Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Расчет сложных цепей постоянного токаСтр 1 из 3Следующая ⇒
Оформление работы
Цели выполнения задания: · систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений; · углубление теоретических знаний в соответствии с заданной темой; · формирование умений применять теоретические знания при решении поставленных вопросов; · развитие творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности. Составление индивидуальных заданий для студентов-заочников производится преподавателем кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий», прикрепленным к руководимой группе студентов. К представленным на проверку контрольным заданиям предъявляются следующие требования: 1. Все основные положения решения должны быть достаточно подробно пояснены. 2. Все рисунки, графики, схемы должны быть выполнены аккуратно и в удобочитаемом масштабе. 3. Вычисления должны быть сделаны с точностью до сотых чисел. Контрольные задания зачитываются, если решение не содержит ошибок принципиального характера и если выполнены перечисленные выше требования. В тех случаях, когда контрольное задание по тем или иным причинам оказалось незачтенным, все исправления должны быть сделаны в той же работе после подписи рецензента. Для успешного выполнения работы студенту следует руководствоваться такими правилами: 1. Начиная решение задачи, надо четко указать какие физические законы или расчетные методы предполагается положить в основу решения. 2. Необходимо пояснить значение каждого буквенного символа словами или же соответствующими обозначениями на схеме. 3. Если одна и та же задача решается двумя методами, то в обоих решениях одна и та же величина должна обозначаться одним и тем же буквенным значком. 4. Всякие преобразования до разумного предела должны выполняться в общем виде и только затем допускается подстановка численных значений. 5. Решение задач не следует перегружать приведением всех алгебраических преобразований и арифметических расчетов. 6. Для обозначения элементов электрических схем следует пользоваться обозначениями, применяемыми в учебниках ТОЭ. 7. Каждый этап решения задачи должен иметь пояснение. 8. При составлении графиков по осям координат надо наносить равномерные шкалы и указывать величины, откладываемые по осям, и единицы их измерения. Весь график в целом и отдельные кривые, показанные в нем, должны иметь названия.
Выполнение сформулированных выше правил обязательно. Литература
Основная литература
1. К.С.Демирчян, Л.Р.Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин. Теоретические основы электротехники. Т.1. Питер.,-2004. 2. К.С.Демирчян, Л.Р.Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин. Теоретические основы электротехники. Т.2. Питер.,-2004. 3. К.С.Демирчян, Л.Р.Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин. Теоретические основы электротехники. Т.З. Питер.,-2004. 4. Н.В.Коровкин, Е.Е.Селина, В.Л.Чечурин. Теоретические основы электротехники. Сборник задач.
Дополнительная литература
1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М., «Высшая школа», 1981. 2. Нейман Л.Р., Демиргян К.С. Теоретические основы электротехники.Т. 1,2.- Л.:Энергоиздат, 1981. 3. Сборник задач по теоретическим основам электротехники. Под ред. Бессонова Л.А.- М.: Высшая школа, 1980. 4. Вишняков Н.П. и др. Сборник задач по теоретическим основам электротехники. ЛВВИСУ. Л., 1989. Расчетно-графическая работа № 1 Расчет сложных цепей постоянного тока Теоретические положения Закон Ома. Сопротивление. Электрический ток – это направленное движение носителей зарядов. Ток определяется количеством электричества (зарядом), проходящим через поперечное сечение проводника за единицу времени: Единицей тока является ампер (А): 1А = 1 Кл/1с. Закон Ома для участка цепи: ток, проходящий по участку цепи, прямо пропорционален напряжению U, приложенному к этому участку, и обратно пропорционален его сопротивлению R, т.е. где U – в вольтах (В); R – в Омах (Ом). Закон Ома для всей цепи где E – электродвижущая сила источника электрической энергии, B; R – сопротивление внешней цепи, Ом; r – внутренне сопротивление источника, Ом. Электрическое сопротивление проводника Величину, обратную сопротивлению, называют проводимостью G и выражают в сименсах (См) 1 См = 1/Ом:
Сопротивление провода где - удельное сопротивление, Ом∙мм2/м; l - длина проводника, м; S – площадь его поперечного сечения, мм2.
Энергия и мощность электрической цепи. Работа (энергия W), затраченная на перенос заряда Q на участки цепи за время , или где A - в джоулях (Дж). Работа, совершенная источником электрической энергии с ЭДС , или Мощность, потребляемая нагрузкой, P = A / t = UI = RI 2 = U 2/ R, где P – в ваттах (Вт). Мощность, развиваемая источником или генератором, P = EI. По закону сохранения энергии мощность генератора равна сумме мощностей потребителей. Это равенство называют балансом мощностей в электрических цепях:
Закон Джоуля – Ленца. Количество теплоты (Дж), выделенное при прохождении постоянного тока в проводнике, . Последовательное, параллельное и смешанное соединения резисторов. Эквивалентное сопротивление ряда последовательно соединённых резисторов равно сумме их сопротивлений: Параллельным называется такое соединение резисторов, при котором между двумя узлами электрической цепи присоединено несколько резисторов. Эквивалентная проводимость этого участка цепи равна сумме проводимостей всех параллельных ветвей: или При параллельном соединении двух ветвей с равными сопротивлениями в каждой ветви, т. е. = = … = , При параллельном соединении двух резисторов и их эквивалентное сопротивление . Смешанное соединение резисторов – это последовательно параллельное соединение резисторов или участков цепи. Первый закон Кирхгофа. Алгебраическая сумма токов в узле равна нулю, или сумма токов, направленных к узлу, равна сумме токов, направленных от узла: Со знаком «+» записывают токи, направленные к узлу, со знаком «-» - от узла, или , где - токи, направленные к узлу; - токи, направленные от узла. Второй закон Кирхгофа. В замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжений вдоль того же контура: При составлении уравнений по этому закону ЭДС источника записывают со знаком «+», если её направление совпадает с выбранным направлением обхода контура. Падение напряжения записывают со знаком «+», если направление тока через резистор совпадает с выбранным направлением обхода контура. Задание 1) Составить систему уравнений, необходимых для определения токов по первому и второму законам Кирхгофа; 2) Найти все токи, пользуясь методом контурных токов; 3) Составить баланс мощностей для заданной схемы; 4) Построить в масштабе потенциальную диаграмму для внешнего контура.
Рис.1 1) Составить систему уравнений, необходимых для определения токов по первому и второму законам Кирхгофа. Число уравнений по первому закону Кирхгофа равно (количество узлов -1). Для нашей схемы оно равно 3. Составим уравнения для узлов № 1, 2, 3. Число уравнений по второму закону Кирхгофа равно количеству независимых контуров. Для нашей схемы оно равно 3. На рисунке 1 независимые контуры обозначены цифрами I, II и III. 2) Найти все токи, пользуясь методом контурных токов. Рис.2 Направим все контурные токи (I I, I II, I III) в одном направлении (по часовой стрелке). Составим систему уравнений по второму закону Кирхгофа. Подставим в систему значения э.д.с. и сопротивлений.
Решим систему уравнений методом Гаусса. Найдем действительные токи Если ток получился с отрицательным знаком, значит выбрано направление обратное действительному. Укажем на схеме правильное направление токов. Рис.3 3) Составить баланс мощностей для заданной схемы. Баланс мощностей имеет допустимую степень сходимости 4) Построить в масштабе потенциальную диаграмму для внешнего контура (рис. 6). Рис.4
Построим потенциальную диаграмму (рис. 7). Рис. 5 Задание на РГР № 1 1) Составить систему уравнений, необходимых для определения токов по первому и второму законам Кирхгофа; 2) Найти все токи в ветвях электрической цепи (рис. 6), пользуясь методом контурных токов; 3) Составить баланс мощностей для заданной схемы; 4) Построить в масштабе потенциальную диаграмму для внешнего контура. Таблица 1
Теоретические положения Цепь переменного тока с активным сопротивлением. Если цепь обладает только активным сопротивлением R (цепь с резистором) и к её зажимам приложено синусоидально изменяющееся напряжение то, по закону Ома, мгновенное значение тока в цепи где Um – амплитудное значение напряжения, В; Im = Um / R – амплитудное значение тока, A. Действующее значение тока в цепи Напряжение и ток в цепи с активным сопротивлением совпадают по фазе, и в любой момент времени мгновенные значения тока и напряжения пропорциональны друг другу. Средняя за период мощность или активная мощность электрической цепи, выражаемая в ватах (Вт), Цепь переменного тока с индуктивностью. Если электрическая цепь обладает только индуктивностью L (активное сопротивление катушки R = 0) и по ней проходит синусоидальный ток то, по второму закону Кирхгофа, где . Следовательно, при синусоидальном токе напряжение на индуктивности по фазе опережает ток на угол (рис.1). Рис. 1 Векторная диаграмма Действующее значение напряжения , откуда где - индуктивное сопротивление, Ом. Цепь с индуктивностью обладает только реактивной мощностью. Максимальное значение реактивной мощности, выражаемое в вольт-амперах (вар) Цепь с ёмкостью. Если электрическая цепь обладает только ёмкостью (конденсатор без потерь) и к ней приложено напряжение переменного тока, то в цепи проходит ток. , где , т.е. ток в такой цепи опережает напряжение на угол . Амплитудное значение тока в цепи . где C - ёмкость конденсатора, Ф; XC = 1/() – ёмкостное сопротивление, Ом. Действующее значение . Цепь обладает реактивной мощностью . Цепь с активным сопротивлением, индуктивность и ёмкостью. Если в цепи с последовательно соединённым активным сопротивлением R, индуктивностью L и ёмкостью C проходит синусоидальный ток, то мгновенное значение напряжения на зажимах этой цепи равно сумме мгновенных значений трёх составляющих: . Амплитуда этого напряжения . Действующее значение или , , где На рис 2 а. и б. представлены векторная диаграмма и треугольник сопротивлений неразветвленной цепи RLC при XL>Xc. Рис. 2 а) Векторная диаграмма; б) треугольник сопротивлений
Из векторной диаграммы или треугольника сопротивлений можно определить сдвиг по фазе между напряжением и током: или , . Мощности цепи: активная , полная . Цепь с параллельными ветвями. Разветвлённая цепь, состоящая из двух ветвей, представлена на рис. Такая цепь может быть рассчитана с помощью проводимостей; ток в каждой цепи можно представить двумя составляющими: активной и реактивной . Активная составляющая тока совпадает с приложенным сопротивлением где - реактивная проводимость ветви, См Реактивная составляющая тока где - реактивная проводимость ветви, См. Реактивная составляющая тока сдвинута относительно приложенного напряжения на угол ().
Действующие значения токов и в ветвях , где Y 1 и Y 2 - полные проводимости ветвей. Рис. 3 Векторная диаграмма
Токи в ветвях и их составляющие представлены на векторной диаграмме сторонами прямоугольного треугольника токов (рис. 3), тогда Полная проходимость каждой ветви , Полная проходимость всей цепи где - активная проводимость всей цепи, равная арифметической сумме активных проводимостей ветвей; - реактивная проводимость всей цепи, равная алгебраической сумме реактивных проводимостей ветвей. Действующее значение тока в неразветвленной части цепи Сдвиг по фазе между напряжением и током или Мощности цепи: активная реактивная полная Расчетно-графическая часть Задание 1) Определить токи во всех ветвях цепи и напряжения на отдельных участках. 2) Составить баланс активной и реактивной мощностей.
Рис.4 Решение 1) Метод проводимостей Определяются реактивные сопротивления приемников. Т.к. < 0, то сопротивление имеет емкостной характер, сопротивления и - индуктивный. Определяются полные сопротивления приемников. Определяются активные проводимости приемников в разветвленной части цепи. Определяется эквивалентная активная проводимость разветвленного участка Определяются реактивные проводимости приемников в разветвленной части цепи. Эквивалентная реактивная проводимость разветвленного участка >0 => проводимость имеет индуктивный характер. Эквивалентная полная проводимость разветвленного участка Эквивалентное активное сопротивление разветвленного участка Эквивалентное реактивное сопротивление разветвленного участка имеет индуктивный характер. Эквивалентное полное сопротивление разветвленного участка В результате определения эквивалентных параметров и разветвленный участок может быть заменен ветвью, состоящей из последователь соединенных активного сопротивления и индуктивного (так как >0). Следовательно, цепь со смешанным соединением приемников превратилась в неразветвленную цепь (рис. 5). Рис.5 Активное сопротивление всей цепи Реактивное сопротивление всей цепи Полное сопротивление всей цепи Ток в неразветвленной части цепи Падение напряжения на зажимах первого приемника Падение напряжения на зажимах разветвленного участка Токи в приемниках Активные мощности Реактивные мощности Задание на РГР №2 Исходные данные. К источнику переменного тока с напряжением U подключена электрическая цепь (рис.5). Значения параметров цепи и ток в одной из ветвей приведены в табл. 2. Определить: 1) Токи во всех ветвях цепи и напряжения на отдельных участках методом проводимостей. 2) Составить баланс активной и реактивной мощностей. Таблица 2
Теоретические положения Трёхфазной системой называется совокупность трёх однофазных цепей, в которых действуют три электродвижущие силы одинаковой частоты, сдвинутые по фазе одна относительно другой на угол . Мгновенные значения электродвижущих сил, индуктируемых в трёх обмотках генератора, сдвинутых по фазе относительно другой на угол 2/3π, будут выражены аналитически следующим образом:
где - мгновенные значения электродвижущих сил в отдельных обмотках генератора в вольтах; - амплитуды электродвижущих сил в отдельных обмотках генератора в вольтах. В симметричной трёхфазной системе . В соответствии с этим .
Расчетно-графическая часть 1. Исходные данные. Исходные данные. В трехфазную сеть с напряжением U включены три одинаковых приемника энергии. Сопротивления приемника равны R и XL или ХС (табл. 3). Определить: 1) Фазные и линейные токи. 2) Определить коэффициент мощности, активные и реактивные мощности всей цепи и каждой фазы отдельно. 3) Построить топографические диаграммы. Задачу решить для случаев, когда приемники энергии соединены звездой (рис. 3, а), а затем треугольником (рис. 3, б). Сравнить полученные результаты. (а) (б) Рис. 3
1) Расчет трехфазной цепи при соединении приемников звездой. (рис.3, а)
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-12-09; просмотров: 80; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.14.253.131 (0.261 с.) |