Расчёт электрической цепи
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. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ, MICRO-CAP 8, ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ ВЫСОКОГО УРОВНЯ, РАСЧЁТ ТОКОВ ВЕТВЕЙ Предметом исследования является практическое применение… Читать ещё >
Расчёт электрической цепи (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
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 — 2 068 998 — 43 — 3 ПЗ.
Направление 230 100.62.
ОмскXXX.
Реферат
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.
В результате при помощи разработанной программы и ППП для моделирования аналоговых схем Micro-CAP были получены требуемые численные величины и произведена оценка погрешности.
Введение
4
- 1 Аналитическое решение5
- 2 Нахождение численных значений6
- 3 Проверка решения и оценка погрешности7
Заключение
9
Список использованных источников
10
- Приложение А. Листинг программы 11
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.
1 Аналитическое решение
В данной расчетно-графической работе при определении токов и напряжений в отдельных ветвях цепи с n ветвями по закону Кирхгофа необходимо решить систему из n уравнений, при этом используем метод.
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).
Рисунок 1 — Исходная схема Для контурных токов ik1, ik2 и ik3 запишем уравнения по ЗНК:
-u1+(R1+R3+R5)ik1-R3ik2+R5ik3=0; (1).
u2-R3ik1+(R2+R3+R4)ik2+R2ik3=0; (2).
u2+R5ik1+R2ik2+(R6+R2+R5)ik3=0. (3).
Перенесём u1 и u2 в правую часть системы и получим каноническую форму записи уравнений по методу контурных токов.
R11ik1-R12ik2+R13ik3= u1; (4).
-R21ik1+R22ik2+R23ik3= - u2; (5).
R31ik1+R32ik2+R33ik3= - u2. (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).
R12= R21= R3; (10).
R13= R31= R5; (11).
R23= R32= R2. (12).
Из данной системы уравнений получаем определитель системы (13), а определитель (14) находится путём замены k-столбца правой частью приведённой выше системы.
. (13).
. (14).
Величины контурных токов находятся из формул (15), (16) и (17).
; (15).
; (16).
. (17).
Истинные токи в ветвях находятся как алгебраическая сумма контурных токов.
2 Нахождение численных значений
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.
3 Проверка решения и оценка погрешностей
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.
Принципиальная схема электрической цепи, расчёт которой необходимо произвести, представлена на рисунке 3.
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 =. (18).
где Iрасч. — значение, полученное путём программирования на языке высокого уровня, Iмод. — 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.
k. | iк, А. | Погрешность, %. | ||
Значения, полученные программой. | Значения, полученные в Micro-CAP. | |||
2,49. | 2,494. | 0,002. | ||
33,64. | 33,641. | 0,3. | ||
34,34. | 34,34. | 0,00. | ||
31,85. | 31,846. | 0,13. | ||
0,70. | 0,698. | 0,287. | ||
1,80. | 1,795. | 0,279. | ||
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-CAP V. — М.: ТОО «СОЛОН», 1997. — 273 с.
Приложение А.
(обязательное).
Листинг программы.
Ниже, на рисунке А.1, представлен основной код программы.
Рисунок А.1 — Вычисление необходимых величин и их вывод на экран.