Применение методов наложения, узловых и контурных уравнений для расчета линейных электрических цепей постоянного тока. Построение потенциальной диаграммы. Определение реактивных сопротивлений и составление баланса мощностей для цепей переменного тока.
Аннотация к работе
Дисциплина "Теоретические основы электротехники" базируется на знании общеобразовательных и общетехнических предметов: математики, физики, практического использования программного обеспечения ПЭВМ и является основой для изучения дисциплин по специальностям электротехнического, электроэнергетического и радиотехнического профилей. В результате изучения дисциплины должны быть сформированы знания, умения и практические навыки в соответствии с квалификационными требованиями к специалисту. Учащиеся должны знать: - физические законы, на которых основана электротехника, вытекающие из этих законов следствия, правила, методы расчетов; должны уметь: - читать и составлять принципиальные и расчетные схемы несложных электрических цепей; выполнять по заданным условиям расчеты несложных электрических цепей постоянного и переменного тока;Для электрической цепи, изображенной на рисунке 1.1, выполнить следующее: 1) составить на основании законов Кирхгофа систему уравнений для определения токов во всех ветвях схемы; 2) определить токи во всех ветвях схемы, используя метод контурных токов;При расчете данным методом произвольно задаем направление токов в ветвях В заданной цепи шесть ветвей, значит, в системе должно быть шесть уравнений . Сначала составляем уравнения для узлов по первому закону Кирхгофа. Составляем три уравнения для любых 3-х узлов, например, для узлов . Задаемся обходом каждого контура и составляем уравнения по второму закону Кирхгофа.Достигается это разделением схемы на ячейки (независимые контуры) и введением для каждого контура-ячейки своего тока - контурного тока, являющегося расчетной величиной. Итак, в заданной цепи (рисунок 1.1) можно рассмотреть три контура-ячейки и ввести для них контурные токи , , соответственно. Контуры-ячейки имеют ветвь, не входящую в другие контуры - это внешние ветви. При составлении уравнений по второму закону Кирхгофа в левой части равенства алгебраически суммируются ЭДС источников, входящих в контур-ячейку, в правой части равенства алгебраически суммируются напряжения на сопротивлениях, входящих в этот контур, а также учитывается падение напряжения на сопротивлениях смежной ветви, определяемое по контурному току соседнего контура. На основании вышеизложенного порядок расчета цепи методом контурных токов будет следующим: стрелками указываем выбранные направления контурных токов , , в контурах-ячейках.По методу наложения ток в любом участке цепи рассматривается как алгебраическая сумма частных токов, созданных каждой ЭДС в отдельности. а) Определяем частные токи от ЭДС Е1 при отсутствии ЭДС Е2, т. е. рассчитываем цепь по рисунку 1.2. Показываем направление частных токов от ЭДС E1 и обозначаем буквой I с одним штрихом (I’). Применяя форму разброса и 1-й закон Кирхгофа, вычисляем токи ветвей: (A) A: (A) б) Определяем частные токи от ЭДС Е2 при отсутствии ЭДС Е1, т. е. рассчитываем простую цепь по рисунку 1.3. Рассчитываем эквивалентное сопротивление цепи: Рисунок 1.3 - Вторая частная электрическая схема для расчета методом наложенияИсточники, и, вырабатывают электрическую энергию, т. к. направление ЭДС и тока в ветвях с источниками совпадают. Баланс мощностей для заданной цепи запишется так: Подставляем числовые значения и вычисляемДля решения задачи методом эквивалентного генератора разделим электрическую цепь на две части: потребитель (исследуемая ветвь с сопротивлением , в которой требуется определить величину тока) и эквивалентный генератор (оставшаяся часть цепи, которая для потребителя служит источником электрической энергии, т. е. генератором). На схеме искомый ток определим по закону Ома для замкнутой цепи: где, - ЭДС эквивалентного генератора, ее величину определяют как напряжение на зажимах генератора в режиме холостого хода, - внутреннее сопротивление эквивалентного генератора, его величина рассчитывается как эквивалентное сопротивление пассивного двухполюсника относительно исследуемых зажимов. Изображаем схему эквивалентного генератора в режиме холостого хода рисунок 1.5, т. е. при отключенном потребителе от зажимов f и e. Определим его величину, но для начала определим эквивалентное сопротивление цепи холостого хода. Для расчета внутреннего сопротивления эквивалентного генератора необходимо преобразовать активный двухполюсник в пассивный рисунок 1.6, при этом ЭДС и из схемы исключается, а внутренние сопротивления этих источников и в схеме остаются.Построим потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура, включающего обе ЭДС. Зная величину и направление токов ветвей и ЭДС, а также величины сопротивлений, вычислим потенциалы всех точек контура при переходе от элемента к элементу.К зажимам электрической цепи, схема замещения которой приведена на рисунке 2.1, подключен источник синусоидального напряжения В, Град, Гц. Выполнить следующее:-определить реактивные сопротивления элементов цепи; Определяем реактивные сопротивления элементов цепи: (Ом) Представим схему, приведенную на рисунке 2.2, в следующем виде: Рисунок 2.2 - Преобразованная однофазная электриче
План
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Расчета линейных электрических цепей постоянного тока