Разработка алгоритма и программы расчёта электрической цепи, страница 2

Цель курсовой работы: закрепление студентами практических навыков программирования на алгоритмическом языке высокого уровня FORTRAN на примере составления и отладки программы для решения электротехнической задачи, ознакомление со специальной терминологией, приобретение навыков написания и оформления программ. Это дает дополнительные возможности студентам успешно применять средства вычислительной техники в процессе обучения в институте и в дальнейшем на практике.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Задание предусматривает расчет электрической цепи, к которой приложено синусоидальное напряжение, построение графиков по результатам расчёта, а также разработка подпрограммы вычисления определенного интеграла методом Симпсона для расчета действующих значений токов в ветвях и напряжений на реактивных элементах схемы.

 Данные для расчёта (схема 1, вариант 7):       

 Таблица 1 – Исходные данные

R1	R3	R4	R5	C1	C2	C4	L2	L3	U	F	Q	Q1	Q2
22	190	80	400	5000	100	450	28	14	240	70	R4	80	8

                                            R3          C1     

       A         R1           B       R4           C2     L2                C        L3              C4    D

                                     R5

Рисунок 1- Исходная схема

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Индуктивное сопротивление катушек индуктивности  L₁   и  L₃

                                        ,                                                     (1)

                                        ,                                                     (2)

где  -угловая частота;

-индуктивность катушки 1;

-индуктивность катушки 3;

f-частота.

Емкостное сопротивление конденсаторов С₁, С₃, С₄

     ,                                                    (3)

     ,                                                    (4)

     ,                                                     (5)

где   -ёмкость конденсатора 1;

-ёмкость конденсатора 2;

-ёмкость конденсатора 4.

Рассчитываем сопротивление отдельных участков схемы.

Сопротивление 1,2,3,4,5 ветви соответственно׃

                 ,                                                   (6)

                                 ,                                                        (7)

     ,                                                  (8)

        ,                                                                       (9)

где  R1-сопротивление резистора 1;

R3-сопротивление резистора 3;

R4-сопротивление резистора 4;

R5-сопротивление резистора 5.

Сопротивление участка ВС:

                                  (10)

Полное сопротивление цепи АД выражается следующим комплексным числом:

Zad=Z+Z_BC                                                 (11)                                                                       

Пусть есть комплексное число , тогда его модуль :

                                               (12)

Амплитудные значения токов и напряжений всей схемы и отдельных ее частей:

                                                         (13)            

Так как через последовательно подключенные элементы протекает один и тот же ток, то можно найти амплитудное значение напряжения на участке ВС, зная амплитудное значение тока на участке АД:

                                                                                                  (14)

Тогда значения амплитудных токов на ветвях 2,3,4 и 5 будут находится соответственно по формулам: 

                                                                                                                              (15)

(16)

(17)

Амплитудное напряжение на катушке L₃ находится по формуле:

                                              (18)                          

Амплитудное напряжение на конденсаторе С₄находится по формуле: