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

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

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: