§ 1.7. Методические указания к компьютерному моделированию задания Модуля 1
Цель: Проверка аналитического расчета цепи постоянного тока.
Самостоятельная подготовка для получения допуска к выполнению компьютерного моделирования:
1. Изучить теоретические вопросы по теме:
Использование метода эквивалентного генератора (активного двухполюсника) к расчету цепи постоянного тока.
Анализ электрических цепей постоянного тока методом свертывания и
методом наложения.
2..Подготовить бланк протокола компьютерного моделирования.
Он должен содержать выполненный 3 пункт задания 1 Модуля и итоговую таблицу 1.5
Таблица 1.5
Токи |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
I5 |
I6 |
Расчет |
|
|
|
|
|
|
Измер. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
%
Содержание компьютерного моделирования:
1. Измерить токи в каждой ветви исходной схемы, согласно варианту
2. Сравнить полученные результаты с расчетными значениями пункта 3 задания 1 Модуля.
3. Рассчитать относительную погрешность %.
Выполнение компьютерного моделирования:
1. Запустить программу Multisim (см. Примечание)
2. Вынести на рабочий стол элементы электрической цепи: источники, резисторы, амперметры.
3. Собрать схему электрической цепи постоянного тока, подключив элемент заземления к произвольному узлу.
4. В каждую ветвь включить амперметр в режиме DC (см. пример 1. 6).
1.6. Пример модели электрической цепи
5. Заполнить таблицу 1.5.
6. Сделать выводы.
§ 1.8. Краткая теория и примеры
1.8.1. Преобразование цепей
Резисторы соединены последовательно, если по ним течет один и тот же ток. Эквивалентное сопротивление цепи, состоящей из n последовательно соединенных резисторов, равно сумме их сопротивлений:
|
|
(1.1) |
.Резисторы соединены параллельно, если они подключены к одной и той же паре узлов. Эквивалентное сопротивление цепи, состоящей из n параллельно соединенных резисторов, определяется из выражения:
|
|
(1.2) |
В частном случае параллельного соединения двух резисторов эквивалентное сопротивление находится по формуле:
|
|
(1.3) |
.Если параллельно соединены n одинаковых резисторов, то их эквивалентное сопротивление в n раз меньше одного из них:
.
Преобразование треугольника резисторов в эквивалентную звезду и наоборот проводится по следующей схеме и формулам:
|
|
(1.4) |
|
|
(1.5) |
ПРИМЕР 1.1.1
Дано: Ом; Ом; Ом; Ом; Ом; Ом; Ом; Ом.
Определить: .
Решение: Заменим треугольники авс и dfg эквивалентными звездами.
Ом; Ом;
Ом; Ом;
Ом; Ом.
Резисторы R13, R4, R67 и R23, R5, R68 соединены последовательно, поэтому Ом; Ом.
Резисторы R9 и R10 параллельны, следовательно, Ом.
Входное сопротивление цепи Ом.
ПРИМЕР 1.1.2
Дано:
Ом.
Определить:
.
Решение:
Если в ветви, соединяющей два узла,
сопротивление отсутствует, то потенциалы
этих узлов одинаковы
,
при
,
.
Такие узлы целесообразно обозначать одинаковыми буквами или цифрами и схему перечертить так, чтобы каждый узел на ней изображался только один раз.
Решение: Узлы 1 и 3 соединены проводом, сопротивление которого равно нулю. Потенциалы этих узлов одинаковы, поэтому обозначим их буквой а. Аналогично, узлы 2 и 4 обозначим буквой в. Перечертим схему.
Резисторы
R1,
R2,
R3
параллельны, их эквивалентное сопротивление
Ом.
ЗАДАЧИ
1.1.1.
Дано:
.
Определить:
.
1.1.2.
Дано:
Ом,
Ом.
Определить: .
1.1.3.
Дано:
Ом,
Ом
.
Определить: .
1.1.4.
Дано:
Ом,
Ом,
Ом.
Определить: .
1.1.5.
Дано:
Ом.
Определить: .
1.1.6.
Дано:
Ом.
Определить: .
1.1.7.
Дано:
Ом
.
Определить сопротивление Rав при разомкнутом и замкнутом ключе S.