Разветвленная цепь синусоидального тока

Лабораторная работа № 4б
РАЗВЕТВЛЕННАЯ ЦЕПЬ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА
1. Краткое содержание
Данная лабораторная работа выполняется на математической модели в дисплейном классе
и лишь этим отличается от лабораторной работы № 4а. Содержание работы, методические
указания, подготовка к работе, контрольные вопросы остаются прежними.
2. Описание установки
Работа выполняется в дисплейном классе. ЭВМ должна иметь программу, позволяющую
рассчитывать установившийся режим линейной цепи, содержащей элементы r, L, C и
источники. В частности, в дисплейном классе кафедры данная работа выполняется с
использованием программы , R1 «Расчет токов ветвей и потенциалов узлов линейных
электрических цепей при стационарных режимах».
3. Методические указания
При подготовке к работе необходимо пользоваться методическими указаниями
лабораторной работы № 4 а.
Подготовка данных для расчета цепей синусоидального тока на ЭВМ. Подготовку
данных для ЭВМ рассмотрим на конкретном примере цепи, изображенной на рис. 1.
Дано: E  22030 0 В; r1  10 Ом; xC1  20 Ом; r2  20 Ом; x L 2  30 Ом; x L 3  70 Ом;
xС 3  40 Ом.
ЭВМ позволяет рассчитать токи ветвей и определить потенциалы узлов. В зависимости от
поставленной задачи подготовка данных может осуществляться различными вариантами.
Пусть в варианте № 1 требуется определить лишь токи цепи, а потенциалы узлов
определять не нужно. Тогда в цепи (рис. 1) необходимо выделить лишь три ветви и два
узла. Вначале необходимо пронумеровать узлы, начиная с нулевого. Затем пронумеровать
ветви, начиная с первой. На рис.2а изображен граф цепи (рис. 1) с пронумерованными
узлами и ветвями.
Затем необходимо произвольно задать направление ветвей, с которыми отождествляется
положительное направление токов ветвей, и заполнить таблицу для ввода данных в ЭВМ.
Таблица
фаза E ,
№ ветви
от узла
до узла

 E,В
x
R
град.
1
2
3
0
1
1
1
0
0
10
20
0
-20
30
30
220
0
0
30
0
0
При заполнении таблицы следует иметь в виду, что реактивное сопротивление ветви
определяется обычным образом x  x L  xC и при емкостном характере ветви будет отрицательным. Если направление ЭДС ветви совпадает с направлением ветви
(положительным направлением тока в ней), то модуль ЭДС записывается со знаком « + »,
в противном случае — со знаком «—» или изменяется фаза ЭДС на 180°. Программа
позволяет вводить параметры источников тока, но в данной работе их нет.
После решения ЭВМ выдает токи ветвей и потенциалы узлов в алгебраической и
полярной форме. Причем, положительное направление тока считается принятым в
соответствии с таблицей; потенциал точки 0 равен нулю и на экран дисплея при решении
не выводится.
Если необходимо рассчитать потенциалы всех точек цепи, то необходимо разметить узлы
цепи так, чтобы они совпали с интересующими точками цепи (см. рис. 26). Затем
повторить всю процедуру разметки узлов и ветвей и заполнения таблицы, описанную
выше (узлы размечаются, начиная с нулевого). В варианте № 2 цепь будет иметь 6 узлов и
7 ветвей.
Для контроля правильности ввода данных в ЭВМ после получения решения необходимо
убедиться, что токи последовательно соединенных ветвей одни и те же. Например, во
втором варианте должны быть одинаковыми токи четвертой и шестой, третьей и пятой
ветвей и т. д.
4. Подготовка к работе
Выполните подготовку к работе, указанную в лабораторной работе № 4а, дополнительно
составив для п. 1, 2, 3 и 4 таблицы для ввода данных с ЭВМ. Позицию таблицы с
изменяющимся параметром можно не заполнять.
5. Рабочее задание
1. Введите в ЭВМ данные таблицы п. 1 подготовки к работе; сопоставьте токи и
потенциалы узлов, рассчитанные вручную и на ЭВМ.
2. Введите в ЭВМ данные таблицы п. 2 подготовки к работе. Изменяя реактивное
сопротивление в достаточных пределах, рассчитайте токи ветви для 6-7 значений
реактивного сопротивления. Нанесите векторы тока на круговую диаграмму, построенную
в подготовке к работе.
3. Выполните задание, аналогичное заданию п. 2 для цепей п. 3 и 4 подготовки.