Указания к выполнению контрольной работы

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Башкирский государственный аграрный университет» Методические указания Б1.В.11 Теоретические основы электротехники

Кафедра электрических машин и электрооборудования

Б1.В.11 Теоретические основы электротехники

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине

Направление подготовки

2.13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника

Профиль подготовки

Энергообеспечение предприятий

Квалификация (степень) выпускника

бакалавр

Уфа 2017

УДК 621.3.024/025:378.147

ББК 22.33:78.58

Рекомендовано к изданию методической комиссией энергетического факультета «29» августа 2017 г. (протокол № 1).

Составители: канд. техн. наук, ст. преподаватель Нугуманов Р.Р.,

ст. преподаватель Хабибуллин М.Л.

Рецензент: доцент кафедры теплоэнергетики и физики канд.техн.наук, доцент Юхин Д.П.

Ответственный за выпуск: зав.кафедрой электрических машин и электрооборудования д.т.н., профессор Аипов Р.С.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 Цель работы	4
2 Общие сведения	4
3 Вопросы для повторения к расчету линейной электрической цепи постоянного тока	4
4 Задание на контрольную работу	5
5 Указания к выполнению контрольной работы	6
6 Индивидуальные задания	8
Библиографический список	10

РАСЧЕТ ЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы

Освоение различных методов расчета линейных электрических цепей постоянного тока.

Общие сведения

В процессе выполнения контрольной работы студенты должны приобрести навыки расчета линейных электрических цепей, содержащих как источники тока, так и источники ЭДС различными методами. Расчет линейных цепей постоянного тока ведется методом контурных токов и методом узловых потенциалов. Исходные параметры цепи, ее электрическая схема задаются в индивидуальных заданиях.

При выполнении контрольной работы следует пользоваться общепринятыми обозначениями, расшифровывая их при первом применении. Решение должно сопровождаться краткими, но четкими пояснениями. Текст, формулы и числовые выкладки должны быть написаны четко и аккуратно. Все единицы измерения должны соответствовать Международной системе единиц СИ. Схемы, графики и векторные диаграммы должны вычерчиваться с соблюдением масштаба и ГОСТов.

При решении задачи не следует изменять однажды принятые направления токов, напряжений, нумерацию узлов и т.д. При решении одной и той же задачи различными методами за рассчитываемой величиной следует сохранить первоначально принятое обозначение.

Вопросы для повторения к расчету

Линейной электрической цепи постоянного тока

Линейные электрические цепи постоянного тока: основные понятия и определения. Идеализированные элементы, их математическое моделирование, свойства и характеристики. Топологические понятия схемы электрической цепи. Эквивалентные преобразования схем: «треугольник-звезда», «звезда-треугольник». Методы расчета электрических цепей. Законы электрических цепей. Методы контурных токов и узловых потенциалов. Метод двух узлов. Принципы наложения, взаимности и основанные на них методы расчета цепей. Теорема о компенсации. Метод эквивалентного генератора. Метод пропорциональных величин. Баланс мощностей в электрической цепи.

Задание на контрольную работу

4.1 Дана исходная электрическая схема (рисунок 1).

Рисунок 1 Исходная электрическая схема

4.2 По индивидуальному заданию составить свою расчетную схему. Вариант индивидуального задания определяется порядковым номеров студента в списке группы или назначается преподавателем. Например, индивидуальное задание дано в виде таблицы:

Таблица 1 Исходные данные для расчета электрической цепи

R₁, Ом	R₂, Ом	R₃, Ом	R₄, Ом	R₅, Ом	R₆, Ом	Е₁, В	Е₂, В	Е₃, В	Е₄, В	Е₅, В	Е₆, В	J _k₁, А	J _k_2, А	J _k₃, А
23	78	12	40	65	77	100	-	70	-	-	-	2	-	-

Соответствующая индивидуальному заданию расчетная схема имеет вид (рисунок 2).

Рисунок 2 Пример расчетной электрической схемы

4.3 В соответствии с составленной расчетной схемой и индивидуальным заданием выполнить следующие расчеты:

4.3.1 На основании законов Кирхгофа составить в общем виде систему уравнений.

4.3.2 Определить токи во всех ветвях методом контурных токов.

4.3.3 Определить токи в ветвях методом узловых потенциалов.

4.3.4 Для сравнения результаты расчетов, проведенных двумя методами, свести в одну таблицу.

4.3.5 Построить потенциальную диаграмму для внешнего контура расчетной схемы.

4.3.6 Составить баланс мощностей.

Указания к выполнению контрольной работы

5.1 Для определения токов в ветвях необходимо произвольно выбрать направления и отметить на расчетной схеме. Для удобства расчетов рекомендуется заменить источник тока эквивалентным ему источником ЭДС, включенном в ветвь, параллельную источнику тока.

5.2 Составление в общем виде системы уравнений для расчета токов в ветвях на основании законов Кирхгофа необходимо начать с определения числа узлов в схеме. Число уравнений по первому закону Кирхгофа равно числу узлов без 1. В приведенном примере расчетная схема содержит 4 узла, соответственно число уравнений равно 3.

Число уравнений по второму закону Кирхгофа равно числу независимых контуров в расчетной схеме. В приведенной расчетной схеме 3 независимых контура, соответственно по второму закону Кирхгофа необходимо составить 3 уравнения.

5.3 Для определения токов в ветвях методом контурных токов для независимых контуров составляются уравнения по второму закону Кирхгофа для контурных токов. Направления контурных токов выбираются произвольно, по часовой или против часовой стрелки. Решение полученной системы уравнений может быть произведено любым известным математическим способом (метод Крамера, метод Гаусса, применение прикладных программ (MathCad) и т.п.). По найденным контурным токам определяются действительные токи в ветвях.

5.4 Определение токов в ветвях методом узловых потенциалов (напряжений) начинается с выбора узла, потенциал которого принимается равным нулю. Для остальных узлов расчетной схемы составляется система уравнений по первому закону Кирхгофа, включающих в себя потенциалы узлов и проводимости ветвей. Решение полученной системы уравнений может быть произведено любым известным математическим способом (метод Крамера, метод Гаусса, применение прикладных программ (MathCad) и т.п.). По найденным потенциалам узлов определяются действительные токи в ветвях.

Для сравнения результаты расчетов двумя методами сводятся в одну таблицу. Погрешность вычислений не должна превышать 5%.

5.5 Для построения потенциальной диаграммы j = f(R) необходимо принять потенциал одного из узлов равным нулю, рассчитать потенциалы всех точек расчетной схемы и в выбранном масштабе изобразить изменение потенциалов вдоль внешнего контура схемы.

5.6 Баланс мощностей служит проверкой правильности расчетов токов в ветвях электрической схемы. Суммарная мощность всех источников энергии с расчетной схеме должна равняться суммарной мощности, потребляемой в приемниках. Погрешность вычислений не должна превышать 1-3%.

Индивидуальные задания

№ варианта	R₁, Ом	R₂, Ом	R₃, Ом	R₄, Ом	R₅, Ом	R₆, Ом	Е₁, В	Е₂, В	Е₃, В	Е₄, В	Е₅, В	Е₆, В	J _k₁, А	J _k_2, А	J _k₃, А
1	40	66	10	70	12	65	-	45	-	-	50	-	-	7	0,5
2	30	17	67	33	55	13	-	200	-	-	50	-	-	3	-
3	22	17	67	41	46	13	48	-	70	-	-	-	5	-	-
4	30	30	45	66	10	71	-	75	-	-	4	20	-	-	0,5
5	23	78	17	40	65	77	45	-	100	50	4	-	-	-	1
6	23	82	12	40	65	83	-	95	-	-	200	4	-	1	-
7	23	78	12	48	65	77	-	42	103	-	-	-	-	2	1
8	30	34	65	60	40	75	55	-	-	2	-	60	-	2	-
9	45	33	15	45	11	65	-	-	3	95	-	50	6	-	-
10	73	69	43	60	50	42	26	40	-	-	35	-	-	2,5	-
11	22	44	65	60	35	84	-	-	120	80	4	-	-	-	4
12	75	25	15	50	46	22	15	-	-	-	55	4	-	2	-
13	30	21	45	66	10	63	-	75	-	-	-	20	-	-	0,5
14	26	28	71	31	50	54	-	190	-	-	30	-	3,5	-	-
15	28	17	67	33	46	21	-	-	-	90	-	156	-	5	4
16	23	78	17	40	65	77	3	-	70	-	-	180	-	-	2
17	80	23	15	54	14	65	-	-	55	90	5	-	1,5	-	-
18	50	60	44	78	35	65	120	-	-	59	-	-	-	1	5
19	50	60	54	72	35	55	66	-	-	70	2	-	2	-	-
20	11	45	60	23	65	30	-	70	-	-	100	-	3	-	-
21	34	75	12	40	56	77	2	-	140	50	4	-	-	5	1,5
22	75	25	12	50	46	22	-	80	-	-	100	-	-	-	5
23	50	60	51	72	35	55	-	25	-	-	100	-	9	-	-
24	11	55	50	23	65	30	52	-	70	-	-	4	-	3	-
25	30	21	45	66	10	63	55	-	-	-	-	60	-	-	5

№ варианта	R₁, Ом	R₂, Ом	R₃, Ом	R₄, Ом	R₅, Ом	R₆, Ом	Е₁, В	Е₂, В	Е₃, В	Е₄, В	Е₅, В	Е₆, В	J _k₁, А	J _k_2, А	J _k₃, А
26	80	50	15	59	11	35	-	-	60	158	-	-	-	-	7
27	25	35	22	55	59	21	-	60	-	80	-	-	1,5	-	-
28	57	34	69	75	70	55	100	-	150	-	-	-	2	-	-
29	89	15	33	24	80	31	85	-	-	-	40	80	-	-	-
30	70	65	60	80	75	30	26	-	40	-	-	-	-	1,5	-
31	22	44	65	60	35	84	-	-	120	80	5	-	-	-	4
32	35	77	55	105	71	120	85	-	-	75	-	-	-	1,1	-
33	27	73	70	100	86	130	-	-	-	-	70	80	-	-	1
34	25	70	55	80	82	100	100	90	-	-	-	-	2	-	-
35	50	60	44	72	44	72	20	-	-	95	-	-	2	-	-
36	40	65	77	50	46	22	100	-	150	-	-	-	-	-	1
37	25	35	22	55	55	21	-	70	-	-	-	190	1,5	-	-

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Атабеков, Г. И. Теоретические основы электротехники. Линейные электрические цепи: учеб.пособие / Г. И. Атабеков. - СПб.; М.; Краснодар: Лань, 2009.

2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учеб. для электротехн., энерг., приборостроит. спец. вузов 9-изд., перераб. и доп. – М.: Высш.шк., 2004. – 638 с.

3. Рекус Г.Г. Основы электротехники и промэлектроники в примерах и задачах с решениями / Учебн. пособие для студентов вузов, обучающихся по неэлектротехническим спец: доп. М-вом образ.и науки РФ. – М.: Высш.шк., 2008. – 343 с.: ил.

4. Березкина Т.Ф. и др. Задачник по общей электротехнике с основами электроники: Учеб. пособие для неэлектротехн. спец. Средних спец.учебных заведений. – 3-е изд. – М.: Высш.шк. 2008. – 380 с.

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 639; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!