Примеры и методические указания к решению задач по электротехнике

Электротехника
Курсовая по ТОЭ
Примеры выполнения заданий
Курс лекций по ТОЭ и типовые задания
Линейные электрические цепи
Резонанс в электрических цепях
Несинусоидальные токи
Расчет переходных процессов
Теория нелинейных цепей
Переходные процессы в нелинейных цепях
Цепь постоянного тока
Решим задачу методом контурных токов
Методические указания для выполнения курсовой работы
Расчет нелинейной электрической цепи постоянного тока
Расчёт разветвленной электрической цепи однофазного синусоидального тока
Расчёт трёхфазной электрической цепи синусоидального тока
Выбираем схему соединения обмоток электродвигателя
По результатам вычислений строим векторные диаграммы
Определение токов несимметричной нагрузки.
Входные токи цепи определяем через линейные токи двигателя
Расчет переходных процессов
Найдем ток в индуктивности до коммутации
КОМПЛЕКСНЫЕ ЧИСЛА
ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ ТРАНСФОРМАТОРА
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ВИТКОВ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА
ПРОВЕРКА ТРАНСФОРМАТОРА НА НАГРЕВАНИЕ
ТОК ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА
Определение нагрузок в сети высокого напряжения
Определение потерь мощности
Выбор и проверка аппаратуры высокого напряжения

Методические указания для выполнения курсовой работы

Пример 1. Расчет линейной электрической цепи постоянного тока с одним источником электрической энергии

 Для заданной схеме постоянного тока, изображённой на рисунке 1.1,3 определить токи ветвей.

Д а н о :

E = 100 B, R1 = 4 Ом, R2 = 6 Ом, R3 = 5 Ом, R4 = 1 Ом, R5 = 3 Ом.

Рисунок 1.1 – Схема разветвлённой электрической цепи

постоянного тока

Решение. Обозначим и зададим направление токов во всех ветвях расчетной схемы на рис. 1.1, учитывая, что ток в ветви течёт от большего потенциала к меньшему. Далее выполним эквивалентные преобразования в цепи и последовательно упростим схему. Начинаем с замены двух последовательно включенных резисторов R3 и R4 одним эквивалентным.

 R34 = R3 + R4 = 5+1= 6 Ом.

Схема упрощается и имеет вид, изображённый на рис. 1.2, 4а.

Дальнейшее упрощение схемы произведем заменой параллельно включенных резисторов R2 и R34 одним R234 (рис. 1.2, 4б). Эквивалентное сопротивление двух резисторов, включенных параллельно , определяем из выражения:

  R234 = R2R34 / (R2 + R34) = 6 6 / (6 + 6) = 3 Ом.

Окончательное упрощение схемы происходит после замены трех последовательно соединенных резисторов R1, R234, и R5 одним эквивалентным для всей цепи (рис. 1.2, 4в):

Rэ = R1 + R234 + R5 = 4 + 3 + 3 = 10 Ом.

Рисунок 1.2 – Эквивалентные схемы заданной цепи

В соответствии с законом Ома

I1 = E/Rэ = 100/10 = 10 А.

Так как преобразования выполнялись эквивалентными, то ток I1 будет одинаковым для всех схем на рис. 1.13 и 1.24.

Для определения токов I2 и I3 необходимо найти напряжение Uab между точками a и b, а затем, зная сопротивления ветвей, можно рассчитать токи в ветвях, включённых параллельно.

Напряжение Uab находим из схемы, изображённой на рис. 1.2, 4б. Здесь оно равно падению напряжения на резисторе R234:

Uab = I1R234 = 10 3 = 30 В.

Токи после разветвления, на основании закона Ома, находим из выражений:

I2 = Uab/R2 = 30 / 6 = 5 А, I3 = Uab / R34 = 30 / 6 = 5 А.


Пример 2. Расчет разветвленной линейной электрической цепи
постоянного тока с несколькими источниками электрической энергии

В качестве примера рассмотрим расчет схемы, изображенной на рис. 2.1,
у которой Е1 = 24 В, Е2 = 12 В, R1 = R2 = 4 Ом, R3 = 1 Ом, R4 = 3 Ом.

Решение. При расчете с помощью непосредственного применения законов Кирхгофа по первому закону составляем одно уравнение, так как в цепи два узла. По второму закону состав-

Рисунок 2.1 – Схема сложной

электрической цепи

ляем два уравнения, так как в схеме три неизвестных тока, а по первому закону было уже составлено одно уравнение. Таким образом, разница между числом неизвестных токов и числом уравнений по первому закону составляет два. Искомая система имеет вид:

Для расчета сложной цепи методом контурных токов достаточно составить два уравнения, по числу независимых контуров. Контурные токи направляем по часовой стрелке и обозначаем I11 и I22 (рис.2.1).

По второму закону Кирхгофа относительно контурных токов составляем уравнения:

 

Решаем систему и получаем контурные токи   I11 = I22 = 3 А.

Произвольно задаемся направлением токов всех ветвей и обозначаем их. На рис. 2.1 такими токами являются I1, I2, I3. Направление у этих токов одинаковое – вертикально вверх.

Переходим от контурных токов к действительным. В первой ветви протекает только один контурный ток I11. Направление его совпадает с условным направлением действительного тока ветви. В таком случае действительный ток

 А.

Ток второй ветви формируется двумя контурными I11, и I22. Ток I22 совпадает по направлению с условным I2, а I11 направлен навстречу условным I1. В результате

 А.

В третьей ветви протекает только контурный ток I22. Направление этого тока противоположно направлению условного, поэтому для I3 можно записать

 А.

Правильность расчёта токов определяем с помощью баланса мощностей.

Для цепи на рис. 2.1 имеем:

Баланс мощностей соблюдается, значитпоэтому, расчет выполнен правильно.

В данном примере рассмотрен наиболее общий случай, когда все элементы цепи нелинейные. Если в задаче один или два элемента линейные, то ход решения не меняется, отличие будет лишь в том, что при первоначальном вычерчивании соответствующие ВАХ будут прямолинейными.

Магнитные цепи Основные понятия о магнитных цепях.

По виду магнитные цепи делятся на неразветвлённые и разветвлённые, а по структуре на однородные и неоднородные.

Курсовая по ТОЭ Примеры выполнения заданий