Расчет линейной электрической цепи постоянного тока

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра электротехники и

электроснабжения предприятий

РАСЧЕТ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА, ОДНОФАЗНОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО И ТРЕХФАЗНОГО ТОКА

Методические указания

к расчетно-графическим работам

по дисциплине «Электротехника и электроника»

Специальность 220200 Автоматизация и управление. Автоматизация и управление в нефтяной и газовой промышленности.

Уфа 2011

УДК 621.3.024/025:378.147

ББК 22.33:78.58

С19

Разработал профессор В.М. Сапельников

1 Цель работы:освоение методов расчета электрических цепей постоянного тока, однофазных цепей переменного тока, симметричных и несимметричных трехфазных электрических цепей.

Общие сведения

В процессе выполнения РГР студенты должны приобрести навыки расчета линейных электрических цепей, содержащих как источники тока, так и источники ЭДС различными методами. Расчет линейных цепей постоянного тока ведется методом контурных токов, методом узловых потенциалов и методом эквивалентного генератора. Исходные параметры цепи, ее электрическая схема при этом задаются в индивидуальных заданиях.

Расчет однофазных цепей переменного тока ведется методом двух узлов. Как и в предыдущем случае расчетная схема составляется по индивидуальному заданию.

Расчет трехфазной электрической цепи включает в себя нахождение фазных и линейных токов при симметричных и несимметричных нагрузках фаз (приемниках) соединенных как по схеме «звезда», так и по схеме «треугольник».

При выполнении РГР следует пользоваться общепринятыми обозначениями, расшифровывая их при первом применении. Решение должно сопровождаться краткими, но четкими пояснениями. Текст, формулы и числовые выкладки должны быть написаны четко и аккуратно. Все единицы измерения должны соответствовать Международной системе единиц СИ. Схемы, графики и векторные диаграммы должны вычерчиваться с соблюдением масштаба и ГОСТов.

При решении задачи не следует изменять однажды принятые направления токов, напряжений, нумерацию узлов и т.д. При решении одной и той же задачи

различными методами за рассчитываемой величиной следует сохранить первоначально принятое обозначение.

РГР оформляется в виде пояснительной записки объемом 20-25 страниц формата А4.

Пояснительная записка курсовой работы должна включать следующие пункты:

- титульный лист;

- задание на курсовую работу;

- оглавление;

- введение;

- наименование заданий, исходные и расчетные схемы, исходные уравнения, расчетные формулы, полученные результаты, таблицы, графики, векторные диаграммы, краткие выводы;

- заключение;

- библиографический список.

Перед каждым заданием приведены вопросы для повторения соответствующих разделов программы по дисциплине «Теоретические основы электротехники».

Задание на курсовую работу выдается студенту индивидуально по форме, приведенной в приложении А.

Расчет линейной электрической цепи постоянного тока

3.1 Вопросы для повторения

Линейные электрические цепи постоянного тока: основные понятия и определения. Идеализированные элементы, их математическое моделирование, свойства и характеристики. Топологические понятия схемы электрической цепи. Эквивалентные преобразования схем: «треугольник-звезда», «звезда-треугольник». Методы расчета электрических цепей. Законы электрических цепей. Методы контурных токов и узловых потенциалов. Метод двух узлов. Принцип наложения, взаимности и основанные на них методы расчета цепей. Теорема о компенсации. Метод эквивалентного генератора. Метод пропорциональных величин. Баланс мощностей в электрической цепи.

3.2 Пример составления расчетной схемы по индивидуальному заданию

Пусть индивидуальное задание дано в виде таблицы (таблица 1) и представлена исходная схема рассчитываемой цепи (рисунок 1).

Таблица 1 Значения параметров расчетной схемы

R1, Ом

R2, Ом

R3, Ом

R4, Ом

R5, Ом

R6, Ом

E1, В

E2, В

E3, В

E4, В

E5, В

E6,В

Ik₁, А

Ik₂,А

Ik₃,А

Рисунок 1 Исходная схема рассчитываемой электрической цепи

По индивидуальному заданию составляем свою расчетную схему. Согласно таблице 1 расчетная схема показана на рисунке 2.

Рисунок 2 Расчетная схема

Задание:

1) На основании законов Кирхгофа составить в общем виде систему уравнений.

2) Определить токи во всех ветвях методом контурных токов.

3) Определить токи во всех ветвях методом узловых потенциалов.

4) Для сравнения результаты расчетов проведенных двумя методами свести в одну таблицу.

5) Составить баланс мощностей.

6) Определить ток I₁ методом эквивалентного генератора при изменении величины сопротивления R1 в пределах от R1 до 6R1. Построить график зависимости I₁ = f(R1).