Анализ электрического состояния цепей постоянного тока




Управление образования Могилевского облисполкома

Учреждение образования

«Бобруйский государственный

электротехнический колледж им. А. И. Черныша»

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

На тему: АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

 

По дисциплине: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

 

Учащийся Петренко Вадима Олеговича

Курс 2, группа 13С

Специальность ПиТЭПиА

 

Руководитель Рудой Игорь Флександрович

 

Бобруйск 2014

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
КП13.С00018.201ПЗ  
Разраб.
Петренко
Провер.
Рудой
Реценз.
 
Н. Контр.
 
Утверд.
 
Курсовой проект по теоретическим основам электротехники Пояснительная записка  
Лит.
Листов
 
БГПЭК
Содержание

 

Введение ……………………………………………………………….стр.4

1 Анализ электрического состояния цепей постоянного тока ………стр.5

1.1 Расчет линейных электрических цепей постоянного тока. …….стр.5

1.2 Расчет нелинейных электрических цепей постоянного тока графическим методом ………………………………………………………стр.18

2 Анализ электрического состояния линейных электрических цепей переменного тока ………………………………………………………….стр.21

2.1 Расчет однофазной электрической цепи ……………………….стр.21

2.2 Расчета трехфазной цепи переменного тока ……………………стр.26

Литература…………………………………………………………….стр.28


 

№ докум.
Изм
Лист
Подп.
Дата
Лист
4
КП13.С00018.201ПЗ  
ВВЕДЕНИЕ

Из всех видов энергии в настоящее время наиболее широко применяется электромагнитная энергия, которую в практике обычно называют электрической.

Энергия - это количественная мера движения и взаимодействия всех форм материи. Для любого вида энергии можно назвать материальный объект, который является ее носителем.

Механическую энергию несут, например, вода, падающая на ло­пасти гидротурбины, заведенная пружина; тепловую - нагретый газ, пар, горячая вода.

Носителем электрической энергии является особая форма мате­рии -электромагнитное поле, главная особенность которого состо­ит в том, что оно оказывает силовое воздействие на электрически заряженные частицы, зависящее от их скорости и величины заряда. Это свойство электромагнитного поля является основой связанных между собой электрических и магнитных явлений, известных из курса физики, -взаимодействия электрически заряженных или на­магниченных тел, электрического тока, электромагнитной индук­ции и др.

Использованием этих явлений для получения, передачи и преоб­разования электрической энергии занимается электротехника.


Анализ электрического состояния цепей постоянного тока

№ докум.
Изм
Лист
Подп.
Дата
Лист
5
КП13.С00018.201ПЗ  


Анализом электрических цепей называют определение токов в ее ветвях. Существует несколько методов расчета электрических цепей: метод наложения, на основании законов Кирхгофа (метод узловых и контурных уравнений), метод эквивалентного генератора, метод контурных токов.

Основная цель расчета электрической цепи заключается в определении токов в ее ветвях. Зная токи, нетрудно найти напряжение и мощности ветвей и отдельных элементов цепи.

Величина токов, напряжений, мощностей дают возможность оценить условия и эффективность работы электротехнического оборудования и приборов во всех участках электрической цепи.

Вариант 18.

Исходные данные:

Таблица 1.Электрические данные схемы

E1 B E2 B R1 R2 R3 R4 R5 R6 r01 r02
                   

№ докум.
Изм
Лист
Подп.
Дата
Лист
6
КП13.С00018.201ПЗ  
Метод узловых и контурных уравнений

Запишем систему уравнений для рассматриваемой схемы

I1-6 – I3 – I4 = 0 (узел 2)

I1-6 – I2 – I4 + I5 = 0 (узел 4)

E1 = I1-6 (R1 + R6 + r01) + I3R3 – I5R5 (контур 1, 2, 5, 6,7)

–E2 = –I2 (R2 + r02) – I5R5 (контур 5, 4, 6)

E2 = I2 (R2 + r02) + I3R3 – I4 R4 (контур 2, 3, 4,5)

Подставляем численные значения сопротивлений и ЭДС, получаем:

I1-6 – I3 – I4 = 0

I1-6 – I2 – I4 + I5 = 0

71I1 ­+ 34I3 – 25I5 =30

–65I2 – 25I5 = – 40

65I2 + 34I3 – 42 I4 =40

 

Решение

Главный определитель

 

Δ =
 
 
 
-1
-1
 
 
-1
 
-1
 
 
 
 
 
-25
 
-65
 
 
-25
 
 
 
-42
 
 
= 797785  

1 определитель, для вычисления I1-6.

Δ1 =
 
 
 
-1
-1
 
 
-1
 
-1
 
 
 
 
 
-25
-40
-65
 
 
-25
 
 
 
-42
 
 
= 295950  

2 определитель, для вычисления I2

Δ2 =
 
 
 
-1
-1
 
№ докум.
Изм
Лист
Подп.
Дата
Лист
7
КП13.С00018.201ПЗ  
1

 
 
-1
 
 
 
 
 
-25
 
-40
 
 
-25
 
 
 
-42
 
 
= 417460  

3 определитель, для вычисления I3

Δ3 =
 
 
 
 
-1
 
 
-1
 
-1
 
 
 
 
 
-25
 
-65
-40
 
-25
 
 
 
-42
 
 
= 226400  

 

 

4 определитель, для вычисления I4

Δ4 =
 
 
 
-1
 
 
 
-1
 
 
 
 
 
 
 
-25
 
-65
 
-40
-25
 
 
 
 
 
 
= 69550  

5 определитель, для вычисления I5

Δ5 =
 
 
 
-1
-1
 
 
-1
 
-1
 
 
 
 
 
 
 
-65
 
 
-40
 
 
 
-42
 
 
= 191060  

Данная система уравнений имеет решения:
I1-6 = Δ1/Δ ≈ 0,37 А I4 = Δ4/Δ ≈ 0,09 А
I5 = Δ5/Δ ≈ 0,24 А I2 = Δ2/Δ ≈ 0,52 А
I3 = Δ3/Δ ≈ 0,28 А

 

№ докум.
Изм
Лист
Подп.
Дата
Лист
8
КП13.С00018.201ПЗ  
Метод контурных токов

Запишем систему уравнений для рассматриваемой схемы

I AQAADwAAAAAAAAAAAAAAAAAQBQAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sUEsFBgAAAAAEAAQA8wAAABgGAAAA AA== " adj="1801,10806"/>

E1 = Ik1 (R1 + R3 + R5 + R6 + r01) + Ik2 R5 + Ik3 R3 (контур 1, 2, 5, 6,7)

–E2 = Ik2 (R2 + R5 + r02) + Ik1R5 – Ik3 (R2 + r02) (контур 5, 4, 6)

E2 = Ik3 (R2 + R3 + R4 + r02) + Ik1 R3 – Ik2 (R2 + r02) (контур 2, 3, 4,5)

 

Подставляем численные значения сопротивлений и ЭДС, получаем:

 

30 = Ik1 (16 + 34 + 25 + 52 + 3) + Ik2 25 + Ik3 34

– 40 = Ik2 (63 + 25 + 2) + Ik125 – Ik3 (63 + 2)

40 = Ik3 (63 + 34 + 42 + 2) + Ik134 – Ik2 (63 + 2)

 

Или:

130Ik1 + 25Ik2 + 34Ik3 =30

25Ik1 + 90Ik2 – 65Ik3 = – 40

34Ik1 – 65Ik2 +141Ik3 = 40

 

Решение

Главный определитель

Δ =
 
 
 
 
 
 
-65
 
-65
 
 
= 797785  


1 определитель, для вычисления Ik1

Δ1 =
 
 
 
 
-40
 
-65
 
-65
 
 
= 295950  


2 определитель, для вычисления Ik2

Δ2 =
 
 
 
 
 
-40
-65
 
 
 
 
= -487010  


3 определитель, для вычисления Ik3

№ докум.
Изм
Лист
Подп.
Дата
Лист
9
КП13.С00018.201ПЗ  

Δ3 =
 
 
 
 
 
 
-40
 
-65
 
 
= -69550  

Данная система уравнений имеет решения:

Ik1 = Δ1/Δ ≈ 0,37 А
Ik2 = Δ2/Δ ≈ – 0,61А
Ik3 = Δ3/Δ ≈ – 0,09 А

Действительные токи:

I1-6 = Ik1 = 0,37А

I2 = Ik3 – Ik2 = – 0,09 – (– 0,61) = 0,52 А

I3 = Ik1 + Ik3= 0,37– 0,09 = 0,28 А

I4 = – Ik3 = 0,09 А

I5 = – (Ik1 + Ik2) = – (0,37– 0,61) = 0,24 А

 

Multisim 11

№ докум.
Изм
Лист
Подп.
Дата
Лист
10
КП13.С00018.201ПЗ  

Результаты расчетов

  Методы расчета I1-6 (A) I2 (A) I3 (A) I4 (A) I5 (A)
По законам Кирхгофа 0,37 0,52 0,28 0,09 0,24
Метод контурных токов 0,37 0,52 0,28 0,09 0,24
Multisim 11 0,371 0,523 0,284 0,087 0,239

 

Баланс мощностей

Мощность источника:

Ристочника = E1 I1-6 + E2 I2

Ристочника = 30 0,37 + 40 0,52 = 31,9 Вт

Мощность приемника:

Рприемника = I1-6 2(R1 + R6 + r01) + I22(R2+ r02) + I32R3 + I42R4 + I52R5

Рприемника = 0,1369(16 + 52 + 3) + 0,2704(63 + 2) + 0,0784 34 + 0,0081 42 +

+ 0,0576 25 = 9,7199 + 17,576 + 2,6656 + 0,3402 + 1,44 = 31,8 Вт

Ристочника ≈ Рприемника ≈ 31,8 Вт

Баланс мощностей сошелся.

Потенциальная диаграмма

№ докум.
Изм
Лист
Подп.
Дата
Лист
11
КП13.С00018.201ПЗ  

Построим потенциальную диаграмму для замкнутого контура (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8). Точку 1 схемы заземляем, потенциал точки 1: φ1 = 0

Потенциал точки 2:

φ2 = φ1 + Е1 = 0 + 30 = 30 В

Потенциал точки 3:

φ3 = φ2 – I1-6. r01 = 30 – 0,371.3 = 28,887 В

Потенциал точки 4:

φ4 = φ3 – I1-6 . R6 = 28,887 – 0,371.52 = 9,595 В

Потенциал точки 5:

φ5 = φ4 – I2 . R2 = 9,595 – 0,523.63 = –23,354 В

Потенциал точки 6:

φ6 = φ5 – E2 = –23,354 – (– 40) = 16,646 В

Потенциал точки 7:

φ7 = φ6 – I2 . r02 = 16,646 – 0,523.2 = 15,6 В

Потенциал точки 8:

φ8 = φ7 – I3. R3 =15,6 – 0,284.34 = 5,944В

Потенциал точки 1:

φ1 = φ8 – I1-6. R1 = 5,944 – 0,371.16 = 5,944 – 5,936 ≈ 0

№ докум.
Изм
Лист
Подп.
Дата
Лист
12
КП13.С00018.201ПЗ  

Потенциальная диаграмма контура (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-21 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: