 1, если В, R = 200 Ом, L = 50 мкГн.   Рис. 1.   Вызвать к доске курсанта для определения плана решения задачи и расчёта и . Решение. 1. (Ом). 2. (См). Дополнительный вопрос отвечающему у доски из общего перечня вопросов для подготовки к занятию. Вызов к доске второго курсанта для определения . 3. (А). 4. (B). 5. (B).   Вопрос аудитории: Как записать мгновенные значения тока и напряжения, действующие в данной ЭЦ? Пригласить к доске третьего курсанта для записи мгновенных значений реакций тока и напряжений. 6. Для дальнейшего решения задачи вызвать к доске четвёртого курсанта и определить мощности, развиваемые (отдаваемые) источником напряжения. а) Комплексная мощность. (Вт), . б) Активная мощность, развиваемая источником. (Вт). (Вт). Вопрос аудитории: По каким ещё известным формулам можно определить среднюю или активную мощность? 7. Вызвать к доске очередного курсанта для определения активной мощности, потребляемой цепью. а) (Вт). б) (Вт). в) (Вт). г) (Вт). Вопрос отвечающему у доски курсанту: Оценить и охарактеризовать соотношения активных мощностей – развиваемой генератором и потребляемой цепью? 1. Определить реактивные мощности: развиваемую источником и потребляемую цепью по одной из известных формул: а) (Вар). Вопрос группе: Каким элементом данной ЭЦ определяется реактивная мощность? б)(Вар). 2. Определить полную мощность и коэффициент мощности. а) (мВА). б) (мВА). в) . 3.

Построить треугольник мощностей в выбранном масштабе.

Вывод: Итог решения задачи №1.

Задача 2. (10 мин)

Дано: , , ,

Определить: по МУН для схемы, представленной на рисунке 2 (без расчетов в числах)

Рис. 2.

Решение:

Наметить план решения задачи: Выбрать базисный узел, определить число уравнений, написать уравнения, вычислить реакции через узловые напряжения.

Вопрос: Почему в качестве базисных узлов нельзя брать узлы 2 и 3?

Уравнения для узлов 2 и 3:

Узел 2: ,

Узел 3: .

Вопрос: Какими способами необходимо решать систему уравнений для определения и ? (методы подстановки и Крамера).

Определение реакций: .

Вопрос: Начертить схемы двухполюсников , если их сопротивления заданы выражениями:

; ; ; ;

Задача № 3 (15 мин).

Дано: (А); (В); ;

Определить: напряжения для схемы, представленной на рисунке 3.

Рис. 3.

Обсудить план решения задачи (определить базисный узел, потенциальные узлы, число уравнений, написать уравнения, вычислить узловые напряжения и реакции).

Решение:

Узел 2 ,

Узел 1 ,

Узел 3.

Подставив в уравнение 1 числовые значения параметров схемы, получим:

, отсюда:

.

Аналогично подставим числа в уравнение 2 и определим напряжение :

, отсюда:

(В).

(В).

Таким образом:

(В).

Дата добавления: 2014-01-20