Студопедия.Орг Главная | Случайная страница | Контакты | Мы поможем в написании вашей работы!  
 

Расчет цепей постоянного тока



Задача 1.1

Для цепи, представленной на рис 1.1, используя данные R1, R2, R3 своего варианта из таблицы 1.1, рассчитать: токи и напряжения на всех резистивных элементах и составить баланс мощностей.

По результатам расчета проверить выполнение второго закона Кирхгофа, построить потенциальную диаграмму и письменно ответить на следующие теоретические вопросы:

1) сформулировать признак последовательного соединения,

2) записать формулировку второго закона Кирхгофа,

3) пояснить, в чем заключается баланс мощностей,

4) чем определяется угол наклона участка на потенциальной диаграмме,

5) дать определение делителя напряжения,

6) дать определение эквивалентного сопротивления Rэ

Задача 1.2

Для цепи, представленной на рис 1.2, используя данные R1, R2, R3 своего варианта из таблицы 1.1, рассчитать токи и напряжения на всех резистивных элементах и составить баланс мощностей.

По результатам расчета проверить выполнение первого закона Кирхгофа, и письменно ответить на следующие теоретические вопросы:

1) сформулировать признак параллельного соединения;

2) дать определение понятиям электрическая цепь, схема электрической цепи, ветвь, узел, контур;

3) записать формулировку первого закона Кирхгофа;

4) дать определение делителя тока;

 
 
I


Задача 1.3

Для цепи, представленной на рис 1.3, используя данные R1, R2, R3 своего варианта из таблицы 1.1, рассчитать:

1. Токи и напряжения на всех резистивных элементах и составить баланс мощностей.

2. Преобразовать источник ЭДС в источник тока и для полученной схемы определить все токи и составить баланс мощностей для данного случая.

 
 


Задача № 1.4

Для приведенной схемы электрической цепи изображенной на Рис. 1-4 (1-10), с учетом данных своего варианта и данных (табл. 1.1) необходимо выполнить:

1. Упростить схему, преобразовав последовательно и параллельно соединенные резисторы. Дальнейший расчет всех пунктов вести по преобразованной схеме.

2. Изобразить преобразованную схему с источником ЭДС и методом преобразования (свертки) определить токи во всех ветвях схемы.

3. Результаты расчета проверить на основании баланса мощностей.

4. Определить входное сопротивление преобразованной схемы относительно произвольно выбранной ветви.

5. Составить систему уравнений по методу законов Кирхгофа.

6. Определить токи во всех ветвях схемы методом контурных токов.

7. Составить систему уравнений по методу узловых потенциалов (напряжений).

8. Результаты расчетов по пунктам 2, 8 свести в таблицу.

9. Ответить на следующие теоретические вопросы:

а) законы Кирхгофа;

б) закон Ома для участка цепи;

в) эквивалентное и входное сопротивления;

г) источник ЭДС и источник тока;

д) объяснить что такое внутреннее сопротивление источника и как экспериментально оно определяется.

R3

R4
R5
R9
R4
R3
R7
R8
R8
R7
R6
R2
R1

       
 
R2
 
R3
 


R3
R9
R8
R8
R7
R7
R6
R6
R5
R5
R4
R2
R1
R1

R1
R4
R10
R9
R8
R8
R7
R7
R3
R3
R2
R2
R1

R7
R6
R1
R5
R1
R8
R7
R2
R2

R8
R3
R7
R7
R6
R6
R5
R5
R4
R4
R3
R2
R1

Рис.1-4 (1-10)

Номер E, В Сопротивления
Варианта Рисунка R1, ом R2, ом R3, ом R4, Ом R5, ом R6, ом R7, ом R8, ом R9, ом R10, ом
      2,4 - 0,4 0,8     2,4 1,8 - -
            1,8   -     0,6 -
            -         - -
                  12,6     -
                -     - -
            -   -        
            -   -     - -
            -       - - -
      18,4 -             - -
      1,25 0,5           - - -
        -             - -
                -       -
            -         - -
                        -
                -     - -
            -   -        
            -   -     - -
            -       - - -
        -             - -
                    - - -
        -             - -
                -       -
            -       2,5 - -
                      7,5 -
                -     - -
            -   -        
            -   -     - -
            -       - - -
        -             - -
                    - - -
        -             - -
                -       -
          8,8 -     2,4   - -
          1,4       9,6     -
      0,8 0,8     1,2 -     - -
              - - 17,6      
          2,6 -   - 2,5   - -
        4,5   -     22,6 - - -
      8,4 -           2,5 - -
      0,9   12,5 6,25       - - -
        -           12,5 - -
            1,6   -       -
          1,8 -     2,4   - -
          0,4       2,1   2,9 -
                -     - -
            -   -        
            -   -     - -
            -       - - -
        -           2,5 - -
                    - - -
        -             - -
                -       -
            -         - -
          0,6 1,5     3,4   2,74 -
                -     - -
            -   -        
            -   -     - -
            -       - - -
        -           10,5 - -
      1,75           10,5 - - -
        -             - -
                -       -
            -         - -
          1,4       2,9   3,33 -
                -     - -
            -   -        
            -   -     - -
            -       - - -
        -             - -
                    - - -
        - 10,5         12,5 - -
                -       -
            -         - -
          0,9       2,6   3,33 -
              4,5 -   2,5 - -
            -   -        
            -   -     - -
            -       - - -
        -           12,5 - -
                    - - -
        -             - -
                -       -
            -         - -
          1,9       3,6   3,15 -
                -     - -
            -   -        
            -   -     - -
            -       - - -
        -             - -
      1,75           4,5 - - -
        - 10,5           - -
                        -
            -         - -
                  4,9     -
                -     - -
            -   -        
            -   -     - -
            -       - - -
        -           12,5 - -
      2,75           4,5 - - -

2. Расчет цепей однофазного синусоидального тока.

Задача № 2.1

Для схемы электрической цепи, приведенной на рис. 1.5, используя данные R, L, С приведенные в таблице 2.1, необходимо:

I часть

1. записать закон изменения ЭДС е(t),

2. рассчитать ток в цепи, падения напряжений на всех элементах цепи,

3. составить баланс мощностей, определить активную, реактивную, полную мощности и коэффициент мощности цепи cosφ,

4. построить векторную диаграмму.

II часть

При выбранных параметрах R и L, рассчитать резонансную емкость СРЕЗ и в этом режиме определить:

1. ток в цепи, падения напряжений на всех элементах цепи,

2. определить активную, реактивную, полную мощности и коэффициент мощности цепи cosφ,

3. объяснить свойства анализируемой цепи, соответствующие режиму резонанса. Построить векторную диаграмму.

III часть

Письменно ответить на следующие теоретические вопросы:

1. признак последовательного соединения элементов цепи,

2. записать формулировки законов Кирхгофа для цепи синусоидального тока,

3. дать объяснение коэффициенту мощности cosφ,

4. изобразить треугольник сопротивлений и записать как определяется угол сдвига между током и напряжением на участке цепи,

5. условия возникновения резонанса напряжений,

6.отобразить отличительные свойства цепи при резонансе напряжений.

 
 
Рис. 1.5


Задача № 2.2

Для схемы электрической цепи, приведенной на рис. 1.6, используя данные R, L, С, с которыми рассчитывалась задача № 2.1, необходимо выполнить следующее:

I часть

1. рассчитать активную, реактивную и полную проводимости ветвей.

2. рассчитать токи в ветвях и падения напряжения на всех элементах цепи.

3. определить активную, реактивную, полную мощности и коэффициент мощности цепи cosφ.

4. построить векторную диаграмму.

II часть

При заданных параметрах R и L, рассчитать резонансную емкость СРЕЗ и в этом режиме определить:

1. токи в ветвях цепи.

2. определить активную, реактивную, полную мощности и коэффициент мощности цепи cosφ.

3. объяснить свойства анализируемой цепи, соответствующие режиму резонанса. Построить векторную диаграмму.

4. рассчитать активную Iа1 и реактивную IL1 составляющую тока первой ветви.

III часть

Письменно ответить на следующие теоретические вопросы:

1. признак параллельного соединения элементов цепи.

2. объяснить, с какой практической целью используется параллельное включение конденсатора относительно зажимов эквивалентного сопротивления нагрузки ZН.

3. указать особенности режима работы цепи в режиме резонанса токов.

 
 


Задача 2.3

Рис.1.7

Для заданной цепи (рис.1.7) изобразить схему своего варианта, используя данные таблицы 1.2.

I часть

1. Для полученной схемы составить систему независимых дифференциальных уравнений для мгновенных значений по методу законов Кирхгофа.

2. Составить системы уравнений по методу законов Кирхгофа и методу контурных токов в символической форме.

3. Определить токи во всех ветвях схемы методом преобразований.

4. Составить баланс активных и реактивных мощностей.

5. Построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений.

6. Определить показания ваттметра.

7. Построить на одном графике кривые мгновенных значений uk(t), ik(t), pk(t) и по ним определить S, P, Q и cosφ.

8. Считая две произвольные катушки магнитосвязанными (М ≠0) записать систему дифференциальных уравнений по методу законов Кирхгофа и переписать ее в символической форме. Способ включения катушек выбрать произвольно.

II часть

Согласно номеру варианта (четный или нечетный) в соответствующую ветвь ввести ЭДС е2= е 1 и в полученной схеме определить токи в ветвях методом законов Кирхгофа без учета и с учетом явления взаимоиндукции (см. пункт 8).

Таблица 1.2.

№ вар Е, В Ψ, град ƒ, Гц R1, Ом R2, Ом R3, Ом L1, мГн L2, мГн L3, мГн С1, мкФ С2, мкФ С3, мкФ
                         
              9,5 - 16,0     -
              16,0 9,5 16,0 - -  
              - 16,0 16,0   - -
              16,0 - 16,0 -   -
          -   - 47,7 16,0      
              - 16,0       -
              16,0 -       -
              16,0 -   -    
              - 16,0       -
              16,0 - 32,0 -   -
          -   16,0 - 63,7 -   -
        -     63,7 16,0 -   -  
          -   63,7 16,0 - -    
                16,0 -     -
                -     -  
              63,7 -       -
        -     63,7         -
                  -   -  
              9,5 -        
          -   9,5   - -    
            -     -      
                  9,5 -    
                9,5 - -    
              9,5         -
                  - -    
                -       -
                  9,5 -    
                9,5 -     -
                -       -
                9,5       -
                  -      
                      -  
                  -     -
            -           -
          -       -      
            -     -      
                      -  
                -       -
                    -    
            -   -   -    
                        -
                  -      
                        -
              8- -   -    
                  -      
                  -      
                    -    
                -        
                  -      
                -        
                  -      
                  -      
              -          
                -        
            -            
          -   -          
            -            
                    -    
            -     -      
                        -
            -   -        
        -               -
            -            
                -        
                  -      
        -       -        
                -   -    
                         
          -       -      
        -                
            -            
        -                
          -              
                         
                        -
            -       -    
                - 31,85 - 265,4 663,48
              10,6 31,85   221,16 - 221,16
                21,23 31,85 221,16 - 663,48
            -   26,54 31,85 - 663,48 663,48
          -   21,23 26,54 31,85 663,48 530,78 663,48
                    221,16 - 265,4
            - 26,54 31,85   - 265,4 221,16
              31,85 21,23 21,23 663,48 221,16 -
              26,54 -   221,16 265,4 265,4
                31,85 26,54 - 63,48 663,48
              21,23 10,6 31,85 663,48 221,16 663,48
              - 10,6 - 265,4 221,16 265,4
        -       21,23 31,85 663,48 221,16 663,48
          -     31,85   221,16 - 221,16
            - 21,23 31,85 31,85 663,48 663,48 663,48
              10,6     221,16 221,16 265,4
              - 31,85 21,23 265,4 663,48 663,48
              21,23 10,6 - - 221,16 530,78
        -     10,6 26,54 26,54 221,16 221,16 663,48
              26,54 21,23 - - 221,16 221,16
              - 10,6 10,6 221,16 221,16 265,4
              10,6 31,85 10,6 221,16 663,48 221,16
              31,85 26,54 26,54 663,48 221,16 -
              10,6 26,54 21,23 265,4 - 663,48

Примечание: При расчете и провести округление до целых чисел.

3. Расчет трехфазных цепей.

Задача 3.1.

Рассчитать схему электроснабжения трехфазного потребителя, состоящую из симметричного источника питания с линейным напряжением U Л и трех однофазных потребителей (рис.1.8) с сопротивлениями RA, RB и RC. (табл. 1.3)

Определить линейные токи, напряжения на фазах потребителя (UA, UB, UC), напряжение смещения нейтрали U 0’0, ток нулевого провода и мощности отдельных фаз и всей системы для трех режимов, построит векторные диаграммы для всех трех вариантов:

а) рассчитать заданную цепь при симметричной нагрузке, приняв

RA = RB = RC.

б) рассчитать заданную цепь при несимметричной нагрузке, нулевой провод отключен;

в) рассчитать заданную цепь при несимметричной нагрузке, нулевой провод включен.

г) для всех трех режимов построить векторные диаграммы.

В конце работы ответить на следующие теоретические вопросы:

1) что называется фазным (линейным) напряжением (током)?

2) каково соотношение между линейными и фазными напряжениями (токами) при соединении по схеме «звезда» и схеме «треугольник»?

3) как рассчитываются линейные напряжения и токи при несимметричной нагрузки?

4) как рассчитываются мощности в трехфазных цепях?

5) назначение нулевого провода?

 
 

Рис.1.8. Схема электроснабжения

Данные вариантов взять из таблицы 1.3.





Дата публикования: 2015-10-09; Прочитано: 2825 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!



studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2024 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.034 с)...