Курсовая работа по ТОЭ

Метод контурных токов

 Намечаем в независимых контурах заданной цепи, как показано на рисунке 3.4, контурные токи IK1 и IK2 – некоторые расчётные комплексные величины, которые одинаковы для всех ветвей выбранных контуров. Направления контурных токов принимаются произвольно. Для определения контурных токов составляем два уравнения по второму закону Кирхгофа:

 IK1 * (Z1 + Z2) – IK2Z2 = E1 – E2;

 -IK1 * Z2 + IK2 * (Z2 + Z3) = E2.

 Подставляем данные в систему:

IK1 * (2 – j3 + 14 – j12) – IK2 * (14 – j12) = 100 – 65;

 -IK1 * (14 – j12) + IK2 * (14 – j12 + j18) = 65.

IK1 * (16 – j15) – IK2 * (14 – j12) = 35;

 -IK1 * (14 – j12) + IK2 * (14 + j6) = 65.

 Решаем систему с помощью определителей. Определитель системы:

Δ = = (16 – j15) * (14 + j6) – (–14 + j12)2 = (314 – j114) – (52 – j336) = 262 + j222; 

Частные определители:

 Δ1 =  = 35 * (14 + j6) – 65*(–14 + j12) = (490 + j210) –

 – (–910 + j780) = 1400 – j570;

Δ2 =  = (16 – j15) * 65 – (–14 + j12) * 35 = (1040 – j975) –

– (–490 + j420) = 1530 – j1395.

 Определяем контурные токи:

IK1 =  =   = 2,04 – j3,9 A;

 IK2 =  =  = 0,773 – j5,98 A.

 Действительные токи в ветвях цепи определяем как результат наложения контурных токов:

 I1 = IK1 = 2,04 – j3,9 = 4,4 * A;

I2 = IK2 – IK1 = (0,773 – j5,98) – (2,04 – j3,9) = -1,27 – j2,08=2,44 * *A;

 I3 = IK2 = 0,773 – j5,98 = 6,03 * A.

 Уравнение баланса мощностей составлено при решении данного примера предыдущим методом.

3.3.3 Метод упрощения схем

 Для того чтобы показать, как рассчитывать цепь методом упрощения схем, предположим, что в источнике с э.д.с. E1 произошло короткое замыкание между зажимами, то есть E1 = 0. Электрическая схема цепи и комплексная схема замещения представлены на рисунках 3.6 и 3.7.

 Определяем эквивалентные сопротивления участков и всей цепи. Со­противления Z1 и Z3 соединены параллельно, поэтому их эквивалентное сопротивление

Z1 3 =  =   = 2,83 – j3,22 Ом


Рис. 3.6 Рис. 3.7

Сопротивления Z1 3 и Z2 соединены последовательно, поэтому эквива­лентное сопротивление всей цепи

ZЭ = Z1 3 + Z2 = 2,83 – j3,22 + 14 – j12 = 16,8 – j15,2 Ом.

Определяем ток в активной ветви:

I2 =  =   = 2,13 + j1,92 = 2,87 * A.

 Напряжение между узлами А и В:

UA B = I2 * Z1 3 = (2,13 + j1,92) * (2,83 – j3,22) = 12,2 – j1,41 B.

 Токи в пассивных ветвях цепи:

I1 =  =   = 2,2 + j2,6 = 3,41 *  A.

 I3 =  =  = –0,0783 – j0,678 = 0,682 * A.

 Уравнение баланса мощностей и векторная диаграмма выполняются аналогично примеру 3.3.1.

Основными законами электрических цепей, наряду с законом Ома, являются законы баланса токов в разветвлениях (первый закон Кирхгофа) и баланса напряжений на замкнутых участках цепи (второй закон Кирхгофа). В соответствии с первым законом Кирхгофа, алгебраическая сумма токов в любом узле цепи равна нулю
Электрические цепи переменного синусоидального тока