Теоретические основы электротехники

КонтрольнаяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Определить линейные и фазные напряжения каждого из приёмников. Расчет провести методом узловых потенциалов в комплексной форме. Решение системы алгебраических комплексных уравнений выполнить на ЭВМ; Построить в единой системе координат на миллиметровой бумаге в выбранных масштабах векторную диаграмму токов, совмещенную с топографической векторной диаграммой напряжений. Начертить расчетную схему… Читать ещё >

Теоретические основы электротехники (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

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,

Е2,

J1,

J2,

R1,

Ом

R2,

Ом

R3,

Ом

R4,

Ом

R5,

Ом

R6,

Ом

Расчетная ветвь

2,0

1,5

Содержание задания:

Определить токи в ветвях схемы методом по законам Кирхгофа;

Определить токи в ветвях схемы методом контурных токов;

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

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

Определить токи в ветвях схемы методом узловых потенциалов;

Определить ток в заданной расчетной ветви (таблица 1.1) методом эквивалентного генератора напряжения (Е_э_,R_э) и эквивалентного генератора тока (J_э_,R_э). Проверить соотношение между параметрами по формуле R_э=U_э/J_э;

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

Проверить выполнение баланса мощностей Р_ист=Р_пр;

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

Методические указания:

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

Решение систем алгебраических уравнений выполнить с помощью ЭВМ;

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

График Р_k = f (R_k) 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;

I₂=Ik₃;

I₃=Ik₂;

I₄=Ik₁-J₁;

I₅=-Ik₂-J₂+Ik₃;

I₆=Ik₃-Ik₁;

3. Определим токи методом наложения

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

R'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

R'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						244,6
P2,Вт		16,9313	67,294	96,0113	111,8591	112,17	103,0353	88,5192
R2,Oм
P2,Вт	76,3648	66,7749	59,1799	53,0696	48,0689	43,910	43,5671	40,403

8.Проверим выполнение баланса мощностей Р_ист=Р_пр;

9.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=U_msin (t+_u), 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,	u,	R1	R2	R3	L1	L2	C1	C2
группы	В	град.	Ом	мГн	мкФ
	141,4					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;

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

4) Записать уравнение мгновенного значения тока источника;

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

6) Рассчитать напряжения на каждом элементе цепи;

7) 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;

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

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

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

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

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

4) 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 U_л/U_ф=220/127 В, линию электропередачи с сопротивлением Z_л=R_л+jX_л (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. 10 6116: №№ 1 — 29 в соответствии с номером по списку группы в журнале;

гр. 10 6216: №№ (30+N), где N — номер студента по списку группы в журнале;

гр. 10 6226: №№ (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;

3) Определить токи в проводах линии электропередачи;

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

5) Определить потерю и падение напряжения в проводах линии;

6) Определить активную Р_ист и реактивную Q_ист мощности источника энергии. Определить активную Р_пр и реактивную Q_пр мощности каждого из приёмников энергии и соответственно их суммы Р_пр и Q_пр. Проверить выполнение балансов активных и реактивных мощностей: Р_ист=Р_пр и Q_ист=Q_пр;

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

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

9) 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	ZЛ	ZA1	ZB1	ZC1	Z2	ZAB	ZBC	ZCA
	R
	X				— 11		— 25
	R
	X		— 12		— 21		— 54		— 32
	R
	X			— 16		— 19		— 41
	R
	X			— 10	— 16			— 27	— 30
	R
	X			— 19			— 52
	R
	X		— 15		— 10	— 14		— 20	— 49
	R
	X			— 15	— 11	— 12		— 58
	R
	X		— 13				— 65		— 53
	R
	X		— 12	— 28		— 14		— 57
	R
	X				— 19		— 42		— 48
	R
	X		— 14			— 15		— 37	— 61
	R
	X			— 11	— 31		— 71
	R
	X		— 18			— 21		— 63
	R
	X			— 14	— 31		— 42		— 68
	R
	X		— 16	— 32		— 35		— 79
	R
	X			— 16	— 37			— 81
	R
	X			— 21	— 34		— 82		— 40
	R
	X			— 14			— 56
	R
	X		— 24			— 27		— 68
	R
	X				— 38		— 75		— 104
	R
	X			— 14	— 41	— 38		— 54
	R
	X			— 18	— 46	— 45			— 114
	R
	X		— 19			— 16		— 68	— 125
	R
	X		— 20	— 39		— 28		— 124
	R
	X			— 26	— 46	— 42		— 87
	R
	X				— 38		— 75		— 128
	R
	X		— 44	— 24		— 26		— 123
	R
	X			— 45			— 121		— 108
	R
	X		— 28			— 28		— 102	— 122
	R
	X				— 52		— 87		— 93
	R
	X		— 52	— 62		— 53		— 88
	R
	X		— 24		— 32		— 134
	R
	X			— 47		— 58			— 107
	R
	X		— 43		— 24		— 85
	R
	X			— 23		— 29		— 117	— 152
	R
	X		— 42				— 127		— 74
	R
	X				— 57				— 112
	R
	X		— 58			— 52		— 171
	R
	X			— 26			— 154		— 126
	R
	X			— 45		— 37		— 136	— 89
	R
	X		— 28		— 35		— 147
	R
	X			— 26	— 57	— 61		— 137
	R
	X		— 25	— 53			— 163		— 89
	R						1`16
	X			— 36				— 103
	R
	X		— 45		— 63		— 118
	R
	X				— 65	— 66	— 178	— 162	— 111
	R
	X		— 45	— 62			— 106
	R
	X			— 58		— 58		— 102	— 162
	R
	X		— 65		— 56		— 145
	R
	X			— 54		— 45		— 118
	R
	X				— 33			— 129	— 159
	R
	X		— 38			— 38	— 144
	R
	X				— 38		— 89		— 128
	R
	X		— 47		— 45	— 34			— 122
	R
	X			— 46			— 133	— 89
	R
	X				— 53	— 58			— 98
	R
	X		— 47			— 48	— 97
	R
	X			— 37	— 51			— 119
	R
	X		— 31			— 53
	R
	X			— 51	— 32		— 148
	R
	X				— 42	— 38		— 142
	R
	X			— 29	— 27			— 132
	R
	X		— 29			— 37		— 143
	R
	X			— 39			— 142		— 107
	R
	X			— 43		— 47	— 116
	R
	X		— 56		— 49			— 137	— 105
	R
	X			— 47		— 37	— 98
	R
	X		— 42		— 54			— 120	— 101
	R
	X			— 44		— 38			— 87
	R
	X				— 61			— 98	— 133
	R
	X		— 32			— 48	— 128
	R				41`
	X			— 52	— 62			— 151
	R
	X			— 61		— 41	— 156
	R
	X		— 62					— 162	— 97
	R
	X			— 47		— 65	— 131
	R
	X		— 56			— 52		— 98
	R
	X			— 71	— 67		— 165		— 152
	R
	X		— 43			— 61		— 167
	R
	X			— 36		— 64	— 146
	R
	X				— 41			— 161	— 165
	R
	X			— 47		— 51		— 182
	R
	X		— 55				— 154	— 162
	R
	X			— 32		— 54			— 137
	R
	X		— 65		— 71			— 171
	R
	X		— 45		— 63		— 118
	R
	X				— 65	— 66	— 178	— 162	— 111
	R
	X		— 45	— 62			— 106
	R
	X			— 58		— 58		— 102	— 162
	R
	X		— 65		— 56		— 145
	R
	X			— 54		— 45		— 118
	R
	X				— 33			— 129	— 159
	R
	X		— 38			— 38	— 144
	R
	X				— 38		— 89		— 128
	R
	X		— 47		— 45	— 34			— 122
	R
	X			— 58			— 138		— 152
	R
	X				— 38		— 75		— 104
	R
	X			— 34	— 41	— 38		— 54
	R
	X			— 48	— 46	— 45			— 114
	R
	X		— 29			— 26		— 68	— 125
	R
	X		— 20	— 39		— 28		— 124
	R
	X			— 26	— 46	— 42		— 87
	R
	X				— 38		— 75		— 128
	R
	X		— 34	— 24		— 36		— 113
	R
	X			— 45			— 121		— 108
	R
	X		— 28			— 28		— 102	— 122
	R
	X				— 52		— 87		— 93
	R
	X		— 52	— 62		— 53		— 88
	R
	X		— 24		— 32		— 134
	R
	X			— 47		— 58			— 107
	R
	X		— 43		— 24		— 85
	R
	X			— 23		— 29		— 117	— 152
	R
	X		— 42				— 127		— 74
	R
	X				— 57				— 112
	R
	X		— 58			— 52		— 171
	R
	X			— 26	— 46	— 42		— 87
	R
	X				— 38		— 75		— 128
	R
	X		— 44	— 24		— 26		— 113
	R
	X			— 45			— 121		— 108
	R
	X		— 28			— 28		— 102	— 122
	R
	X				— 52		— 87		— 93
	R
	X		— 52	— 67		— 53		— 88
	R
	X		— 24		— 32		— 134
	R
	X			— 47		— 58			— 107
	R
	X		— 43		— 24		— 85
	R
	X			— 23		— 29		— 117	— 142

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой