Учебная работа № /3490. «Контрольная Электротехника. Задачи 2, 12, 22, 32, 42

Выдержка из похожей работы

РАСЧЕТ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

3, РЕШЕНИЕ ОДНОФАЗНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

4, РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНЫХ ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

5, ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ

6, ОХРАНА ТРУДА

7, ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

8, ЭНЕРГО — И МАТЕРИАЛО СБЕРЕЖЕНИЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Тема данной курсовой работы: «Расчёт и анализ электрических цепей»,

Курсовой проект, включает в себя 5 разделов:

1)Расчёт электрических цепей постоянного тока,

2)Расчёт не линейных цепей постоянного тока,

3)Решение однофазных линейных электрических цепей переменного тока,

4)Расчёт трёхфазных линейных электрических цепей переменного тока,

5)Исследование переходных процессов в электрических цепях,

Каждое задание включает в себя построение диаграмм,

Задача курсового проекта изучить различные методы расчёта электрических цепей и на основании этих расчётов строить различного вида диаграмм,

В курсовом проекте используются следующие обозначения: R-активное сопротивление, Ом; L — индуктивность, Гн; C — ёмкость, Ф;XL, XC -реактивное сопротивление (ёмкостное и индуктивное), Ом; I — ток, А; U -напряжение, В; E — электродвижущая сила, В; шu,шi — углы сдвига напряжения и тока, град; P — активная мощность, Вт; Q — реактивная мощность, Вар; S — полная мощность, ВА; ц — потенциал, В; НЭ — нелинейный элемент,

1, РАСЧЕТ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Для электрической цепи (рис,1) выполнить следующее:

1) Составить на основе законов Кирхгофа систему уравнений д��я определения токов во всех ветвях схемы;

2) Определить токи во всех ветвях схемы, используя метод контурных токов;

3) Определить токи во всех ветвях схемы на основании метода узловых потенциалов;

4) Составить баланс мощностей;

5) Результаты расчётов токов по пунктам 2 и 3 представить в виде таблицы и сравнить;

6) Построить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура, включающего в себя ЭДС,

Дано:

Е1=30 В; R4=42 Ом;

Е2=40 В; R5=25 Ом;

R1=16 Ом; R6=52 Ом;

R2=63 Ом; r01=3 Ом;

R3=34 Ом; r02=2 Ом;

R1’=R1+r01=16+3=19 Ом;

R2’=R2+r02=63+2=65 Ом,

Решение:

Выберем направление токов,

Выберем направление обхода контуров,

Составим систему уравнений по закону Кирхгофа:

I2=I4+I5

I2=I3+I6

I3=I4+I1

E1=I1R1’+I5R5-I4R4

E2=I2R2’+I5R5+I6R6

E2=I4R4+I3R3+I2R2′

Рисунок 1, Схема электрической цепи постоянного тока

Расчет электрических цепей методом контурных токов,

Расставим токи

Выберем направление контурных токов по ЭДС

Составим уравнения для контурных токов:

Ik1 Ч(R1’+R4+R5)-Ik2ЧR4+Ik3R5’=E1

Ik2 Ч(R3+R+R2′)-Ik1ЧR4+Ik3Ч=E2

Ik3 Ч(R6+R2’+R5)+Ik1ЧR5+Ik2ЧR2’=E2

Подставим в уравнение численные значения ЭДС и сопротивлений:

Ik1 Ч86-Ik2Ч42-+Ik3Ч25=30

-Ik1 Ч42+Ik2Ч141+Ik3Ч65=40

Ik1 Ч(25)+Ik2Ч65+Ik3Ч142=40

Решим систему матричным методом (методом Крамера):

Д= =8,834Ч105

Д1= =5,273Ч105

Д2= =4,255Ч105

Д3= =-3,877Ч105

Рассчитываем Ik :

Ik1==0,591 А

Ik2==0,482 A

Ik3==-0,044 A

Выразим токи схемы через контурные:

I1 =Ik1=0,591 A

I2 =Ik2+Ik3=0,482+(-44)=0,438 A

I3 =Ik2=0,482A

I4 =-Ik1+Ik2=0,482-0,591=-0,109A

I5 =Ik1 + Ik3=0,591+(-0,044)=0,547A

I6 =Ik3=-44 A

Составим баланс мощностей для заданной схемы:

Pис,=E1I1+E2I2=(30Ч91)+(40Ч38)=35,25 Вт

Рпр,=I12R1’+I22R2’+I32R3+I42R4+I52R5+I62R6=(91)2Ч16+(38)2Ч 63 + (82)2Ч Ч34+(-09)2Ч42+(47)2Ч25+(44)Ч52=41,53 Втц,

1 Расчет электрических цепей методом узловых потенциалов

2 Расставим токи

3 Расставим узлы

4 Составим уравнение для потенциалов:

ц4=0

ц1=(1?R3+1?R4+1?R1′)-ц2Ч(1/R3)-ц3-(1/R4)=E1?R1′

ц2Ч(1/R3+1?R6+1?R2′)-ц1Ч(1/R3)-ц3(1/R2′) =(-E2 ?R2′)

ц3Ч(1/R5+1?R4+1?R2′)-ц2Ч(1/R2′)-ц1Ч(1/R4)=E2?R2′

Подставим численные значения ЭДС и сопротивлений:

ц4=0

ц1Ч0,104-ц2Ч0,029-ц3Ч0,023=1,57

-ц1Ч0,029+ц2Ч0,063-ц3Ч0,015=(-0,61)

-ц1Ч0,023-ц2Ч0,015+ц3Ч0,078=0,31

5 Решим систему матричным методом (методом Крамера):

?= =3,744Ч10-4

?1= = (-7,803Ч10-3)

?2= = (-0,457Ч10-3)

?3= = 3,336Ч10-3

6 Рассчитываем ц :

ц1==(-20,842)

ц2= = (-21Ч103)

ц3= = (-8,911)

ц4= 0

7 Находим токи :

I1= (ц4- ц1+E)1?R1’=0,482A

I2= (ц2- ц3+E2) ?R2’=0,49A

I3= (ц1- ц2) ?R3=(-0,64)A

I4= (ц3- ц1) ?R4=(-0,28)A

I5= (ц3- ц4) ?R5= 0,35A

I6= (ц4- ц2) ?R6=(-0,023)A

8 Результаты расчёта токов двумя методами представлены в виде свободной таблицы

Таблица 1 — Результаты вычислений токов двумя методами

Ток

Метод

I1

I2

I3

I4

I5

I6

МКТ

0,591

0,438

0,48

-0,109

0,547

-0,044

МУП

0,48

0,49

-0,64

-0,28

0,35

-0,025

Построим потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура включающий ЭДС,

Рисунок 3 — Контур электрической цепи постоянного тока

Дано:

Е1=30 В; R4=42 Ом;

Е2=40 В; R5=25 Ом;

R1=16 Ом; R6=52 Ом;

R2=63 Ом; r01=3 Ом;

R3=34 Ом; r02=2 Ом;

R1’=R1+r01=16+3=19 Ом;

R2’=R2+r02=63+2=65 Ом,

Вычисляем потенциалы всех точек контура при переходе от элемента к элементу, зная величину и направление токов ветвей и ЭДС, а также величины сопротивлений,

Если ток совпадает по направлению с обходом значит — , если совпадает с ЭДС значит +,

ц1= 0

ц2=ц1-I2R2’= 0 — 0,438 Ч 65 = — 28,47B

ц3=ц2+E2= — 28,47+40=11,53B

ц4=ц3-I4R4 = 11,58-(-4,57)=16,15B

ц4=ц4-I3R3 = 16,15-16,32=-0,17B

Строим потенциальную диаграмму, по оси абсцисс откладываем сопротивление контура, а по оси ординат потенциалы точек с учётом их знаков»