Online Electric

При подготовке специалистов электроэнергетического направления дисциплина «Теоретические основы электротехники» занимает особое место, она считается основой специальных наук, глубокое изучение ее имеет отдельное значение. Для качественного усвоения тем предмета пользуются различные формы учебных занятий: лекции, практические занятия, лабораторные занятия и самостоятельная работа. Среди них требуется уделять особое внимание самостоятельной работе студентов (СРС). Для организации самостоятельной работы обычно по важным темам задаются расчетно-графические работы (РГР). РГР служат для качественного усвоения материала, при их выполнении, в целях эффективного использования времени, целесообразно пользоваться компьютерной техникой.

Для этого студентам предлагается составить программу на каком-либо алгоритмическом языке для проведения тех или иных расчетных работ (вычислений) РГР.

Например, пусть по теме «Сложные цепи постоянного тока» поставлена задача провести рассчет данной цепи методом контурных токов и при помощи уравнения баланса мощностей проверить правильность результатов вычислений.

Вычисления, обычно бывают очень трудоемкими, требуют много времени, а также одна ошибка, допущенная в каком-либо знаке может свести на нет результаты вычислений.

Наличие разных форм выполнения самостоятельной работы (РГР) и использование при этом информационных технологий не только повышает интерес студентов, но и способствует обогащению их знаний в области компьютерных технологий.

При разработке программы для электрической цепи в намеченном (выбранном) варианте необходимо выполнить нижеследующее.

1) Произвольно выбрать направления токов в ветвях и указать их положительные направления;

2) Выбрать независимые контура и направления контурных токов;

3) Для контуров относительно контурных токов написать уравнения по 2-му закону Кирхгофа;

4) Записать заново в эти уравнения данные величины;

5) Вписать в систему уравнений данные величины;

6) Составить основной и вспомогательный определители системы уравнений в форме матрицы;

7) Уравнение ветвей выразить через контурные токи;

8) Составить уравнение баланса мощности.

После выполнение вышеприведенных действий рекомендуется составить программу. Составленная программа дает возможность облегчить трудоемкий процесс по вычислению токов, найти требуемые величины за короткое время.

Относительно контурных токов согласно второго закона Кирхгоффа для цепи показанной на рисунке 1 получается следующие уравнение.

I₁₁R₁₁-I₂₂R₁₂+I₃₃R₁₃=E₁

-I₁₁R₂₁+I₂₂R₂₂+I₃₃R₂₃=E

I₁₁R₃₁+I₂₂R₃₂+I₃₃R₃₃=E

Здесь : R₁₁=R₁+R₄+R₃; R₂₂=R₂+R₃+R₅;

R₃₃=R₁+R₆+R₂; R₁₂=R₂₁=R₃; R₁₃=R₃₁=R₁; R₂₃=R₃₂=R₂ .

I₁=I₁₁+I₃₃; I₂=I₂₂+I₃₃; I₃=I₁₁-I₂₂;

I₄=I₁₁; I₅=I₂₂; I₆=I₃₃.

Для нахождения падения напряжения U_k на сопротивлениях цепи пользуются законом Ома (U_k=I_kR_k) .

На основе нижеприведенного уравнения баланса мощностей проверяется правильность (достоверность) полученных результатов.

Для определения величины токов по способу контурных токов после введения значений величин цепе получают результат вычислений и на монитора компьютера выводятся результаты в виде показанной на рис 2.

Такая организация самостоятельной работы студентов служит качественному и эффективному усвоению материалов науки, творческому подходу к задаче и в будущем для становления высококвалифицированным специалистом, способным принимать самостоятельные решения.

1. Шабанова А.Р. и др. К методике организации самостоятельной работа студентов по дисциплине «Теория электрических цепей». Молодой ученый. Г.Чита. 2012 г. №2

2. Попов В.П. Основы теории цепей. Учебник для вузов. М. 2000 г. -576