Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 27
Министерство образования и науки РФ «Омский государственный технический университет» Кафедра «Автоматизированные системы обработки информации и управления» РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
на тему «
Расчёт электрической цепи»
по дисциплине «Электротехника и электроника»
Пояснительная записка
Шифр работы РГР – 2068998 - 43 - 3 ПЗ
Направление 230100.62
Омск –XXX Отчёт 11 с., 1 ч., 4 рис., 1 табл., 2 источника, 1 прил. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ, MICRO-CAP 8, ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ ВЫСОКОГО УРОВНЯ, РАСЧЁТ ТОКОВ ВЕТВЕЙ Предметом исследования является практическое применение знаний по электротехнике и электронике для расчёта электрической цепи. Цель работы – расчёт токов ветвей методом контурных токов с последующей проверкой решения с помощью ППП для моделирования аналоговых схем (Micro-CAP). В процессе работы создавалась программа, написанная на языке высокого уровня C#, реализующая нахождение всех требуемых в ходе работы численных значений. Содержание Введение........................................................................................................... 4 1 Аналитическое решение............................................................................... 5 2 Нахождение численных значений................................................................ 6 3 Проверка решения и оценка погрешности.................................................. 7 Заключение...................................................................................................... 9 Список использованных источников ........................................................... 10 Приложение А. Листинг программы ........................................................... 11 Введение Целью данной расчетно-графической работы по дисциплине «Электротехника и электроника» является расчёт электрической цепи с последующей проверкой в ППП для моделирования аналоговых схем. В ходе работы требуется определить токи и напряжения в отдельных ветвях цепи. В ходе выполнения работы был изучен метод контурных токов, проведено ознакомление с ППП для моделирования аналоговых схем MicroCAP. Первый раздел отчета посвящён аналитическому решению. Второй раздел посвящён нахождению всех требуемых в ходе работы численных величин. Третий раздел содержит результаты проверки требуемых величин с помощью ППП для моделирования аналоговых схем Micro-CAP. контурных токов. В его основе лежит введение в каждый контур условного контурного тока iK
, для которого будут справедливы закон токов Кирхгофа (ЗТК) и закон напряжений Кирхгофа (ЗНК). Для контурных токов ik
1,
ik
2
и ik
3
запишем уравнения по ЗНК: -u1
+(R1
+R3
+R5
)ik1
-R3
ik2
+R5
ik3
=0; (1) u2
-R3
ik1
+(R2
+R3
+R4
)ik2
+R2
ik3
=0; (2) u2
+R5
ik1
+R2
ik2
+(R6
+R2
+R5
)ik3
=0. (3) Перенесём u
1
и u
2
в правую часть системы и получим каноническую форму записи уравнений по методу контурных токов. R
11
ik
1
-R
12
ik
2
+R
13
ik
3
=u
1
; (4) -R
21
ik
1
+R
22
ik
2
+R
23
ik
3
= -u
2
; (5) R
31
ik
1
+R
32
ik
2
+R
33
ik
3
= -u
2
. (6) Где собственными или контурными сопротивлениями 1, 2 и 3 контуров являются формулы (7), (8) и (9). R11
= R1
+R3
+R5
; (7) R22
= R2
+R3
+R4
; (8) R33
= R6
+R2
+R5
. (9) А взаимным сопротивлением – (10), (11) и (12). R
12
=R
21
=R
3
; (10) R
13
=R
31
=R
5
; (11) R
23
=R
32
=R
2
. (12) Из данной системы уравнений получаем определитель системы (13), а определитель Величины контурных токов находятся из формул (15), (16) и (17). Истинные токи в ветвях находятся как алгебраическая сумма контурных токов. Нахождение всех требуемых в ходе работы численных значений выполнено с помощью программы, написанной на языке высокого уровня C#. Пример работы программы представлен на рисунке 2. Рисунок 2 – Пример работы программы Листинг программы, выполняющий необходимые расчёты приведен в виде рисунка А1 приложения А. В данной расчётно-графической работе проверка результатов, полученных с помощью программы, написанной на языке высокого уровня, производилась при помощи ППП для моделирования аналоговых схем Micro-CAP 8. Рисунок 3 – Схема электрической цепи Проверка выполнялась путём сравнения численных величин полученных разными средствами, с оценкой погрешности. Оценка погрешности для мощностей выполнялась по следующей формуле: E
= где I
расч.
– значение, полученное путём программирования на языке высокого уровня, I
мод.
– то же самое значение, но полученное с помощью ППП Micro-CAP 8. Полученные результаты представлены в таблице 1. Таблица 1 – Сравнение результатов и оценка погрешности Как видно из таблицы: значения, полученные с помощью программы, сходятся со значениями полученными средствами ППП для аналоговых схем Micro-CAP, следовательно, программа, написанная на языке высокого уровня, работает правильно и выдаёт результат с достаточно малой относительной погрешностью. Заключение Результатом выполнения расчётно-графической работы является программа написанная на языке высокого уровня C#, которая при заданных исходных данных вычисляет все необходимые в ходе работы велечины с достаточно малой относительной погрешностью. В ходе выполнения работы была произведена проверка полученных значений средствами ППП для моделирования аналоговых схем Micro-CAP 8 и выполнена оценка. Результаты вычислений погрешности наглядно показывают, что вычисления, сделанные с помощью программы написанной на языке высокого уровня точны. Следовательно, расчёт электрической цепи выполнен правильно. Поставленные задачи выполнены полностью. Список использованных источников 1 Бакалов В.П., Игнатов А.Н., Крук Б.И. Основы теории электрических цепей и электроники. - М.: Радио и связь,1989. – 528 с. 2 Разевиг В.Д. Система схемотехнического моделирования MICRO-CAPV. – М.: ТОО «СОЛОН», 1997. – 273 с. Приложение А
(обязательное)
Листинг программы
Ниже, на рисунке А.1, представлен основной код программы.
|