Электрические цепи постоянного тока
Электротехника
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
КУРСОВЫХ РАБОТ И ТИПОВЫХ РАСЧЕТОВ
Москва 2019
ББК 31.21
П 180
УДК 621.3.01
Рецензенты: профессор, д.т.н. Алёхин В. А.
доцент, к.т.н. Бессонов А.С.
П 180 Парамонов В.Д. Электротехника: Методические указания к выполнению курсовых работ и типовых расчетов. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (российский технологический университет)- М., 2019. - с.
ISBN 978 - 5 – 7339 -
Методические указания содержат варианты заданий ( от 1 до 99) для курсовых работы/типовых расчетов по учебной дисциплине «Электротехника», в которые включены наиболее важные разделы дисциплины. Каждый раздел содержит установочную часть – перечень заданий, необходимые для выполнения, информационную часть – численные и графические данные для вариантов заданий и справочную часть - полезную помощь при выполнения заданий.
Материал предназначен для студентов специальностей 090106, 200105, 200106, 200401,210104, 210105, 210108, 210301,210601, 220201,220401,230101, изучающих дисциплины «Электротехника», «Теоретические основы электротехники», «Общая электротехника», «Электротехника и электроника».
Табл. 7. Ил. 103. Библиография 7 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета университета.
|
|
|
© В.Д. Парамонов 2019
Введение
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВЫХ РАБОТ И ТИПОВЫХ РАСЧЕТОВ
Одним из основных видов занятий по курсам «Электротехника», ТОЭ, ТЭЦ, «Общая электротехника» является выполнение курсовых работ и типовых расчетов 
. При изучении курсов студенты приобретают необходимые знания об основных методах расчета и физических процессах, происходящих в электрических цепях и электромагнитных полях. Работа над заданиями помогает студентам проверить степень усвоения ими курса, вырабатывает у них навык четко и кратко излагать свои мысли.
К представленным на рецензию курсовым работам и типовым расчетам предъявляются следующие требования:
1. Основные положения решения должны быть достаточно подробно пояснены.
2. Рисунки, графики, схемы должны быть выполнены на отдельном листе бумаги или по месту решения, аккуратно и в удобочитаемом масштабе.
3. Вычисления должны быть сделаны с точностью до третьей значащей цифры.
4. Работы и расчеты должны быть датированы , с указанием фамилии, имени, отчества студента и номера его группы. При необходимости, оформляется титульный лист и лист с общим заданием по установленной форме.
|
|
|
5. Незачтенная работа или расчет должны быть выполнены заново и присланы на повторную рецензию вместе с первоначальной работой или расчетом и замечаниями рецензента. Если неправильно выполнена часть работы (расчета), то переработанный и исправленный текст следует записать на отдельном листе после первоначального текста под заголовком «Исправление ошибок».
Курсовые работы ( расчеты) засчитываются, если решения не содержат ошибок принципиального характера и выполнены все перечисленные требования 
.
Общие рекомендации по выполнению курсовых работ (расчетов)
1. Начиная решение задания, указать, какие физические законы или методы расчета предполагается использовать при решении, привести математическую запись этих законов и методов.
2. Тщательно продумать, какие буквенные и цифровые обозначения предполагается использовать в решении. Пояснить значение каждого обозначения.
3. В ходе решения задания не следует изменять однажды принятые направления токов и наименования узлов, сопротивлений, а также обозначения , заданные условием. При решении одной и той же задачи различными методами одну и ту же величину надлежит обозначать одним и тем же буквенным символом.
|
|
|
4. Расчет каждой исходной величины следует выполнить сначала в общем виде, а затем в полученную формулу подставить числовые значения и, наконец, привести окончательный результат с указанием единиц измерения.
5. Промежуточные и конечные результаты расчетов должны быть ясно выделены из общего текста.
6. Решение заданий не следует перегружать приведением всех алгебраических преобразований и арифметических расчетов.
7. Для элементов электрических схем следует пользоваться обозначениями, применяемыми в учебной литературе по Электротехнике и ТОЭ.
8. Каждому пункту решения задания нужно давать пояснения.
9. При построении кривых выбирать такой масштаб, чтобы на 1 см оси координат приходилось 
или 
единиц измерения физической величины, где n – целое число. Градуировку осей выполнять , начиная с нуля, равномерно через один или два сантиметра. Числовые значения координат точек, по которым строятся кривые, не приводить. Весь график в целом и отдельные кривые на нем должны иметь названия.
Задание 1
Электрические цепи постоянного тока
Для электрической схемы, соответствующей номеру варианта в таблице 1.1 и изображенной на рис. 1.1 – 2.20, выполнить следующее:
|
|
|
1.1 Упростить схему, заменив последовательно и параллельно соединенные резисторы четвертой и шестой ветвей эквивалентными. Используя взаимные преобразования источников, преобразовать источник тока в источник ЭДС.
Дальнейшие расчеты (п.п 1.2 -1.8) вести для упрощённой схемы.
1.2. Составить на основании І и ІІ законов Кирхгофа в общем виде систему уравнений для расчета токов во всех ветвях схемы, предварительно произвольно стрелками указать направление токов.
Нумерация токов производится в соответствии с номером резистора в выбранной ветви. Так, например, ток в ветви с резистором R 1 нумеруется I 1 и т. д.
1.3 Определить токи во всех ветвях методом контурных токов.
1.4 Определить токи во всех ветвях методом узловых потенциалов.
Решение систем уравнений, составленных по методу контурных токов и методу узловых потенциалов допускается с помощью математического программного обеспечения (Mathcad и т. п.).
1.5 Результаты расчета токов, проведённого двумя методами, свести в таблицу и сравнить между собой.
1.6. Составить баланс мощностей в схеме, вычислив суммарную мощность источников и суммарную мощность нагрузок (сопротивлений).
1.7. Определить ток I 1 в схеме, используя метод эквивалентного генератора.
1.8 Начертить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура, включающего обе ЭДС.
Величины сопротивлений, ЭДС и токов источника тока для каждого варианта даны в табл. 1.1. Таблица 1.1 (начало)
| Вар | Рис | R1 | R 2 | R 3 | 
| 
| R 5 | 
| 
| E1 | E2 | E3 | J1 | J2 | J3 | ||
| Ом | В | А | |||||||||||||||
| 1 | 1.15 | 20 | 7,5 | 14 | 21 | 21 | 15 | 4 | 2 | - | 9 | 45 | - | 0.8 | 0 | ||
| 2 | 1.1 | 20 | 7,5 | 3 | 1 | 11 | 17 | 30 | 90 | - | 12 | 30 | - | 0.8 | 0 | ||
| 3 | 1.16 | 6 | 12 | 9 | 10 | 5 | 20 | 16 | 24 | - | 21 | 23 | - | 2 | 0 | ||
| 4 | 1.11 | 30 | 12 | 15 | 21 | 90 | 22 | 12 | 48 | - | 90 | 37 | - | 0,5 | 0 | ||
| 5 | 1.17 | 15 | 27 | 7,5 | 14 | 1 | 12 | 13 | 26 | - | 17 | 53 | - | 0,5 | 0 | ||
| 6 | 1.3 | 6 | 20 | 14 | 10 | 5 | 7,5 | 36 | 12 | - | 16 | 15 | - | 0,4 | 0 | ||
| 7 | 1.7 | 20 | 60 | 90 | 15 | 75 | 16 | 40 | 27 | 10 | 37 | - | 0,4 | 0 | - | ||
| 8 | 1.20 | 9 | 7,5 | 12 | 24 | 40 | 11 | 0 | 12 | - | 15 | 33 | - | 0,1 | 0 | ||
| 9 | 1.8 | 83 | 72 | 15 | 20 | 40 | 105 | 50 | 28 | - | 25 | 22 | - | 0,1 | 0 | ||
| 10 | 1.10 | 165 | 90 | 67 | 25 | 20 | 120 | 10 | 30 | 21 | 21 | - | 0,1 | 0 | - | ||
|
| |||||||||||||||||
| 11 | 1.9 | 11 | 18 | 6 | 10 | 3 | 23 | 15 | 60 | - | 12 | 15 | - | 1 | 0 | ||
| 12 | 1.18 | 45 | 60 | 33 | 60 | 20 | 21 | 50 | 25 | - | 16 | 22 | - | 0,3 | 0 | ||
| 13 | 1.12 | 23 | 18 | 15 | 13 | 15 | 12 | 5 | 5 | 15 | 30 | - | 0,2 | 0 | - | ||
| 14 | 1.4 | 18 | 53 | 33 | 6 | 3 | 15 | 90 | 30 | - | 9 | 18 | - | 0,4 | 0 | ||
| 15 | 1.13 | 6 | 11 | 15 | 11 | 6 | 30 | 16 | 16 | - | 9 | 30 | - | 2 | 0 | ||
| 16 | 1.5 | 6 | 17 | 7,5 | 6 | 12 | 10 | 36 | 18 | 25 | 15 | - | 2 | 0 | - | ||
| 17 | 1.14 | 14 | 30 | 24 | 90 | 60 | 45 | 12 | 21 | - | 15 | 27 | - | 1 | 0 | ||
| 18 | 1.6 | 7,5 | 15 | 18 | 5 | 5 | 12 | 24 | 36 | - | 15 | 37 | - | 0,5 | 0 | ||
| 19 | 1.19 | 7,5 | 10 | 15 | 5 | 1 | 22 | 42 | 10 | 15 | - | 45 | 1 | - | 0 | ||
| 20 | 1.2 | 12 | 15 | 9 | 36 | 60 | 32 | 31 | 8 | 26 | - | 30 | 1 | - | 0 | ||
|
| |||||||||||||||||
| 21 | 1.15 | 6 | 3 | 4,5 | 3,5 | ∞ | 5 | 1 | 1 | - | 4 | 15 | - | 0,4 | 0 | ||
| 22 | 1.1 | 6 | 2 | 1 | 4 | 0 | 5,5 | 10 | 40 | - | 5 | 10 | - | 0,4 | 0 | ||
| 23 | 1.16 | 2 | 4 | 3 | 2 | 3 | 6,5 | 7 | 17 | - | 11 | 7,5 | - | 1 | 0 | ||
| 24 | 1.11 | 10 | 40 | 50 | 14 | 20 | 75 | 15 | 5 | - | 34 | 125 | - | 0,4 | 0 | ||
| 25 | 1.17 | 5 | 9 | 2,5 | 3 | 2 | 4 | 9 | 4,5 | - | 8,2 | 17 | - | 0,2 | 0 | ||
| 26 | 1.3 | 2 | 7 | 4,5 | 1 | 4 | 2,5 | 7,5 | 5 | - | 6,7 | 5 | - | 0,2 | 0 | ||
| 27 | 1.7 | 65 | 20 | 30 | 60 | 12 | 55 | 12 | 10 | 4,7 | 12 | - | 1 | 0 | - | ||
| 28 | 1.20 | 3 | 3 | 4 | 12 | 6 | 305 | 2 | 2 | - | 7,5 | 11 | - | 1 | 0 | ||
| 29 | 1.8 | 28 | 40 | 50 | 12 | 8 | 35 | 15 | 10 | - | 6,5 | 7,5 | - | 0,2 | 0 | ||
| 30 | 1.10 | 55 | 30 | 23 | 60 | 15 | 40 | 50 | 50 | 8,1 | 7 | - | 1 | 0 | - | ||
|
| |||||||||||||||||
| 31 | 1.9 | 3 | 6 | 2 | 3 | 1 | 7,5 | 12 | 6 | - | 7 | 5 | - | 0,5 | 0 | ||
| 32 | 1.18 | 15 | 20 | 11 | 30 | 6 | 7 | 10 | 15 | - | 7,5 | 7 | - | 0,2 | 0 | ||
| 33 | 1.12 | 75 | 6 | 5 | 5 | 45 | 4 | 1,5 | 2 | 4 | 10 | - | 4 | 0 | - | ||
| 34 | 1.4 | 6 | 18 | 11 | 2 | 1 | 5 | 40 | 10 | - | 6,5 | 10 | - | 1 | 0 | ||
| 35 | 1.13 | 2 | 3,5 | 5 | 5 | 1 | 10 | ∞ | 3 | - | 6,5 | 6 | - | 0,2 | 0 | ||
| 36 | 1.5 | 2 | 5,5 | 2,5 | 0 | 6 | 3,5 | 12 | 6 | 10 | 5 | - | 1 | 0 | - | ||
| 37 | 1.14 | 4 | 10 | 8 | 10 | 25 | 15 | 6 | 5 | - | 10 | 9 | - | 0,5 | - | ||
| 38 | 1.6 | 2 | 5 | 6 | 2 | 1 | 4 | ∞ | 7,5 | - | 6 | 12 | - | 0,3 | 0 | ||
| 39 | 1.19 | 2 | 3,5 | 5 | 1 | 1 | 7,5 | 14 | 35 | 7 | - | 15 | 2 | - | 0 | ||
| 40 | 1.2 | 4 | 5 | 3 | 12 | 20 | 10 | 9 | 4 | 10 | - | 10 | 5 | - | 0 | ||
Таблица 1.1 (продолжение)
| Вар | Рис | R1 | R 2 | R 3 |
|
| R 5 |
|
| E1 | E2 | E 3 | J1 | J2 | J3 |
| Ом | В | А | |||||||||||||
| 41 | 1.15 | 26 | 10 | 18 | 15 | 30 | 20 | 3 | 5 | - | 20 | 22 | - | 0 | 2 |
| 42 | 1.1 | 26 | 10 | 4 | 12 | 4 | 22 | 40 | 12 | - | 24 | 32 | - | 0 | 2 |
| 43 | 1.16 | 8 | 16 | 12 | 10 | 10 | 26 | 22 | 22 | - | 60 | 24 | - | 0 | 0,5 |
| 44 | 1.11 | 40 | 16 | 20 | 12 | 16 | 30 | 40 | 40 | - | 20 | 2 | - | 0 | 1,5 |
| 45 | 1.17 | 20 | 36 | 10 | 8 | 12 | 16 | 18 | 36 | - | 40 | 40 | - | 0 | 3 |
| 46 | 1.3 | 8 | 26 | 18 | 17 | 3 | 10 | 60 | 15 | - | 32 | 11 | - | 0 | 0,5 |
| 47 | 1.7 | 26 | 80 | 12 | 20 | 80 | 22 | 70 | 20 | 2 | 34 | - | 0 | 0,2 | - |
| 48 | 1.20 | 12 | 10 | 16 | 42 | 30 | 14 | 15 | 1 | - | 40 | 12 | - | 0 | 2 |
| 49 | 1.8 | 11 | 10 | 20 | 60 | 20 | 14 | 36 | 72 | - | 50 | 22 | - | 0 | 0,4 |
| 50 | 1.10 | 22 | 12 | 90 | 15 | 15 | 16 | 10 | ∞ | 5 | 22 | - | 0 | 0,5 | - |
|
| |||||||||||||||
| 51 | 1.9 | 14 | 24 | 8 | 11 | 7 | 30 | 80 | 20 | - | 40 | 12 | - | 0 | 1 |
| 52 | 1.18 | 60 | 80 | 44 | 40 | 40 | 28 | 50 | 50 | - | 46 | 8 | - | 0 | 0,5 |
| 53 | 1.12 | 30 | 24 | 20 | 18 | 20 | 16 | 10 | 4 | 6 | 28 | - | 0 | 0,5 | - |
| 54 | 1.4 | 24 | 70 | 44 | 5 | 7 | 20 | 30 | 12 | - | 40 | 19 | - | 0 | 0,1 |
| 55 | 1.13 | 8 | 14 | 20 | 10 | 15 | 40 | 96 | 12 | - | 40 | 10 | - | - | 1,5 |
| 56 | 1.5 | 8 | 22 | 10 | 10 | 14 | 14 | 16 | ∞ | 5 | 17 | - | 0 | 0,2 | - |
| 57 | 1.14 | 18 | 40 | 32 | 16 | 16 | 60 | 20 | 24 | - | 60 | 28 | - | 0 | 0,2 |
| 58 | 1.6 | 10 | 20 | 24 | 6 | 8 | 16 | 32 | 48 | - | 30 | 38 | - | 0 | 0,5 |
| 59 | 1.19 | 10 | 14 | 20 | 2 | 6 | 30 | ∞ | 40 | 3 | - | 20 | 0 | - | 2 |
| 60 | 1.2 | 16 | 20 | 12 | 80 | 48 | 42 | 25 | 27 | 5 | - | 34 | 0 | - | 0,5 |
|
| |||||||||||||||
| 61 | 1.15 | 32 | 12 | 22 | 14 | 20 | 25 | 6 | 4 | - | 20 | 75 | - | 0,4 | 0 |
| 62 | 1.1 | 32 | 12 | 5 | 5 | 15 | 27 | 50 | 15 | - | 25 | 50 | - | 0,4 | 0 |
| 63 | 1.16 | 10 | 20 | 15 | 11 | 14 | 32 | 65 | 26 | - | 35 | 38 | - | 2 | 0 |
| 64 | 1.11 | 50 | 20 | 25 | 87 | ∞ | 37 | 0 | 10 | - | 15 | 62 | - | 0,5 | 0 |
| 65 | 1.17 | 25 | 45 | 12 | 17 | 8 | 20 | 44 | 22 | - | 32 | 88 | - | 0,4 | 0 |
| 66 | 1.3 | 10 | 33 | 22 | 2 | 23 | 12 | 90 | 18 | - | 27 | 25 | - | 0,4 | 0 |
| 67 | 1.7 | 32 | 10 | 15 | 40 | 40 | 27 | 10 | 12 | 7 | 62 | - | 4 | 0 | - |
| 68 | 1.20 | 15 | 12 | 20 | 52 | 38 | 19 | 14 | 6 | - | 25 | 55 | - | 2 | 0 |
| 69 | 1.8 | 13 | 20 | 25 | 50 | 50 | 17 | 60 | 60 | - | 34 | 37 | - | 0,1 | 0 |
| 70 | 1.10 | 27 | 15 | 11 | 17 | 20 | 20 | 75 | 15 | 4 | 35 | - | 2 | 0 | - |
| 71 | 1.9 | 17 | 30 | 10 | 12 | 10 | 37 | 30 | 60 | - | 26 | 25 | - | 0,8 | 0 |
| 72 | 1.18 | 75 | 10 | 55 | 30 | 15 | 35 | 50 | 75 | - | 32 | 28 | - | 0,2 | 0 |
| 73 | 1.12 | 37 | 30 | 25 | 25 | 22 | 20 | 12 | 5,5 | 5 | 50 | - | 2 | 0 | - |
| 74 | 1.4 | 30 | 88 | 55 | 10 | 5 | 25 | 15 | 30 | - | 15 | 30 | - | 0,4 | 0 |
| 75 | 1.13 | 10 | 18 | 25 | 15 | 15 | 50 | 16 | 16 | - | 15 | 50 | - | 2 | 0 |
| 76 | 1.5 | 10 | 28 | 12 | 20 | 10 | 17 | 40 | 40 | 3 | 25 | - | 3 | 0 | - |
| 77 | 1.14 | 22 | 50 | 40 | 10 | ∞ | 75 | 30 | 25 | - | 35 | 45 | - | 0,8 | 0 |
| 78 | 1.6 | 12 | 25 | 30 | 5,5 | 12 | 20 | 40 | 60 | - | 35 | 62 | - | 0,1 | 0 |
| 79 | 1.19 | 12 | 17 | 25 | 5 | 5 | 37 | 17 | 75 | 3 | - | 75 | 6 | - | 0 |
| 80 | 1.2 | 20 | 25 | 15 | 60 | 10 | 52 | 35 | 30 | 5 | - | 50 | 6 | - | 0 |
Таблица 1.1 (окончание)
| Вар
| Рис | R1 | R 2 | R 3 |
|
| R 5 |
|
| E1 | E2 | E3 | J1 | J2 | J3 |
| Ом | В | А | |||||||||||||
| 81 | 1.15 | 13 | 5 | 9 | 12 | 16 | 10 | 0 | 4 | - | 10 | 21 | - | 0 | 1 |
| 82 | 1.1 | 13 | 5 | 2 | 4 | 4 | 11 | 20 | 60 | - | 12 | 16 | - | 0 | 2 |
| 83 | 1.16 | 4 | 8 | 6 | 6 | 4 | 13 | 11 | 11 | - | 30 | 9 | - | 0 | 1 |
| 84 | 1.11 | 20 | 80 | 10 | 70 | 70 | 15 | 24 | 16 | - | 10 | 15 | - | 0 | 1 |
| 85 | 1.17 | 10 | 18 | 5 | 3 | 7 | 8 | 18 | 9 | - | 20 | 30 | - | 0 | 1 |
| 86 | 1.3 | 4 | 13 | 9 | 5 | 5 | 5 | 7 | 42 | - | 16 | 8,2 | - | 0 | 0,2 |
| 87 | 1.7 | 13 | 40 | 60 | 90 | 72 | 11 | 30 | 15 | 12 | 13 | - | 0 | 0,3 | - |
| 88 | 1.20 | 6 | 5 | 8 | 15 | 21 | 7 | 2 | 6 | - | 20 | 14 | - | 0 | 1 |
| 89 | 1.8 | 55 | 80 | 10 | 10 | 30 | 70 | 60 | 15 | - | 25 | 10 | - | 0 | 0,5 |
| 90 | 1.10 | 11 | 60 | 45 | 10 | 50 | 80 | 30 | 60 | 25 | 8 | - | 0 | 0,1 | - |
|
| |||||||||||||||
| 91 | 1.9 | 7 | 12 | 4 | 4 | 5 | 15 | 9 | 72 | - | 20 | 8 | - | 0 | 0,5 |
| 92 | 1.18 | 30 | 40 | 22 | 12 | 60 | 14 | 40 | 10 | - | 23 | 9,5 | - | 0 | 0,5 |
| 93 | 1.12 | 15 | 12 | 10 | 90 | 10 | 8 | 3 | 4 | 13 | 14 | - | 0 | 0,5 | - |
| 94 | 1.4 | 12 | 35 | 22 | 2 | 4 | 10 | 20 | 60 | - | 20 | 7,6 | - | 0 | 1 |
| 95 | 1.13 | 4 | 7 | 10 | 7 | 5 | 20 | 6 | 66 | - | 20 | 10 | - | 0 | 1 |
| 96 | 1.5 | 4 | 11 | 5 | 6 | 6 | 7 | 12 | 24 | 25 | 4,5 | - | 0 | 0,5 | - |
| 97 | 1.14 | 9 | 20 | 16 | 12 | 60 | 30 | 15 | 7 | - | 30 | 10 | - | 0 | 0,5 |
| 98 | 1.6 | 5 | 10 | 12 | 2 | 5 | 8 | 24 | 16 | - | 15 | 13 | - | 0 | 1 |
| 99 | 1.19 | 5 | 7 | 10 | 0 | 4 | 15 | 70 | 28 | 15 | - | 10 | 0 | - | 1 |
| 100 | 1.2 | 8 | 10 | 6 | 40 | 24 | 21 | 12 | 14 | 25 | - | 14 | 0 | - | 1 |
Рисунки к заданию 1
Полезные формулы при решения задания 1
1.10 1й закон Кирхгофа: 
= 
1.11 2й закон Кирхгофа: 
= 
1.12 Баланс мощностей : 
= 
.13
1.13 Метод двух узлов : 
= 
, 
= 
1.14 Метод эквивалентного генератора : I = 
; перед определением Rвх
двухполюсник обращается в пассивный, т. е. все его источники питания заменяются их внутренними сопротивлениями!
1.15 Преобразование сопротивлений «звезда» в «треугольник» :
= 
, 
= 
, 
= 
1.16 Преобразование сопротивлений «треугольник» в «звезду» :
= 
, 
= 
, 
= 
1.17 Закон Ома для цепи, не содержащей ЭДС: U = I ∙ R или I = 
1.18 Закон Ома для цепи, содержащей ЭДС: Uab = I ∙ R 
E или
I = 
с учетом направления источника ЭДС!
1.19 При определении входного сопротивления R вх двухполюсника на первом шаге следует преобразовать соединения сопротивлений треугольником на одном из участков схемы в эквивалентную схему соединения звездой (возможно обратное преобразование звезда – треугольник). Далее использовать эквивалентные преобразования последовательно-параллельно соединенных резисторов.
Задание 2
Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 131; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!