Содержание заданий и методические указания по их выполнению

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Nbsp; Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кубанский государственный технологический университет» Кафедра электротехники и электрических машин

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

Методические указания к самостоятельному изучению курса электротехники и электроники и выполнению расчетно-графических работ для студентов очной формы обучения направлений 131000- «Нефтегазовое дело», 140100 – «Теплоэнергетика и теплотехника», 151000 – «Технологические машин и оборудование», 141200 -«Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения»,220700 - «Автоматизация технологических процессов и производств»,190600 - «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов»

Часть I

Краснодар

2013

Составители: канд. техн. наук, доц. Л. Е. Копелевич,

канд. техн. наук, доц. А.М. Квон,

УДК. 621.380(075.8)

Электротехника и электроника. Методические указания к самостоятельному изучению курса и выполнению расчётно-графических работ для студентов очной формы обучения направлений 131000- Нефтегазовое дело, 140100 –Теплоэнергетика и теплотехника, 151000 –Технологические машин и оборудование, 141200 - Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения, 220700 -Автоматизация технологических процессов и производств, 190600 -Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов/ Сост.: Л. Е. Копелевич, А.М. Квон; Кубан. гос. технол. ун-т. Каф. электротехники.– Краснодар: Изд. КубГТУ, 2012. – 46 с.

Представлена подробная методика решения типовых задач, приведенных в домашних расчётно-графических работах, предусмотренных учебными планами для студентов направлений 131000, 140100, 151000, 141200, 220700, 190600, задания для расчетно-графических работ

№ 1, № 2.

Ил. 51. Табл. 2 Библиогр.: 8 назв.

Печатается по решению методического совета Кубанского государственного технологического университета

Рецензенты: канд. техн. наук, доц. Ю.П. Арестенко,

канд. техн. наук, доц. А. В. Косолапов,

канд. техн. наук, доц. О.В. Савенок.

канд. техн. наук, доц.Ю.В. Беззаботов

1 Общие указания

1.1 Расчётно-графические работы для студентов специальностей 131000, 140100, 151000, 141200, 220700, 190600 предусмотренные учебными планами и рабочей программой курса «Электортехника и электроника», выполняются в виде домашних заданий и позволяют приобрести студенту необходимые навыки и умение практически использовать основные законы и теоретические положения курса для анализа режимов работы электорооборудования промышленных предприятий.

Студенту необходимо выполнить четыре расчетно-графические работы: две – в четвертом семестре, и две – в пятом.

1.2 К представляемым к защите расчетно-графическим работам предъявляются следующие требования:

1.2.1 Задания выполняются на листах формата А4 и сшиваются.

1.2.2 Схемы, графики, рисунки, в том числе и заданные условием

задачи, должны быть выполнены аккуратно с использованием чертежных принадлежностей в соответствии с требованиями ГОСТ.

1.2.3 Каждому этапу расчетно-графической работы следует давать пояснения, указывая используемые законы или методы.

Титульный лист должен иметь вид:

Кубанский государственный технологический университет

Кафедра электротехники

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №_____

(название работы)

Выполнил студент группы …………………………………..

(шифр, подпись, фамилия, и.о.)

Принял преподаватель………………………………………

(подпись, фамилия, и.о.)

Сдано на проверку……………………………………………

Зачтено…………………………………………………………

Краснодар

год

1.2.4 Расчетно-графические работы, выполненные небрежно и без соблюдения требований стандартов к текстовому материалу, графической части к защите не принимаются

1.2.5 При выполнении расчетов в начале следует писать расчетные формулы в общем виде, подставлять в них цифровые значения, указывая размерность полученного результата.

1.2.6 Вычисления выполнять с точностью до трех значащих цифр.

1.2.7 Номер варианта соответствует номеру фамилии студента в групповом журнале.

Список рекомендуемой литературы

Основная литература

1 Касаткин А.С. Электротехника / А.С. Касаткин, М.В. Немцов. – Учебное пособие для вузов. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 2000. – 530 с.

2 Касаткин А.С. Электротехника / А.С. Касаткин, М.В. Немцов. – Изд. 9 –е, стереотипное. – М.: ACADEMA, 2005. – 539 с.

3 Электротехника и электроника: Учебное пособие для студентов высш. учеб. заведений / М. А. Жаворонков, А. В. Кузин. – М.: Издательский центр «Академия», 2005 – 400 с.

4 Электротехнический справочник В 4 т. Т2. Электротехнические изделия и устройства /Под общей ред. профессоров Московского энергетического института В. Г. Герасимова и др. – Изд. 10-е, стер. – М.: Издательство МЭИ,2007. – 517 с.

5 Электротехнический справочник В 4 т. Т2. Производство, передача и распределение электрической энергии /Под общей ред. профессоров Московского энергетического института В. Г. Герасимова и др. – Изд. 10-е, стер. – М.: Издательство МЭИ,2009. – 963 с.

Дополнительная литература

3 Электротехника /Под ред.В. Г. Герасимова, 3-е изд. – М. Высшая школа, 1985. – 480 с.

4 Сборник задач по электротехнике и основам электроники /Под ред. В.Г. Герасимова М.: Высшая школа, 1987. – 288 с.

5 Рекус Г. Г. , Белоусов А. И. Сборник задач по электротехнике и основам электроники /Г.Г. Рекус, А.И. Белоусов. – М.: Высшая школа, 1991. – 416 с.

6 Электротехнический справочник В 4 т. Т1. Общие вопросы. Электротехнические материалы /Под общей ред. профессоров Московского энергетического института В. Г. Герасимова и др. – Изд. 8-е , испр. и доп. – М.: Издательство МЭИ,1995. – 440 с.

Содержание заданий и методические указания по их выполнению

2.1 Расчетно-графическая работа № 1 на тему:

«Анализ электрических цепей постоянного напряжения»

Для заданной схемы электрической цепи, приведенной на рисунке

1.1 требуется:

- определить токи терморезистора (первичного преобразователя) и источника питания при нижнем и верхнем значениях температуры контролируемой среды;

- определить напряжение на зажимах измерительной ветви и ток в

ней при верхнем значении температуры контролируемой среды;

- проградуировать шкалу прибора в единицах контролируемой величины

Примечания:

– сопротивление измерительной ветви R_H согласовано с выходным сопротивлением мостового преобразователя, уравновешенного при нижнем значении температуры контролируемой среды;

– полное отклонение подвижной части прибора наступает при верхнем значении температуры контролируемой среды;

– электрическое сопротивление терморезистора в пределах заданного интервала температуры изменяется по закону:

для медного терморезистора : R_t=R₀(1+0,00428t);

для платинового: R_t=R₀(1+3,94*10^-3*t – 5,8*10^-7t²),

где R₀ – сопротивление терморезистора при 0⁰C, Ом

t – верхний предел температуры.

Параметры электрической цепи выбираются согласно варианту из таблицы 1

Рисунок 1.1,а. – Схема мостового преобразователя с терморезистором (первичным преобразователем)

Таблица 1.1 – Параметры электрической схемы

Вариант	Интервал изменения темпера- туры,⁰С	Материал терморе-зистора	R₀, Ом		R_Л, Ом	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	Е, В
1	0-100	Медь	53		0	203	200	765	2,0
2	0-50	Медь	53		0	91	155	267	2,0
3	0-100	Медь	53		5	189	204	665	2,0
4	0-150	Медь	53		5	224	131	507	3,0
5	0-50	Медь	53		0	145	153	418	2,0
6	0-50	Медь	53		5	126	161	350	2,0
7	0-100	Медь	100		5	203	200	765	3,0
8	0-180	Медь	100		5	224	131	507	1,5
9	0-100	Платина	46		0	160	147	512	1,5
10	0-100	Платина	46		0	154	214	715	2,0
11	0-300	Платина	46		0	191	53	220	4,0
12	0-500	Платина	46		0	167	82	298	3,0
13	0-300	Платина	46		5	232	40	182	4,0
14	0-500	Платина	46		5	224	60	287	4,0
15	0-100	Платина	46		5	140	222	610	2,0
16	0-100	Платина	46		5	148	117	340	1,5
17	0-120	Платина	46		0	195	200	850	1,5
18	0-120	Платина	46		5	178	206	720	1,5
19	0-100	Платина	100		0	137	457	169	1,5
20	0-100	Платина	100		0	41	587	241	2,0
21	0-50	Платина	100		0	199	200	398	3,0
22	0-70	Платина	100		0	43	400	172	2,0
23	0-100	Платина	100		5	40	440	167	1,5
24	0-100	Платина	100		5	46	550	242	2,0
25	0-40	Платина	100		5	163	224	347	3,0
26	0-70	Платина		100	5	59	312	175	2,0
27	0-200	Платина		100	0	256	39	100	4,0
28	0-200	Платина		100	5	304	31	90	4,0
29	0-100	Платина		46	0	148	200	287	1,5
30	0-120	Платина		46	5	137	222	312	3,0
31	0-70	Платина		100	0	199	587	169	3,0
32	0-100	Медь		53	5	203	153	501	2,0
33	0-100	Медь		100	0	126	200	418	3,0
34	0-180	Медь		50	0	160	131	765	1,5
35	0-150	Медь		150	5	145	161	418	2,0
36	0-50	Медь		100	5	224	147	765	2,0
37	0-100	Медь		150	0	145	131	501	3.0
38	0-150	Медь		53	5	189	155	665	2.0
39	0-50	Медь		100	0	224	200	267	1.5
40	0-150	Медь		100	0	126	147	765	3.0
41	0-100	Медь		53	5	203	155	765	2.0
42	0-150	Медь		100	5	126	200	267	3.0
43	0-50	Медь		150	0	224	147	665	1.0
44	0-100	Медь		150	5	131	200	765	1.0
45	0-100	Медь		100	5	224	200	501	2.0
46	0-150	Медь		53	0	145	131	418	3.0
47	0-50	Медь		100	0	189	155	418	2.0
48	0-100	Медь		50	5	224	161	350	2.0
49	0-150	Медь		150	5	160	155	418	3.0
50	0-100	Медь		100	0	203	153	765	1.0

Указания

Для расчета мостового преобразователя с терморезистором необходимо:

а) При нижнем значении температуры t=0⁰C мост, согласно условию, уравновешен, и электрическая схема преобразователя имеет вид (рисунок 1.1.б); для нахождения сопротивления измерителя R_H следует воспользоваться условием, что сопротивление измерительной ветви согласовано с выходным сопротивлением мостового преобразователя, т.е. R_H=R₁₂; выходное сопротивление мостового преобразователя находится относительно зажимов 1-2 измерительной ветви при условии, что Е=0, сопротивление терморезистора при этом R₀; ток в терморезисторе и источнике при нижнем значении температуры определяется по закону Ома (рисунок 1.1.б);

б) при верхнем значении температуры схема мостового преобразователя имеет вид (рисунок 1.1.в) и для определения токов в терморезисторе и источнике следует преобразовать цепь, д) заменив сопротивления резисторов R_H, R1, R3, соединенные “треугольником”, на эквивалентную “звезду” R4 , R5, R6 (рисунок 1.1,г) и, пользуясь законом Ома, найти токи;

в) для определения тока в измерителе и напряжения U₁₂ на зажимах измерительной ветви следует использовать метод эквивалентного генератора (рисунок 1.1,в)

г) в качестве измерительного прибора используется микровольтметр магнитоэлектрической системы с равномерной шкалой, и полное отклонение стрелки прибора будет соответствовать напряжению U₁₂ на зажимах измерительной ветви при верхнем значении температуры контролируемой среды; для градуировки шкалы прибора необходимо найти значение напряжения, приходящееся на единицу измеряемой величины, т.е. 1⁰С.

2 Расчетно-графическая работа №2 на тему

«Анализ электрических цепей переменного тока»

Задача

Для заданной схемы электрической цепи переменного тока (рисунки 2.1–2.50), параметры которой приведены в таблице 2, требуется:

- рассчитать токи в ветвях цепи, используя один из методов расчета линейных электрических цепей;

- определить показания приборов;

- определить напряжения участков цепи любого контура;

- построить векторную диаграмму токов и напряжений для любого конутра на одной комплексной плоскости;

-записать выражения мгновенных значений ЭДС и любого тока;

Указания к решению задачи.

При решении уравнений, составленных в символической форме,

необходимо помнить, что сложение и вычитание комплексных чисел производится в алгебраической форме, а деление и умножение – в показательной форме.

Пример 1. Сложить два комплексных числа: Ζ₁= 10℮ⁱ⁵³ и Ζ₂ = 5℮ⁱ³⁷. Переводим показательную форму в алгебраическую:

10℮ⁱ⁵³ + 5℮ⁱ³⁷ = 10Cos(53) + j10Sіn(53) + 5Cos(37) + j 5Sіn(37) = 10∙0,6 + j10∙0,8 + 5∙0,8 + j5∙0,6 = 6 + 4 + j8 + j3 = 10 + j 11.

Комплексное число получено в алгебраической форме. Чтобы перевести алгебраическую форму комплексного числа в показательную, необходимо найти сначала его модуль Ζ (гипотенузу прямоугольного треугольника) по фомуле

Ζ = Ом.

Затем определяем показатель степени φ (он же угол сдвига фазы вектора тока относительно вектора напряжения) по формуле:

Тогда комплексное число в показательной форме запишем следующим образом:

Ζ = 14,87℮ⁱ⁴⁶Ом.

Пример 2. Разделить два комплексных числа. При делении комплексных чисел в показательной форме, необходимо разделить их модули, а показатели степеней вычесть. (При умножении комплексных чисел в показательной форме, необходимо перемножить их модули, а показатели степеней сложить).

4 При определении показания ваттметра следует пользоваться выражением ,

где – полная мощность электрической цепи в комплексной форме;

– комплексное сопряженное значение тока на входе цепи;

– вещественная часть комплексного значения полной мощности, которая равна активной мощности Р (показанию ваттметра). Показание ваттметра можно определить и по формуле

P = U· I· Cosφ,

где U – уровень напряжения, приложенный к обмотке напряжения ваттметра;

I – ток, проходящий по токовой катушки ваттметра.

Рисунок 2.1

Рисунок 2.2

Рисунок 2.3

Рисунок 2.4

Рисунок 2.5

Рисунок 2.6

Рисунок 2.7

Рисунок 2.8

Рисунок 2.9

Рисунок 2.10

Рисунок 2.11

Рисунок 2.12

Рисунок 2.13

Рисунок 2.14

Рисунок 2.15

Рисунок 2.16

Рисунок 2.17

Рисунок 2.18

Рисунок 2.19

Рисунок 2.20

Рисунок 2.21

Рисунок 2.22

Рисунок 2.23

Рисунок 2.24

Рисунок 2.25

Рисунок 2.26

Рисунок 2.27

Рисунок 2.28

Рисунок 2.29

Рисунок 2.30

Рисунок 2.31

Рисунок 2.32

Рисунок 2.33

Рисунок 2.34

Рисунок 2.35

Рисунок 2.36

Рисунок 2.37

Рисунок 2.38

Рисунок 2.39

Рисунок 2.40

Рисунок 2.41

Рисунок 2.42

Рисунок 2.43

Рисунок 2.44

Рисунок 2.45

Рисунок 2.46

Рисунок 2.47

Рисунок 2.48

Рисунок 2.49

Рисунок 2.50

Примечание: В схемах на рисунках 2.1-2.50 выключатель S1 для вариантов (1-50) замкнут, для вариантов (51-100) разомкнут, Выключатель S2 для вариантов (1-50) разомкнут, для вариантов (51-100) – замкнут. Выключатель S3 – смотри таблицу 2.

Таблица 2.1

Вариант	E, В	R1, Ом	L1, мГн	C1, мкФ	R2, Ом	L2, мГн	C2, мкФ	R3, Ом	L3, мГн	C3, мкФ	R4, Ом	L4, мГн	C4, мкФ	¦, Гц	Y ⁰_E	Выклю- чатель S3
1	100	4	20	200	6	30	250	14	10	400	10	10	40	60	180	Замкнут
2	220	10	6	90	12	4	40	8	8	8	16	20	100	80	60	Разомкнут
3	240	30	3	10	30	10	140	24	2	20	20	30	200	90	30	Замкнут
4	280	20	10	50	24	8	30	16	4	10	6	15	250	70	40	Разомкнут
5	120	6	30	200	4	50	300	4	20	300	12	10	150	50	90	Замкнут

Продолжение таблицы 2.1

Вариант	E, В	R1, Ом	L1, мГн	C1, мкФ	R2, Ом	L2, мГн	C2, мкФ	R3, Ом	L3, мГн	C3, мкФ	R4, Ом	L4, мГн	C4, мкФ	¦, Гц	Y ⁰_E	Выклю- чатель S3
6	110	8	10	100	20	50	200	10	30	300	24	8	300	30	110	Разомкнут
7	140	6	40	300	8	10	200	26	60	200	4	40	50	40	120	Замкнут
8	100	4	30	300	4	40	200	30	20	400	8	6	150	35	130	Разомкнут
9	240	10	2	20	14	8	100	4	5	50	30	20	400	45	140	Замкнут
10	200	12	4	40	8	6	80	6	4	36	18	4	350	50	150	Разомкнут

Продолжение таблицы 2.1

Вариант	E, В	R1, Ом	L1, мГн	C1, мкФ	R2, Ом	L2, мГн	C2, мкФ	R3, Ом	L3, мГн	C3, мкФ	R4, Ом	L4, мГн	C4, мкФ	¦, Гц	Y ⁰_E	Выклю- чатель S3
11	110	14	10	100	20	50	200	10	30	300	24	8	300	55	160	Разомкнут
12	140	18	40	300	8	10	200	28	60	200	4	40	50	60	170	Замкнут
13	100	16	30	300	4	40	200	8	20	400	8	6	150	65	180	Разомкнут
14	240	20	2	20	14	8	100	4	5	50	30	20	400	70	190	Замкнут
15	200	22	4	40	8	6	80	6	4	36	16	4	350	75	200	Разомкнут

Продолжение таблицы 2.1

Вариант	E, В	R1, Ом	L1, мГн	C1, мкФ	R2, Ом	L2, мГн	C2, мкФ	R3, Ом	L3, мГн	C3, мкФ	R4, Ом	L4, мГн	C4, мкФ	¦, Гц	Y⁰_E	Выклю- чатель S3
16	110	30	10	100	20	50	200	10	30	300	24	8	300	80	10	Разомкнут
17	140	6	40	300	8	10	200	26	60	200	4	40	50	35	20	Замкнут
18	100	10	30	300	4	40	200	3	20	400	8	6	150	40	30	Разомкнут
19	240	12	2	20	14	8	100	4	5	50	30	20	400	45	90	Замкнут
20	200	8	4	40	8	6	80	6	4	36	28	4	350	50	100	Разомкнут

Продолжение таблицы 2.1

Вариант	E, В	R1, Ом	L1, мГн	C1, мкФ	R2, Ом	L2, мГн	C2, мкФ	R3, Ом	L3, мГн	C3, мкФ	R4, Ом	L4, мГн	C4, мкФ	¦, Гц	Y ⁰_E	Выклю- чатель S3
21	110	24	10	100	18	50	200	10	30	300	24	8	350	80	210	Разомкнут
22	140	26	40	300	8	10	200	66	60	200	6	40	50	75	220	Замкнут
23	160	28	30	200	4	40	200	24	20	400	8	6	150	60	230	Разомкнут
24	240	30	2	20	14	8	180	4	5	50	30	20	400	55	240	Замкнут
25	220	4	4	40	8	6	80	6	4	36	22	4	350	50	250	Разомкнут

Продолжение таблицы 2.1

Вариант	E, В	R1, Ом	L1, мГн	C1, мкФ	R2, Ом	L2, мГн	C2, мкФ	R3, Ом	L3, мГн	C3, мкФ	R4, Ом	L4, мГн	C4, мкФ	¦, Гц	Y ⁰_E	Выклю- чатель S3
26	160	6	20	200	12	30	250	22	10	400	10	10	40	45	260	Замкнут
27	220	10	6	90	12	4	40	8	8	8	16	25	100	40	270	Разомкнут
28	240	8	3	10	30	10	140	24	2	80	20	30	200	35	280	Замкнут
29	280	12	10	50	24	8	30	16	4	10	6	15	250	30	290	Разомкнут
30	210	14	30	200	4	50	300	4	20	300	12	10	150	80	300	Замкнут

Продолжение таблицы 2.1

Вариант	E, В	R1, Ом	L1, мГн	C1, мкФ	R2, Ом	L2, мГн	C2, мкФ	R3, Ом	L3, мГн	C3, мкФ	R4, Ом	L4, мГн	C4, мкФ	¦, Гц	Y ⁰_E	Выклю- чатель S3
31	100	16	20	200	14	30	240	20	10	400	10	10	40	30	310	Замкнут
32	220	18	6	60	12	4	40	8	8	8	16	20	100	75	320	Разомкнут
33	240	20	3	10	30	10	140	24	2	20	20	30	200	35	330	Замкнут
34	280	22	10	50	24	8	30	16	4	10	6	15	250	70	340	Разомкнут
35	120	28	30	300	4	50	300	4	20	300	30	10	150	40	350	Замкнут

Продолжение таблицы 2.1

Вариант	E, В	R1, Ом	L1, мГн	C1, мкФ	R2, Ом	L2, мГн	C2, мкФ	R3, Ом	L3, мГн	C3, мкФ	R4, Ом	L4, мГн	C4, мкФ	¦, Гц	Y ⁰_E	Выклю- чатель S3
36	110	30	10	100	20	50	200	10	30	300	24	8	300	65	360	Разомкнут
37	140	12	40	300	8	10	200	18	60	200	4	40	50	35	5	Замкнут
38	100	22	30	300	4	40	200	16	20	400	8	6	150	60	15	Разомкнут
39	240	4	20	20	14	8	100	4	5	250	30	20	400	30	25	Замкнут
40	200	14	50	40	8	6	80	6	4	350	14	4	350	55	35	Разомкнут

Продолжение таблицы 2.1

Вариант	E, В	R1, Ом	L1, мГн	C1, мкФ	R2, Ом	L2, мГн	C2, мкФ	R3, Ом	L3, мГн	C3, мкФ	R4, Ом	L4, мГн	C4, мкФ	¦, Гц	Y ⁰_E	Выклю- чатель S3
41	160	16	20	200	30	30	240	6	10	400	20	10	40	50	45	Замкнут
42	220	18	6	80	12	4	40	8	10	8	16	20	150	35	55	Разомкнут
43	240	20	3	10	30	10	140	22	2	20	20	30	200	45	65	Замкнут
44	280	22	10	50	24	40	30	16	4	10	6	15	250	55	75	Разомкнут
45	120	28	30	250	4	50	300	4	20	300	30	10	150	65	85	Замкнут

Продолжение таблицы 2.1

Вариант	E, В	R1, Ом	L1, мГн	C1, мкФ	R2, Ом	L2, мГн	C2, мкФ	R3, Ом	L3, мГн	C3, мкФ	R4, Ом	L4, мГн	C4, мкФ	¦, Гц	Y ⁰_E	Выклю- чатель S3
46	110	30	10	100	20	50	200	10	30	300	24	8	100	75	95	Разомкнут
47	140	12	40	200	8	10	40	26	60	200	4	40	50	80	105	Замкнут
48	100	24	30	3001	4	40	200	18	20	400	8	6	150	70	180	Разомкнут
49	240	4	20	20	14	8	100	4	5	250	30	20	400	60	125	Замкнут
50	200	16	50	40	8	6	80	6	4	350	14	4	60	50	135	Разомкнут

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 636; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!