Технологии машинного (компьютерного) расчета

I часть (выполняется студентом в соответствии с Правилами оформления Типового расчета)

1. Записать по законам Кирхгофа систему уравнений для определения неизвестных токов и ЭДС в ветвях схемы.

2. Определить ЭДС в первой ветви и токи во всех ветвях схемы методом контурных токов. Проверить выполнение законов Кирхгофа. Определить показание вольтметра.

3. Для исходной схемы определить узловые потенциалы (относительно выбранного базового узла), используя найденные значения токов и ЭДС первой ветви и закон Ома для участка цепи.

4. Составить систему уравнений по методу узловых потенциалов для исходной схемы (базовый узел тот же, что при выполнении п.3). Подставив найденные в п.3 значения узловых потенциалов, проверить выполнение системы узловых уравнений.

5. Составить баланс мощностей.

6. Определить ток во второй ветви (R ₂, E ₂) методом эквивалентного генератора.

7. Определить входную проводимость второй ветви.

8. Определить взаимную проводимость второй ветви и k -ветви^*.

9. Определить величину и направление ЭДС, которую необходимо дополнительно включить:

а) во вторую ветвь,

б) в k -ветвь,

чтобы ток во второй ветви увеличился в два раза и изменил свое направление (при постоянстве всех остальных параметров схемы).

10. Найти и построить зависимость тока k -ветви от:

а) тока второй ветви

б) сопротивления второй ветви

(при постоянстве всех остальных параметров схемы).

11. Найти и построить график зависимости мощности, выделяющейся в сопротивлении R ₂ при его изменении от 0 до ∞ и при постоянстве всех остальных параметров схемы.

^* k =1 для (N+n) четных, k =3 для (N+n)нечетных

где N – номер группы, n – порядковый номер, под которым фамилия студента записана в журнале группы.

Методические указания

1. Номер схемы соответствует порядковому номеру, под которым фамилия студента записана в групповом журнале.

2. Числовые данные параметров схемы приведены в таблице и выбираются в соответствии с номером группы.

3. Окончательные результаты расчета п.п.2 и 3 должны быть получены для исходной схемы.

4. При выполнении п.5 режим холостого хода второй ветви используется для определения ЭДС эквивалентного генератора. При этом расчет токов в схеме, образовавшейся в результате разрыва второй ветви, следует выполнять методом узловых потенциалов с приведением схемы холостого хода к схеме с двумя узлами.

Правила оформления

1. Все пункты Типового расчета выполняются самостоятельно и в сроки, установленные лектором. Отчет по Типовому расчету сдается в рукописном виде на листах формата А4 (запись с одной стороны листа), с подробными выкладками численного расчета. Титульный лист должен содержать название работы, ф.и.о. студента, номер группы и дату сдачи Типового расчета.

2. На первой странице приводится схема Типового расчета с указанием выбранного направления токов ветвей и исходные данные в соответствии с номером группы и номером, под которым фамилия студента записана в журнале группы.

3. Расчет указанными методами сопровождается приведением расчетных схем с необходимыми пояснениями.

4. Графики строятся на миллиметровой (клетчатой) бумаге с обязательным указанием масштаба.

II часть

Технологии машинного (компьютерного) расчета

1. Моделирование работы электрической цепи в Simulink

1) Выполнить п.п. 2, 3 части I в Simulink

2) Выполнить моделирование в Simulink измерение параметров эквивалентного генератора (ЭДС и внутреннего сопротивления) по п. 6 части I.

2. Программирование расчета исходной электрической цепи в MATLAB

1) Составить топологический список исходной электрической цепи.

2) Пошагово составить матрицу узловых проводимостей исходной электрической цепи с помощью поэлементного вклада.

3) Составить матрицу соединений исходной электрической цепи.

4) Написать программу расчета электрической цепи в MATLAB.

Методические указания

1. Не допускается выполнять в схеме эквивалентные преобразования. Исключением является представление ЭДС в первой ветви источником тока.

1. Программы на вход должны получить топологический список, а на выходе возвращать узловые напряжения и токи в ветвях.

2. Работа программы должна быть основана на формировании и использовании матрицы узловых проводимостей, матрицы соединений.

Правила оформления и сдачи

2. Результаты расчета части II типового расчета должны совпадать с результатами расчета части I.

3. В отчете прилагаются скриншоты со схемами и измерениями, вывод матриц, тексты программ, входные данные и результаты расчета. Вывод матриц должен сопровождаться всеми промежуточными расчетами и пошаговыми пояснениями.

4. Созданные программы сдаются в электронном виде на сайте ittoe.ru

Числовые данные параметров схем

Расчетные схемы

1.	2.
3.	4.
5.	6.

7.	8.
9.	10.
11.	12.

13.	14.
15.	16.
17.	18.

19.	20.
21.	22.
23.	24.
25.	26.
27.	28.
29.	30.