РАСЧЕТ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА МЕТОДОМ ЗАКОНОВ КИРХГОФА

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсового проектирования является закрепление, углубление и обобщение знаний, полученных в ходе изучения теории электронных и электрических цепей в предыдущем семестре, а также получение навыков работы с современными вычислительными пакетами.

Особенностью выполнения курсовой работы является реализация поставленных задач на ЭВМ в одной или нескольких интегрированных средах. Студент должен разобраться с поставленными задачами, отладить их на персональном компьютере и продемонстрировать преподавателю работу отлаженных программ в соответствии с вариантом задания.

Курсовое проектирование ориентировано на подготовку студентов к последующим этапам учебной деятельности, связанной с решением инженерных задач с использованием информационных систем последнего поколения и с приобретением навыков научного исследования, в том числе при написании дипломной работы.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ

РАСЧЕТ ПРОСТОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Для расчета простых цепей используют метод эквивалентных преобразований: простую цепь, состоящую из n-го количества потребителей или источников энергии, преобразовывают к эквивалентной схеме, где все потребители заменяются на 1 эквивалентный и все источники на 1 эквивалентный. Преобразования называются эквивалентными друг другу, если при замене одной из них на другую не изменяются токи и напряжение в непреобразованной части.

Расчет:

Запишем начальные данные

Выполняя эквивалентные преобразования, рассчитаем эквивалентное сопротивление цепи

Выполняя обратные преобразования, рассчитываем токи на каждом элементе

Выполним моделирование, используя Electronics Workbench:

РАСЧЕТ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА МЕТОДОМ ЗАКОНОВ КИРХГОФА

Правила Кирхгофа — соотношения, которые выполняются между токами и напряжениями на участках любой электрической цепи. Правила Кирхгофа позволяют рассчитывать любые электрические цепи постоянного, переменного и квазистационарного тока. Имеют особое значение в электротехнике из-за своей универсальности, так как пригодны для решения многих задач в теории электрических цепей и практических расчётов сложных электрических цепей. Применение правил Кирхгофа к линейной электрической цепи позволяет получить систему линейных уравнений относительно токов или напряжений, и соответственно, найти значение токов на всех ветвях цепи и все меж узловые напряжения.

Первое правило: Сумма токов, входящих в узел равна сумме выходящих токов из узла.

Второе правило: Второе правило Кирхгофа гласит, что алгебраическая сумма падений напряжений на всех ветвях, принадлежащих любому замкнутому контуру цепи, равна алгебраической сумме ЭДС ветвей этого контура. Если в контуре нет источников ЭДС (идеализированных генераторов напряжения), то суммарное падение напряжений равно нулю: