Теоретические основы электротехники

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    385,93 Кб
  • Опубликовано:
    2012-04-24
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Теоретические основы электротехники

Задача № 1

Расчет сложной электрической цепи постоянного тока

Исходные данные:

Задана сложная электрическая цепь (рисунок. 1.1 - 1.35). Параметры отдельных элементов заданы в таблице 1.1. Вариант расчетной схемы определяется номером студента по списку группы в журнале; вариант задания исходных данных к расчетной схеме определяется номером группы.

Таблица 1.1.

Номер группы

Е1, В

Е2, В

J1, A

J2, A

R1, Ом

R2, Ом

R3, Ом

R4, Ом

R5, Ом

R6, Ом

Расчетная ветвь

106116

800

500

2,0

1,5

110

120

130

140

150

160

1

 

Содержание задания:

1 Определить токи в ветвях схемы методом по законам Кирхгофа;

2 Определить токи в ветвях схемы методом контурных токов;

3 Определить токи в ветвях схемы методом наложения. Частичные токи ветвей определить с помощью уравнений, составленных в п.1 или п.2.

4 Рассчитать частичные токи во всех ветвях схемы для источника ЭДС Е1 методом эквивалентных преобразований.

5 Определить токи в ветвях схемы методом узловых потенциалов;

6 Определить ток в заданной расчетной ветви (таблица 1.1) методом эквивалентного генератора напряжения (Еэ,Rэ) и эквивалентного генератора тока (Jэ,Rэ). Проверить соотношение между параметрами по формуле Rэ=Uэ/Jэ;

7 Для метода эквивалентного генератора напряжения рассчитать, составить таблицу значений и построить график функции Рk = f(Rk) для 1-ой ветви при изменении сопротивления резистора Rk в диапазоне от 0 до десятикратного заданного;

8 Проверить выполнение баланса мощностей SРист=SРпр;

9 Для выбранного контура схемы, включающего два источника ЭДС, рассчитать и построить в масштабе потенциальную диаграмму.

Методические указания:

1 Все результаты расчётов получить с точностью до 4-х значащих цифр.

2 Решение систем алгебраических уравнений выполнить с помощью ЭВМ;

3 Значения токов в ветвях расчетной схемы, определенные различными методами свести в таблицу для сравнения результатов расчета;

4 График Рk = f(Rk) и потенциальную диаграмму построить на миллиметровой бумаге.


 

2. Определим токи методом контурных токов:


Ik1=1,5880 А

Ik2=-2,5398 А

Ik3=-0,9346 А

Тогда токи на резисторах:

I1=Ik1-Ik2;2=Ik3;3=Ik2;4=Ik1-J1;5=-Ik2-J2+Ik3;6=Ik3-Ik1;



. Определим токи методом наложения




4. Преобразуем схему. Сперва треугольник R2 -R5 -R6 преобразуем в звезду

2 -R’3 -R’4 по формулам:

Получим эквивалентную схему:


Определим эквивалентное сопротивление:


Определим разность потенциалов между точками 3, 2, 4 и токи.


Ответ:


5.Определим ток в ветвях схемы методом узловых потенциалов:



6.Определим ток в ветви эквивалентным генератором тока:


Определим эквивалентное сопротивление:


Преобразуем схему. Сперва треугольник R2 -R5 -R6 преобразуем в звезду

2 -R’1 -R’3 по формулам:



Получим схему:



Определим ток в ветви эквивалентным генератором напряжения:


Проверим соотношение

7.Для метода эквивалентного генератора напряжения рассчитаем и составим таблицу значений и построим график функции Р2 = f(R2) для 1-ой ветви при изменении сопротивления резистора R2 в диапазоне от 0 до десятикратного заданного.

Имеем


R2,Oм

0

10

55

110

220

244,6

440

660

P2,Вт

0

16,9313

67,294

96,0113

111,8591

112,17

103,0353

88,5192

R2,Oм

880

1100

1320

1540

1760

1980

2000

2200

P2,Вт

76,3648

66,7749

59,1799

53,0696

48,0689

43,910

43,5671

40,403


8.Проверим выполнение баланса мощностей SРист=SРпр;


.Для выбранного контура схемы ABCDEF, включающего два источника ЭДС, рассчитаем и построим в масштабе потенциальную диаграмму.



Задача № 2

Расчет однофазной электрической цепи переменного тока

Исходные данные:

Задана однофазная электрическая цепь (рисунок. 2.1 - 2.33). К зажимам электрической цепи подключен источник синусоидального напряжения u=Umsin(wt+Yu), В и частотой f =50 Гц. Амплитуда, начальная фаза напряжения и параметры элементов цепи заданы в таблице 2.1. Вариант расчетной схемы определяется номером студента по списку группы в журнале; вариант задания исходных данных к расчетной схеме определяется номером группы.

Таблица 2.1

Номер

Um,

Yu,

R1

R2

R3

L1

L2

C1

C2

группы

В

град.

Ом

мГн

мкФ

106116

141,4

 90

25

50

30

79,5

127,2

127,2

79.5


Содержание задания:

1) Начертить расчетную схему электрической цепи для комплексной формы расчета. Рассчитать и представить в комплексной форме входное напряжение и сопротивления ветвей;

2)       Определить действующие значения токов в ветвях цепи методом эквивалентных преобразований;

)         Определить токи в ветвях цепи методом по законам Кирхгофа;

)         Записать уравнение мгновенного значения тока источника;

)         Определить показание ваттметра и составить баланс активных и реактивных мощностей;

)         Рассчитать напряжения на каждом элементе цепи;

)         Построить векторную диаграмму токов, совмещенную с топографической векторной диаграммой напряжений.

Методические указания:

1) Расчеты выполнить в комплексной форме;

2)       Все результаты расчётов вещественных, мнимых частей и модулей комплексных величин получить с точностью до 4-х значащих цифр. Значения углов начальных фаз напряжений и токов, а также углов разности фаз комплексных сопротивлений вычислять в градусах и округлять до целых чисел;

)         Решение системы алгебраических уравнений в п.3 выполнить с помощью ЭВМ;

)         Векторную диаграмму токов, совмещенную с топографической векторной диаграммой напряжений построить на миллиметровой бумаге.


1) Начертим расчетную схему электрической цепи для комплексной формы расчета.

 

 

) Определим действующие значения токов в ветвях цепи методом эквивалентных преобразований;



3) Определим токи в ветвях цепи методом по законам Кирхгофа;

 

) Запишем уравнение мгновенного значения тока источника


5) Определим показание ваттметра и составим баланс активных и реактивных мощностей;

Баланс мощностей выполняется.

6) Рассчитаем напряжения на каждом элементе цепи;


7) Построим векторную диаграмму токов, совмещенную с топографической векторной диаграммой напряжений.

Задача № 3

Расчет сложной электрической цепи переменного тока

Исходные данные:

Задана схема трёхфазной цепи (рисунок 3.1), включающая симметричный трёхфазный генератор с напряжением Uл/Uф=220/127 В, линию электропередачи с сопротивлением Zл=Rл+jXл (Ом) и три приёмника энергии с различными схемами соединения фаз (звезда с нулевым проводом, звезда без нулевого провода и треугольник). Параметры отдельных элементов схемы приведены в комплексной форме Z=R+jX в таблице 3.1.

Варианты заданий для групп:

гр. 106116: №№ 1 - 29 в соответствии с номером по списку группы в журнале;

гр. 106216: №№ (30+N), где N - номер студента по списку группы в журнале;

гр. 106226: №№ (60+N), где N - номер студента по списку группы в журнале;

Содержание задания:

1) Определить линейные и фазные напряжения каждого из приёмников. Расчет провести методом узловых потенциалов в комплексной форме. Решение системы алгебраических комплексных уравнений выполнить на ЭВМ;

2)       Определить линейные и фазные токи каждого из приёмников;

)         Определить токи в проводах линии электропередачи;

)         Выполнить проверку результатов расчета токов приемников и линий, рассчитав их по методу законов Кирхгофа: составить комплексные уравнения и решить их на ЭВМ;

)         Определить потерю и падение напряжения в проводах линии;

)         Определить активную Рист и реактивную Qист мощности источника энергии. Определить активную Рпр и реактивную Qпр мощности каждого из приёмников энергии и соответственно их суммы SРпр и SQпр. Проверить выполнение балансов активных и реактивных мощностей: Рист=SРпр и Qист=SQпр;

)         Определить показания первой группы ваттметров W1, W2 и W3 и проверить баланс мощностей: W1+W2+W3=P1+P2+P3;

)         Определить показания второй группы ваттметров W4 и W5 и проверить баланс мощностей: W4+W5=P2+P3;

)         Построить в единой системе координат на миллиметровой бумаге в выбранных масштабах векторную диаграмму токов, совмещенную с топографической векторной диаграммой напряжений.

Методические указания:

1) Все результаты расчётов вещественных, мнимых частей и модулей комплексных величин получить с точностью до 4-х значащих цифр. Значения углов начальных фаз напряжений и токов, а также углов разности фаз комплексных сопротивлений вычислять в градусах и округлять до целых чисел.

Рисунок 3.1

электрический ток напряжение мощность

Таблица 3.1

Вариант

R, X

ZA1

ZB1

ZC1

Z2

ZAB

ZBC

ZCA

1

R

1

13

13

16

17

42

33

44

1

X

3

10

15

-11

15

-25

37

21

2

R

1

16

18

15

19

38

51

45

2

X

4

-12

14

-21

16

-54

27

-32

3

R

2

11

15

18

14

51

24

35

3

X

4

17

-16

14

-19

33

-41

50

4

R

2

15

18

12

18

37

48

52

4

X

3

11

-10

-16

15

54

-27

-30

5

R

2

17

15

20

19

24

57

38

5

X

5

18

-19

11

12

-52

24

41

6

R

1

16

18

21

20

33

61

27

6

X

5

-15

14

-10

-14

49

-20

-49

7

R

2

13

21

23

21

25

31

7

X

6

19

-15

-11

-12

37

-58

52

8

R

3

18

15

17

10

42

67

55

8

X

4

-13

11

16

22

-65

29

-53

9

R

3

32

13

23

24

37

31

67

9

X

5

-12

-28

26

-14

66

-57

40

10

R

3

26

17

15

12

57

40

31

10

X

5

13

34

-19

29

-42

55

-48

11

R

3

32

35

18

27

67

65

28

11

X

6

-14

17

28

-15

43

-37

-61

12

R

2

24

38

19

24

35

70

41

12

X

7

16

-11

-31

36

-71

33

47

13

R

3

27

32

22

35

64

52

39

13

X

7

-18

15

33

-21

86

-63

57

14

R

3

22

29

17

21

85

83

46

14

X

6

25

-14

-31

33

-42

51

-68

15

R

4

25

18

11

19

77

39

82

15

X

5

-16

-32

35

-35

62

-79

47

16

R

4

37

33

32

38

51

44

76

16

X

6

19

-16

-37

25

84

-81

52

17

R

4

14

37

27

31

61

76

85

17

X

7

36

-21

-34

29

-82

51

-40

18

R

4

29

30

17

25

94

38

62

18

X

8

18

-14

28

36

-56

91

58

19

R

5

33

19

21

37

55

97

86

19

X

6

-24

35

34

-27

105

-68

45

20

R

5

35

42

27

27

108

102

62

20

X

7

37

21

-38

39

-75

76

-104

21

R

4

32

47

17

42

74

117

103

21

X

9

39

-14

-41

-38

114

-54

78

22

R

4

31

38

29

31

71

128

84

22

X

10

47

-18

-46

-45

122

57

-114

23

R

5

41

47

31

42

86

121

72

23

X

7

-19

24

37

-16

115

-68

-125

24

R

5

45

34

27

37

77

81

99

24

X

8

-20

-39

41

-28

127

104

25

R

5

48

44

14

33

124

122

64

25

X

9

19

-26

-46

-42

78

-87

131

26

R

5

45

51

22

34

122

83

57

26

X

10

24

18

-38

45

-75

96

-128

27

R

5

36

52

19

43

84

76

131

27

X

11

-44

-24

37

-26

114

-123

42

28

R

6

52

38

67

48

104

95

74

28

X

7

42

-45

18

25

-121

132

-108

29

R

6

47

56

19

50

114

135

87

29

X

8

-28

21

61

-28

129

-102

-122

30

R

6

39

64

47

31

118

62

131

30

X

9

45

23

-52

54

-87

142

-93

31

R

6

48

32

55

36

153

144

76

31

X

10

-52

-62

24

-53

79

-88

134

32

R

7

55

37

46

42

96

128

85

32

X

7

-24

44

-32

48

-134

106

142

33

R

7

58

43

64

37

153

124

136

33

X

8

37

-47

31

-58

78

112

-107

34

R

7

32

48

51

48

146

69

146

34

X

9

-43

35

-24

39

-85

156

98

35

R

7

25

52

56

44

67

132

98

35

X

10

65

-23

28

-29

153

-117

-152

36

R

6

54

63

38

57

87

89

159

36

X

11

-42

45

51

34

-127

146

-74

37

R

6

25

72

52

62

124

133

167

37

X

12

61

28

-57

39

137

142

-112

38

R

6

32

69

29

41

118

87

103

38

X

13

-58

37

64

-52

148

-171

156

39

R

6

59

34

65

35

98

116

172

39

X

14

21

-26

38

67

-154

168

-126

40

R

7

45

52

71

51

104

121

167

40

X

10

48

-45

23

-37

124

-136

-89

41

R

7

65

27

59

62

126

117

163

41

X

11

-28

62

-35

27

-147

143

103

42

R

7

38

65

33

32

145

97

42

X

12

46

-26

-57

-61

132

-137

164

43

R

7

62

48

51

62

124

114

171

43

X

13

-25

-53

38

45

-163

153

-89

44

R

7

71

64

28

56

1`16

157

127

44

X

14

32

-36

57

63

186

-103

135

45

R

8

64

37

26

38

163

105

166

45

X

8

-45

53

-63

57

-118

157

102

46

R

8

72

68

55

42

31

116

102

46

X

9

32

51

-65

-66

-178

-162

-111

47

R

8

54

37

52

44

188

117

122

47

X

10

-45

-62

38

59

-106

164

138

48

R

8

64

42

37

53

194

171

108

48

X

11

31

-58

43

-58

109

-102

-162

49

R

8

38

69

45

61

186

101

111

49

X

12

-65

24

-56

38

-145

166

148

50

R

8

46

38

32

57

162

175

166

50

X

13

42

-54

64

-45

149

-118

112

51

R

5

36

41

51

28

133

162

131

51

X

8

54

52

-33

61

147

-129

-159

52

R

5

42

52

27

61

162

135

177

52

X

9

-38

36

51

-38

-144

108

132

53

R

5

45

51

32

34

122

87

76

53

X

10

24

28

-38

45

-89

122

-128

54

R

5

23

34

39

52

143

136

126

54

X

11

-47

51

-45

-34

95

112

-122

55

R

5

54

37

28

38

103

124

99

55

X

12

32

-46

44

49

-133

-89

138

56

R

5

26

53

36

28

141

103

143

56

X

13

41

34

-53

-58

109

127

-98

57

R

5

44

38

27

39

132

114

108

57

X

14

-47

51

62

-48

-97

138

146

58

R

5

36

57

28

61

144

89

79

58

X

15

48

-37

-51

37

103

-119

138

59

R

5

57

42

37

28

121

96

148

59

X

16

-31

46

55

-53

97

133

108

R

6

44

33

62

46

107

109

113

60

X

8

37

-51

-32

51

-148

155

126

61

R

6

51

62

51

51

162

106

171

61

X

9

45

33

-42

-38

121

-142

102

62

R

6

31

44

45

37

141

84

98

62

X

10

44

-29

-27

32

96

-132

118

63

R

6

34

42

28

48

109

116

125

63

X

11

-29

31

46

-37

127

-143

98

64

R

6

46

56

51

32

99

89

149

64

X

12

34

-39

47

36

-142

134

-107

65

R

6

56

48

29

38

114

124

157

65

X

13

41

-43

58

-47

-116

142

87

66

R

6

36

44

32

28

108

103

142

66

X

14

-56

41

-49

52

118

-137

-105

67

R

6

61

37

51

51

122

138

139

67

X

15

32

-47

27

-37

-98

113

108

68

R

7

39

28

32

36

107

79

137

68

X

10

-42

36

-54

38

88

-120

-101

69

R

7

28

38

41

55

112

107

154

69

X

11

46

-44

37

-38

125

135

-87

70

R

7

39

56

31

26

129

114

102

70

X

12

48

29

-61

52

131

-98

-133

71

R

7

52

28

37

32

102

121

156

71

X

13

-32

44

51

-48

-128

145

87

72

R

7

47

39

41`

51

137

124

118

72

X

14

56

-52

-62

39

145

-151

157

73

R

7

55

36

68

56

118

107

128

73

X

15

42

-61

27

-41

-156

159

142

74

R

7

48

31

45

39

154

135

171

74

X

16

-62

65

47

56

124

-162

-97

75

R

8

37

56

39

34

167

108

177

75

X

11

64

-47

51

-65

-131

174

116

76

R

8

47

39

67

61

122

181

153

76

X

12

-56

61

34

-52

176

-98

132

77

R

8

66

55

51

42

138

118

146

77

13

48

-71

-67

44

-165

173

-152

78

R

8

54

32

45

39

141

134

156

78

X

14

-43

67

56

-61

155

-167

133

79

R

8

38

46

51

54

133

109

116

79

X

15

57

-36

43

-64

-146

175

171

80

R

8

45

54

59

37

145

152

107

80

X

16

38

36

-41

68

154

-161

-165

81

R

9

49

63

54

61

175

168

172

81

X

12

62

-47

58

-51

133

-182

148

82

R

9

41

38

63

54

172

148

139

82

X

13

-55

62

41

39

-154

-162

157

83

R

9

48

71

52

43

137

181

168

83

X

14

67

-32

41

-54

167

145

-137

84

R

9

41

53

38

67

162

133

157

84

X

15

-65

49

-71

38

146

-171

137

85

R

8

64

37

26

38

163

105

166

85

X

8

-45

53

-63

57

-118

157

102

86

R

8

72

68

55

42

31

116

102

86

X

9

32

51

-65

-66

-178

-162

-111

87

R

8

54

37

52

44

188

117

122

87

X

10

-45

-62

38

59

-106

164

138

88

R

8

64

42

37

53

194

171

108

88

X

11

31

-58

43

-58

109

-102

-162

89

R

8

38

69

45

61

186

101

111

89

X

12

-65

24

-56

38

-145

166

148

90

R

8

46

38

32

57

162

175

166

90

X

13

42

-54

64

-45

149

-118

112

91

R

5

36

41

51

28

133

162

131

91

X

8

54

52

-33

61

147

-129

-159

92

R

5

42

52

27

61

162

135

177

92

X

9

-38

36

51

-38

-144

108

132

93

R

5

45

51

32

34

122

87

76

93

X

10

24

28

-38

45

-89

122

-128

94

R

5

23

34

39

52

143

136

126

94

X

11

-47

51

-45

-34

95

112

-122

95

R

53

51

49

72

177

156

142

95

X

16

64

-58

67

49

-138

144

-152

96

R

5

45

42

27

27

108

102

62

96

X

7

37

21

-38

59

-75

86

-104

97

R

4

32

47

17

52

74

117

103

97

X

9

39

-34

-41

-38

114

-54

78

98

R

4

31

38

29

31

71

128

84

98

X

10

37

-48

-46

-45

122

57

-114

99

R

5

41

47

31

42

76

121

72

99

X

7

-29

24

37

-26

115

-68

-125

100

R

5

45

34

27

37

67

81

99

100

X

8

-20

-39

41

-28

107

-124

104

101

R

5

48

44

24

33

124

122

64

101

X

9

29

-26

-46

-42

78

-87

131

102

R

5

45

51

22

34

112

83

57

102

X

10

24

28

-38

45

-75

96

-128

103

R

5

36

52

29

43

84

76

121

103

X

11

-34

-24

37

-36

114

-113

42

104

R

6

52

38

57

48

104

95

74

104

X

7

42

-45

28

25

-121

132

-108

105

R

6

47

46

29

50

114

115

87

105

X

8

-28

21

51

-28

129

-102

-122

106

R

6

39

64

47

31

118

62

131

106

X

9

45

23

-52

54

-87

142

-93

107

R

6

48

32

55

36

153

144

76

107

X

10

-52

-62

24

-53

79

-88

134

108

R

7

55

37

46

42

96

128

85

108

X

7

-24

44

-32

48

-134

106

142

109

R

7

58

43

64

37

153

124

136

109

X

8

37

-47

31

-58

78

112

-107

110

R

7

32

48

51

48

146

69

146

110

X

9

-43

35

-24

39

-85

156

98

111

R

7

25

52

56

44

67

132

98

111

X

10

65

-23

28

-29

153

-117

-152

112

R

6

54

63

38

57

87

89

159

112

X

11

45

51

34

-127

146

-74

113

R

6

25

72

52

62

124

133

167

113

X

12

61

28

-57

39

137

142

-112

114

R

6

32

69

29

41

118

87

103

114

X

13

-58

37

64

-52

148

-171

156

115

R

5

48

44

24

33

114

122

64

115

X

9

19

-26

-46

-42

78

-87

121

116

R

5

45

51

22

34

125

83

57

116

X

10

24

28

-38

45

-75

96

-128

117

R

5

36

52

29

43

94

76

131

117

X

11

-44

-24

37

-26

114

-113

42

118

R

6

52

38

67

48

104

95

74

118

X

7

46

-45

28

25

-121

132

-108

119

R

6

47

56

29

50

114

135

87

119

X

8

-28

21

61

-28

129

-102

-122

120

R

6

39

64

47

31

118

62

111

120

X

9

45

26

-52

54

-87

142

-93

121

R

6

38

32

55

36

153

144

76

121

X

10

-52

-67

24

-53

89

-88

134

122

R

7

45

27

46

42

96

118

85

122

X

7

-24

44

-32

48

-134

106

132

123

R

7

58

43

64

37

143

124

126

123

X

8

37

-47

41

-58

78

112

-107

124

R

7

42

48

51

48

146

69

146

124

X

9

-43

38

-24

39

-85

156

98

125

R

7

25

42

36

44

67

132

98

125

X

10

55

-23

28

-29

143

-117

-142


Похожие работы на - Теоретические основы электротехники

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!