График выполнения задания Модуля 1

 

№ недели Аудиторные занятия Самостоятельная работа
Лекция. Обзор теоретического материала модуля 1. Изучение теоретического материала, вопросы 1-4. Выполнение пункта 1 задания. Протокол лабораторного исследования.
Физический эксперимент. Изучение теоретического материала, вопросы 5-7. Выполнение пункта 2 задания.
Лекция. Обзор теоретического материала модуля 1. Изучение теоретического материала, вопросы 8,9. Выполнение пункта 3 задания.
Компьютерное моделирование.   Изучение теоретического материала, вопросы 10,11,14. Выполнение пункта 4 задания. Протокол компьютерного моделирования.
Практическое занятие. Защита отчета по Модулю. Изучение теоретического материала, вопросы 12,13. Выполнение пунктов 5,6,7 задания. Решение примеров тестовых задач. Оформление отчета.
Тестирование. Подготовка к тестированию.

Теоретические вопросы Модуля 1

 

  1. Физические основы электричества.
  2. Электрическая цепь и ее элементы. Определения: ветвь, узел, контур, ток, напряжение, ЭДС, сопротивление.
  3. Источники и приемники электрической энергии.
  4. Преобразование электрических цепей. Последовательное, параллельное и смешанное соединение приемников. Взаимное преобразование «звезды» и «треугольника». Определение эквивалентного сопротивления электрической цепи.
  5. Закон Ома для пассивного и активного участка цепи.
  6. Законы Кирхгофа. Баланс мощностей.
  7. Активный и пассивный двухполюсник. Режим согласованной нагрузки активного двухполюсника. Понятие КПД. Режимы холостого хода и короткого замыкания.
  8. Использование метода эквивалентного генератора (активного двухполюсника).
  9. Анализ электрических цепей постоянного тока методом свертывания.
  10. Метод наложения.
  11. Расчет электрических цепей методом контурных токов.
  12. Потенциальная диаграмма.
  13. Расчет электрических цепей методом узлового напряжения.
  14. Моделирование цепей постоянного тока.

 

Задание Модуля 1

 

Цель задания: практическое освоение методов расчета линейных цепей постоянного тока, проведение лабораторного эксперимента и виртуального исследования, проверка качества усвоения теоретического материала.

Исходные данные: каждому студенту преподаватель выдает вариант задания, номер которого обозначается тремя числами, разделенными точкой.

Первое число указывает исследуемую схему электрической цепи (таблица 1.1).

Вторая цифра – соответствует номеру столбца в таблице 1.2, в которой приводятся величины сопротивлений.

Третья цифра – соответствует номеру столбца в таблице 1.3, в которой приводятся значения ЭДС.

Получить вариант задания у преподавателя на вводном занятии и согласовать пакет задач для самостоятельного решения.

 

Содержание и порядок выполнения задания:

  1. Заменить в заданной схеме источник перемычкой, и рассматривать как элементы активного двухполюсника, а остальную часть электрической цепи – нагрузкой. Рассчитать значение , при котором активный двухполюсник будет согласован с нагрузкой, и ток в согласованном режиме.
  2. Экспериментально в лаборатории кафедры исследовать режимы работы электрической цепи, изменяя значение относительно значения в согласованном режиме, определить и построить зависимости мощности источника, мощности нагрузки, мощности потерь и КПД от . По полученным графикам, найти , при котором к.п.д. активного двухполюсника будет 80%. (см. Методические указания к выполнению лабораторного исследования).
  3. Вернуть в электрическую цепь источник , произвольно направить токи в ветвях, составить систему уравнений по законам Кирхгофа, позволяющую определить все токи. Считая в схеме равным найденному экспериментально значению , рассчитать токи в ветвях. Правильность расчетов проверить с помощью уравнения баланса мощностей.
  4. Методом компьютерного моделирования измерить все токи в цепи. Результаты сравнить с расчетными данными.
  5. Полагая потенциал произвольной точки внешнего контура равным нулю, рассчитать потенциалы всех точек и построить потенциальную диаграмму для внешнего контура.
  6. Рассчитать ток методом эквивалентного генератора.
  7. На практическом занятии предъявить преподавателю выполненное и оформленное задание модуля, пакет решенных задач.
  8. Сделать выводы.

* Рассчитать цепь методом контурных токов.

** Рассчитать ток в одной, произвольно выбранной ветви методом наложения.

Схемы к Модулю 1

 

Таблица 1.1

№ Схема электрической цепи № Схема электрической цепи
1. 13.
2. 14.
3. 15.
4. 16.
Продолжение таблицы 1.1
5. 17.
6. 18.
7. 19.
8. 20.
Продолжение таблицы 1.1
9. 21.
10. 22.
11. 23.
12. 24.

 

 

Таблица 1.2

№ столбца
, Ом
, Ом
, Ом

 

Таблица 1.3

№ столбца
, В
, В