ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Стр 1 из 3Следующая ⇒

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения

Для направления подготовки 140400.62 Электроэнергетика и электротехника

Профиль подготовки Электроснабжение

Орел 2014 год

-2-

Рекомендовано к изданию кафедрой «Электроснабжение» Орловского государственного аграрного университета

Рецензент:

Виноградов В.А., заведующий кафедрой «Электроснабжение» Орловского государственного аграрного университета

Волчков Ю.Д., Греков В.В.

Теоретические основы электротехники

Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения

Методические указания и контрольные задания предназначены для студентов направления подготовки 140400 «Электроэнергетика и электротехника» и соответствует учебной программе по дисциплине «Теоретические основы электротехники». Предназначены для студентов всех форм обучения.

-3-

Содержание

1. Задача № 1. Расчет сложной цепи постоянного тока с несколькими источниками напряжения………………………………….…………………....4

2. Задача № 2.Расчет цепи синусоидального переменного тока для мгновенных значений…………………………………………………….……14

3. Задача № 3. Расчет трехфазной цепи переменного тока с параллельным

соединением приемников……………………………………………….....….17

4. Список литературы…………………………………………………….……22

-4-

Задача № 1

Расчет сложной цепи постоянного тока с несколькими источниками напряжения

Для электрической цепи, схема которой изображена на рис. 1.1, выполнить следующее:

1. пользуясь данными таблицы 1. составить расчетную схему электрической цепи;

2. записать систему уравнений по законам Кирхгофа, необходимых для определения токов во всех ветвях схемы;

3. выполнить расчет схемы методом контурных токов и найти токи во всех ветвях;

4. выделить в схеме три сопротивления, включенные по схеме треугольника, и заменить их эквивалентным соединением по схеме звезды с вычислением сопротивлений лучей звезды;

5. рассчитать полученную схему методом узловых напряжений и найти токи в ветвях;

6. составить баланс мощностей для исходной схемы;

7. построить потенциальную диаграмму для внешнего контура цепи.

Рис.1.1. Схема электрических цепей постоянного тока к задаче № 1.

Примечание. При расчете схемы внутренние сопротивления источников напряжения считать равным нулю, т.е. полагать источники идеальными.

-5-

Методические указания к решению задачи.

Составление уравнений Кирхгофа для расчетов токов в ветвях.

1.1. Выберем направления токов в ветвях и составим уравнения по первому закону Кирхгофа для независимых узлов 1, 2, 3. Которые укажем на схеме 1.2.

Рис. 1.2. Схема цепи к задаче.

Записываем все токи, проходящие к узлу со знаком (+), а выходящие из узла со знаком (-) и сумму их приравниваем нулю. Число уравнений по первому закону Кирхгофа должно быть на одно меньше, чем количество узлов в схеме.

I₆–I₁ –I₄=0

I₁+I₃-I₅=0 (1.1)

I₄ +I₂ –I₅=0

1.2. Выберем 3 независимых контура 1, 2, 3 и укажем на рисунке 1.2. направление их обхода. Составим для этих контуров уравнение по второму закону Кирхгофа:

-6-

I₁R₁+I₂R₂- I₄R₄=E₁-E₂

-I₂R₂ – I₃R₃– I₅R₅=E₂ –E₃(1.2)

I₄R₄+I₅R₅+ I₆R₆ =0

Решая полученные уравнения, можно найти токи I₁, I₂, I₃, I₄, I₅, I_6.

Если какой-то ток получен со знаком «минус», значит его действительное направление противоположное указанному на схеме.

Методом узловых напряжений.

В полученной схеме рис.1.3 имеются только 2 узла «а» и «в», поэтому для нее можно составить одно уравнение.

-9-

где -узловое напряжение,

См – узловая проводимость,

А – узловой ток источников Е₁, Е₂, Е_3.

Подставив значения узловой проводимости и узлового тока , найдем узловое напряжение:

Используя значение узлового напряжения, найдем токи в ветвях:

(А)

Необходимо сравнить результаты расчетов токов I₁, I₂, I₃, полученных методами узловых напряжений и контурных токов и убедиться в их полном совпадении. Их несовпадение будет говорить о неконкретности решения задачи.

5. Составление баланса мощностей для исходной системы (рис.1.1)

При составлениибаланса мощностей учтем, что мощность, потребляемая всеми элементами цепи, должна быть равна мощности, которую отдают источники энергии. Однако возможна такая ситуация, при которой ток в каком-либо источнике имеет направление, противоположное напряжению этого источника (направлению ЭДС источника). В этом случае источник не отдает энергию во внешнюю цепь, а, наоборот, потребляет ее, например, аккумулятор на зарядке.

-10-

При составлении баланса мощностей найдем в начале мощности источников напряжения:

Вт

Отметим, что некоторые источники могут не отдавать мощность в цепь, а потреблять ее. Тогда эти мощности вводятся в формулу баланса со знаком «минус».

Теперь находим мощность, которую потребляют сопротивления цепи:

Вт

Задача №2

Примечание.

При различных параметрах элементов цепи векторные диаграммы будут отличаться друг от друга.

Задача № 3

Приемников.

К трехфазному силовому трансформатору ко вторичной четырех проводной цепи с линейным напряжением 380 В подключены две группы приемников: однофазных (несимметричных) и трехфазных (двигательных, симметричных) см. таблицу при условии что КПД и соsφ двигателя соответственно равны: 85% и 0, 8. При решении задачи необходимо выполнить следующее:

1. Составить схему по заданному индивидуальному варианту (табл. 1).

2. Определить мощности нагрузок, подключенных к каждой из фаз.

3. Определить фазные токи в каждой группе потребителей (приемников).

-18-

4. Вычислить мощность в трехфазной цепи: полную S, активную Р, реактивную Q и коэффициент мощности цепи соsφ.

5. Составить диаграммы токов и напряжений для группы однофазных приемников и графически определить ток в нейтральном проводе вторичной цепи силового трансформатора.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения

Для направления подготовки 140400.62 Электроэнергетика и электротехника

Профиль подготовки Электроснабжение

Орел 2014 год

-2-

Рекомендовано к изданию кафедрой «Электроснабжение» Орловского государственного аграрного университета

Рецензент:

Волчков Ю.Д., Греков В.В.

12 3 Следующая ⇒