Задача 2. Преобразование треугольника в звезду и звезды в треугольник
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Л.К. Бурулько
ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Пособие к выполнению индивидуальных заданий
Рекомендовано в качестве учебного пособия Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета
Издательство
Томского политехнического университета
Индивидуальное задание
Основная цель индивидуального задания – это приобретение навыков студентами при его выполнении к творческой самостоятельной работе с использованием прикладных программных пакетов. В настоящем индивидуальном задание необходимо выполнить расчеты электрических цепей постоянного и исследовать резонансные явления в электрических цепях переменного тока.
Все расчеты и исследования необходимо провести с использованием программы схемотехнического моделирования Electronics Workbench исистемы MathCAD.
Расчет электрических цепей постоянного тока
При расчете электрических цепей постоянного тока необходимо разработать пользовательскую программу в MathCAD:
· для расчета эквивалентных сопротивлений при последовательном, параллельном соединении резисторов;
· для расчета эквивалентных сопротивлений при преобразовании соединения резисторов звездой в треугольник и наоборот;
· для расчета электрических схем, с использованием законов Кирхгофа и метода контурных токов.
Для подтверждения полученных при расчете результатов использую элементную базу пакета Electronics Workbench провестиизмерения эквивалентных сопротивлений и собрать виртуальную лабораторию для измерения токов и напряжений в рассчитанных схемах. При этом используя результаты измерений провести проверку законов Кирхгофа.
Задача 1 Расчет и определение сопротивления цепи постоянного тока
Необходимо рассчитать суммарное сопротивление простой электрической цепи, состоящей из 8 резисторов. При расчете используются выражения для последовательного:
(1)
и параллельного:
(2)
соединения сопротивлений. Результат расчета проверяется в программе EWB, подключением к исследуемой схеме мультиметра в режиме измерения сопротивления.
Варианты заданий
Принципиальные схемы для расчета приведены в таблице 1, варианты заданий и номинальные значения сопротивлений в таблице 2.
Таблица 1.
Принципиальные схемы
№ схемы
| Рисунок
| № схемы
| Рисунок
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Таблица 2.
Номинальные значения сопротивлений, Ом
Вариант
| Схема
| R1
| R2
| R3
| R4
| R5
| R6
| R7
| R8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Ход выполнения работы
1. Определить исходные данные для расчета схемы соединений, номиналы резисторов;
2. Выполнить расчет с использованием формул преобразования, правильно определяя вид соединения (параллельное или последовательное). Критерием определения вида соединения служит не параллельное или последовательное расположение резисторов, а наличие или отсутствие разветвлений при протекании тока;
3. Собрать исследуемую схему в программе EWB, задав необходимые параметры входящим в схему резисторам.
4. Добавить на рабочее поле мультиметр, перевести его в режим измерения сопротивлений, убедиться, что мультиметр установлен в режим постоянного тока, выполнить измерение сопротивления;
5. Занести результаты расчета и измерений в таблицу 3.
Таблица. 3
Результаты исследований
Результаты расчета сопротивления
цепи
| Результаты измерения сопротивления цепи
|
|
|
Задача 2. Преобразование треугольника в звезду и звезды в треугольник
В ряде случаев соединения сопротивлений не подчиняются правилу параллельного соединения или последовательного и имеют вид следующих схем рис. 1. и 2. Где на рис.1а сопротивления соединены в схему треугольник, а на рис.1б соединены схемой звезда. На рис. 2 а сопротивления соединены в схему звезда и осуществляется преобразование ее в треугольник рис. 2 б.
В таких случаях могут быть полезными правила преобразования треугольника в эквивалентную звезду или наоборот, звезды в треугольник. При таких преобразованиях общая схема соединения элементов приобретает более простой вид, что существенно упрощает расчет новой преобразованной схемы.
Рис.1. Преобразования треугольника в звезду.
Преобразование соединения треугольника в соединение звездой осуществляется по следующим формулам.
где – сумма сопротивлений сторон треугольника, а – рассчитанные сопротивления лучей эквивалентной звезды.
Преобразование соединения звездой рис. 2а в соединение треугольник рис. 2б осуществляется по следующим формулам.
Рис.2. Преобразования звезды в треугольник
где – сопротивления лучей звезды, – рассчитанные сопротивления сторон эквивалентного треугольника.
Ход выполнения работы
1. Определить исходные данные для расчета схем соединений звездой и треугольником, номиналы резисторов;
2. Выполнить расчет с использованием формул преобразования, для эквивалентной звезды и эквивалентного треугольника;
3. Собрать исследуемые схемы в программе EWB, задав необходимые параметры входящим в схему резисторам.
Таблица 4.
варианты
| схема
| параметры
| R1
| R2
| R3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| вариант
| схема
| R12
| R13
| R23
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Добавить на рабочее поле мультиметр, перевести его в режим измерения сопротивлений, убедиться, что мультиметр установлен в режим постоянного тока, выполнить измерение сопротивлений эквивалентной звезды и эквивалентного треугольника;
5. Занести результаты расчета и измерений в таблицу 5.
Таблица 5
Результаты исследований
Исследуемые схемы
| Результаты расчета эквивалентных сопротивлений
| Результаты измерения сопротивлений
|
| | |
| | |
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|