Лекции.Орг
 

Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника


ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И АППАРАТЫ

 

Методические указания к расчетно-графическим

работам по теме “Электрические цепи переменного тока” для студентов

неэлектротехнических специальностей

"Технология, оборудование и автоматизация машиностроения",

"Строительные, дорожные и подъемно-транспортные машины и оборудование",

"Оборудование и технология сварочного производства".

 

Могилев 2005

 

 

УДК 621.3

ББК 31.2

Э 45

Рекомендовано к опубликованию

учебно-методическим управлением

ГУ ВПО “Белорусско-Российский университет”

 

 

Одобрено кафедрой "Электротехника и электроника " 17 " ноября 2005 г., протокол № 4

 

Составители: канд. техн. наук, доц. Н.П Бусел;

В.В. Писарик;

канд. техн. наук, доц.А.А. Афанасьев;

Т.Б. Давыдова

Рецензент Г.С.Леневский

 

 

Методические указания предназначены для студентов неэлектротехнических специальностей для выполнения расчетно-графических работ по электротехнике. Приведена последовательность расчетов в контрольных работах.

 

Учебное издание

 

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И АППАРАТЫ

 

Ответственный за выпуск Н.П. Бусел

 

Технический редактор А.Т.Червинская

 

Компьютерная верстка Н.П.Полевничая

 

Подписано в печать Формат 60х84 1/16.Бумага офсетная. Гарнитура Таймс

Печать трафаретная. Усл.печ.л . . Уч.-изд.л. . Тираж 200 экз. Заказ №

 

Издатель и полиграфическое исполнение

Государственное учреждение высшего профессионального образования

"Белорусско-Российский университет"

ЛИ №02330/375 от 29.06.2004г.

212005, г. Могилев, пр. Мира, 43

 

© ГУВПО "Белорусско-Российский

университет", 2005

 

Требования к выполнению расчетно-графических работ

 

Задания по электротехнике способствуют более глубокому усвоению теоретических закономерностей и получению практических навыков по решению инженерных задач в области электротехники.

Задания выполняют в отдельной тетради. На первой и последующих страницах приводят условие задачи, вычерчивают схему задания, приводят решение задачи с необходимыми графиками и векторными диаграммами и с краткими пояснениями.

Схемы и диаграммы вычерчивают в масштабе и соблюдением

ГОСТ 2.723-68, ГОСТ 2.747-68.

Перед выполнением задания необходимо изучить соответствующие разделы рекомендуемой литературы и настоящих методических указаний по курсу.

 

1 Расчет однофазных электрических цепей переменного тока

 

1.1 Символический метод расчета цепей переменного тока

 

Сущность символического метода при расчете цепей переменного тока состоит в том, что гармонической функции тока (напряжения, ЭДС) ставится в соответствие комплексная гармоническая функция, что позволяет применить все методы расчета сложных цепей постоянного тока, но в комплексной форме:

.

i = Imsin(ωt + φ), Im = Imеj(ωt + φ).

. .

Для t = 0 Im = Imе , I = (Im/√2)e,

.

аналогично U = (Um/√2)e,

. .

где U и I - комплексные действующие значения напряжения и тока соответственно.

 

Закон Ома в комплексной форме имеет вид:

.

. U

I = ,

Z

где Z - комплекс полного сопротивления цепи.

При последовательном соединении элементов:

 

Z = R + jXL - jXc = Zejf,

____________

где Z = \/R2+(XL -Xc)2 , f = arctg ((XL -Xc) / R).

 

При параллельном соединении элементов:

 

1/Z = 1/Z1 + 1/Z2 + 1/Z3 +... + 1/Zi.

 

Пример. В электрической цепи включены два источника переменного напряжения: е1 = 141sinωt и е2 = 113 sin(ωt - 30о) (рисунок 1). Определить токи в ветвях, если Z1 = 5 +j8 Ом, Z2 = 4 - j4 Ом, Z3 = 6 + j4 Ом.

Решение. Решим задачу методом контурных токов. Составим систему уравнений по 2-му закону Кирхгофа:

. . .

Е1 = (Z1 + Z3)I11 + Z3I22;

. . .

Е2 = Z3I11 + (Z2 + Z3)I22 ,

 

 

 
 

Рисунок 1 - Цепь переменного тока

 

откуда: . .

. Е1(Z2 + Z3) - E2Z3

 
 

I11 = ;

(Z1 + Z3)(Z2 + Z3) -(Z3)2

. .

. E1 -(Z1 + Z3)I11

I22 = . .

Z3

. .

Приняв Е1 = Е1m/√2 = 100 B и E2 = (E2m/√2)e-j30 = 69,2 - j40 B,

получим: . .

I11 = 2,68 - j2,54 А; I22 = 4,28 - j3,57 А.

Токи в ветвях:

. . .

I1 = I11 = 2,68 - j2,54 А; I2 = 4,28 - j3,57 А;

. . .

I3 = I11 + I22 = 6,96 - j6,11 А.

Действующие значения токов ветвях

       
   


I1 = \/ 2,682 + 2,542 = 3,69 А; I2 = \/ 4,282 + 3,572 = 5,57 А;

I3 = \/ 6,962 + 6,112 = 6,26.

Решение задачи проверяется, составив уравнение баланса мощностей:

Sист. = Sнагр.

Активная, реактивная и полная мощности нагрузки

Рнагр = I12R1 + I22R2 + I32R3 = 3,692· 5 + 5,572·4 + 6,262·6 = 709 Вт;

 

Qнагр = I12Х1 - I22Х2 + I32Х3 = 3,692· 8 - 5,572·4 + 6,262·4 = 328 вар;

             
 
 
     
 
   


Sнагр = \/ Р2 + Q2 = \./ 7092 + 3282 = 781 В·А.

 

Комплексные мощности источников ЭДС:

. R

Е·1I1 = 100 (2,68 + j2,54) = 268 + j254 B·A;

 

. R

E2·I2 = (69,2 - j40)(4,28 + j3,57) = 439 + j76 B·A.

 

Активная, реактивная и полная мощности источников

 

Рист. = Рист.1 + Рист.2 = 268 + 439 = 707 Вт;

 

Qист. = Qист.1 + Qист.2 = 254 + 76 = 330 вар;

 

Sист = \/.Р2 + Q2 = \/ 7072 + 3302 = 780 В·А

 

Небольшие расхождения в полученных значениях мощности объясняются округлением величин при расчете.

 

 

1.2 Контрольная задача № 1

 

 

Для электрической цепи, схема которой изображена на рисунках 2 - 51 по заданным в таблице 1 параметрам и ЭДС источников, определить токи во всех ветвях цепи и напряжение на отдельных участках цепи (действующие значения). Составить баланс мощностей. Определить показание вольтметра. Записать уравнение мгновенного значения одного из токов ветви и построить его график. Частота источников питания 50 Гц. Для ЭДС источников заданы: амплитуда ЭДС Еm начальная фаза φ в градусах.

 

       
   
 
 


Таблица 1 – Исходные данные к задаче № 1

 

Номер Еm1 В f1 град. Еm2 В f2 град. Еm3 В f3 град. С1 мкФ С2 мкФ С3 мкФ L1 мГн L2 мГн L3 мГн R1 Ом R2 Ом R3 Ом
Вар. рис.
- - -
-45 - -
-70 - - -
- - -
-60 - - - -
-30 - - -
-10 - - - -
- - - -
-80 - - - -
-60 - - - -
- - - -
-10 - - - -
- - - -
-35 - - -
-40 - - -
-50 - - - -
- - -
- - - -
-45 - - - -
-16 - - -
- - - -
-75 - - - -
- - - -
-45 - - - -
- - -
- - - -
- - - -
-35 - - - -
- - - -
-45 - - - -
- - - -
- - -
- - -
-75 -60 - - -
- - -
- - -
-54 - - -

 

Продолжение таблицы 1

 

Номер Еm1 В f1 град. Еm2 В f2 град. Еm3 В f3 град. С1 мкФ С2 мкФ С3 мкФ L1 мГн L2 мГн L3 мГн R1 Ом R2 Ом R3 Ом
Вар. рис.
- - -
- - -
-25 - - - -
- - -
-40 - - - -
-10 - - -
- - -
-10 - -
- - - -
- - -
- - - -
-60 - -
-35 - - -
-30 - - -
-30 - -
-70 -80 - - -
- - -
-60 - - - -
-30 - - -
- - - -
-20 - - - -
- - - -
-50 -70 - - - -
-45 - - - -
-20 - - - -
-25 - - - -
-35 - - -
-30 -40 - - -
- - - -
- - -
-70 - - - -
- - - -
-25 -10 - - -
-30 - - - -
- - - -
-30 -20 - - - -
- - - -

 

Продолжение таблицы 1

 

Номер Еm1 В f1 град. Еm2 В f2 град. Еm3 В f3 град. С1 мкФ С2 мкФ С3 мкФ L1 мГн L2 мГн L3 мГн R1 Ом R2 Ом R3 Ом
вар. рис.
-65 - - -
-25 -30 - - - -
-70 - - - -
- - - -
-15 - - - -
-45 - - - -
- - - -
- - -
-75 - - -
-60 - - -
-40 - - -
- - -
-50 - - -
- - -
- - -
- - - -
-30 - - -
- - - -
- - -
-30 - - -
- -
-40 - - - -
- - -
- - - -
- -
- - -
-30 - - -
-30 - -
-70 - - -
- - -
-60 - - - -
- - -
- - - -
-40 - - - -
-80 - - - -
-60 - - - -

 

 

Продолжение таблицы 1

 

Номер Еm1 В f1 град. Еm2 В f2 град. Еm3 В f3 град. С1 мкФ С2 мкФ С3 мкФ L1 мГн L2 мГн L3 мГн R1 Ом R2 Ом R3 Ом
вар. рис.
- - - -
- - - -
- - - -
- - -
-60 - - -
-50 - - - -
-30 - - -
-65 - - - -
-45 - - - -
-16 - - -
- - - -
-75 - - - -
- - - -
-45 - - - -
- - -
- - - -
- - - -
-45 - - - -
- - - -
- - - -
-45 - - - -
-20 - - - -
-60 - - -
-75 - - -
-60 - - -
-25 -40 - - -
-40 - - -
-60 - - -
-15 - - -
-35 - - -
-25 - - - -
- - -
- - - -
-20 - - -
-10 - - -
-20 -10 - -
-20 - - - -

 

Продолжение таблицы 1

 


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Диаметр вала в опасном сечении у шкива, м | Пермь 2007

Дата добавления: 2015-09-20; просмотров: 210 | Нарушение авторских прав


© 2015-2017 lektsii.org.

Ген: 0.171 с.