Материал: Методические указания к выполнению расчетно-графических и курсовой работы для студентов специальности 220301. Авдеев Ю.В., Полуказаков А.В

Ф

458

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра автоматизации технологических

процессов и производств

Общая электротехника и электроника

Методические указания

к выполнению расчетно-графических и курсовой работы

для студентов специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств (в строительстве)»

Воронеж 2009

Составители Ю. В. Авдеев, А. В. Полуказаков

УДК 621.3.01(07)

ББК 31.2Я7

Общая электротехника и электроника [Электронный ресурс]:

методические указания к выполнению расчетно-графических и курсовой работ для студ. спец. 220301 / Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т.; сост.: Ю. В. Авдеев,

А. В. Полуказаков - Воронеж, 2009 г. - 40 с.

Методические указания содержат рекомендации по расчету установившихся и переходных процессов в линейных электрических цепях с использованием машинно-ориентированных методов и применением ЭВМ в этих расчетах. Также приводятся рекомендации по расчету устройств электроники и определена методика выполнения курсовой работы по электронике.

Ил. 10.Табл. 17. Библиогр.: 10 назв.

Папка «Электротехника», Файл «РГР и КР.doc». Объем – 1 Мб.

Используется по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного архитектурно-строительнго университета.

Рецензент: А. Д. Кононов канд. физ.-мат. наук, доц. каф. ММВТ ВГАСУ.

Оглавление

Общая электротехника

Выполнение расчетно-графических работ №1- №7 (РГР №1-№7) преследует единую цель: научить студента грамотному применению основных методов расчета токов и напряжений в линейных электрических цепях любой сложности, используя их машинно-ориентированные формы.

Машинно-ориентированные формы позволяют использовать ЭВМ не только для решения уравнений цепей, но также для формирования этих уравнений. На человека в этом случае ложится менее трудоемкая задача составления топологических матриц схем и матриц заданных источников и сопротивлений элементов схемы.

Грамотное применение машинно-ориентированных методов расчета электрических цепей на практике требует глубокого знания и понимания структуры и особенностей построения этих методов. Из курса "Математики" требуется хорошее знание разделов матричной алгебры и комплексных чисел. К выполнению работы можно приступать лишь после того, как изучен теоретический материал учебника, дополнительные сведения из методических указаний и даны ответы на все вопросы для самопроверки.

Оглавление

Общая методика формирования топологических матриц и матриц исходных данных для расчета электрических цепей

1. Изобразите ориентированный граф электрической цепи. Выделите заданное дерево графа и базисный узел. Необходимая для этого информация содержится в табл. 2-5, (7-10). В скобках указаны данные для РГР №3-№4.

2. Нарисуйте электрическую схему рассчитываемой цепи, приняв во внимание данные таблицы 1 (6), рис. 1 и рис. 2 (3 и 4). Укажите положительные направления источников ЭДС и тока, а также направления токов в пассивных элементах ветвей.

3. Перенумеруйте ветви графа, присвоив ветвям дерева номера от 1 до (n_у - 1) и номера от n_у до n_в связям (n_у - число узлов и n_в - число ветвей графа). Базисный узел считайте нулевым, остальным в произвольном порядке присвойте номера от 1 до (n_у -1).

4. Составьте матрицу соединений [A], помня при этом, что в нее не входит строка, относящаяся к базисному узлу, и элемент матрицы принимает значение +1, если рассматриваемая ветвь соединена с данным узлом, и ток в ветви направлен от узла. Если направление тока к узлу, то следует записать -1, и если ветвь вообще не соединена с данным узлом, то записать 0.

Номера ветвей от 1 до n_в.

номера узлов от 1 до (n_у-1)

5. Изобразите контуры и составьте матрицу контуров [C]. Направление обхода задается направлением тока в связи.

Номера ветвей от 1 до n_в.

номера связей от n_y до n_в

Элемент матрицы С_sk=1, если k-ая ветвь входит в S-й контур, согласно обхода; С_sk=-1, если к-ая ветвь входит в S-й контур против его обхода; С_sk=0, если k-ая ветвь не входит в S-й контур.

6. Запишите столбцовые матрицы источников ЭДС, источников тока и диагональных сопротивлений и проводимостей

[E]=[E₁ E₂ … E_nв]^T,

[J]=[J₁ J₂ … J_nв]^T,

[r]=diag[r₁ r₂ … r_nв],

[g]=diag[g₁ g₂ … g_nв], g_i=1/r_i,

взяв численные данные из табл. 1, в комплексной форме для РГР №3-№4 (табл.6)

,

,

,

, Y_i=1/Z_i,

учитывая, что мгновенные значения токов и ЭДС заменены их комплексными изображениями, т.е.

, E_mк/E_к= ,

, J_mк/J_к= ,

комплексное сопротивление k-й ветви

Z_к=r_к+j(L_к-1/C_к).

Обратите особое внимание на знаки элементов матриц [E], [J], [E], [J] в соответствии с моделью ветви рис. 2 (4) и данными варианта в табл. 1 (6).

Оглавление

Задание к выполнению расчетно-графических работ №1 и №2

Таблица 1

Примечание: + от узла с большим номером,

- к узлу с большим номером,

Х - отсутствует.

Рис. 1. Неориентированный граф, рассчитываемой электрической цепи с источниками постоянной ЭДС и тока

(1)

(2)

Рис. 2. Обобщенная к-ая ветвь и уравнения связей тока, напряжения и ЭДС

Таблица 2

(группа 1)