Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Мая 2013 в 14:02, курсовая работа
Целью выполнения курсовой работы по разделу «Анализ линейных электрических цепей в режиме установившегося синусоидального тока» дисциплины «основы теории электрических цепей» является:
закрепление теоретических знаний по этому разделу и самостоятельное применение их к анализу простейших и сложных электрических цепей,
выработка навыков и умений в выполнении типового анализа цепей,
знакомство с правилами оформления технической документации в соответствии с действующими стандартами.
1. Введение
3
2. Анализ разветвлённой электрической цепи
2.1. Задание 4
2.2. Построение схемы рассчитываемой электрической цепи по её кодировке в
соответствии с вариантом
5
2.3. Расчёт мгновенных значений тока по заданному источнику ЭДС 6
2.4. Проверка баланса мощностей 9
5. Построение векторной диаграммы токов и векторно-топографической
диаграммы напряжений
10
3. Заключение 30
4. Список литературы
Министерство образования Российской Федерации
Дальневосточный федеральный университет
Кафедра
электроэнергетики и
Линейные электрические цепи
В установившемся синусоидальном режиме
Выполнил: студент
Принял: доцент
Глушак Л.В.
Владивосток
2011
Содержание
|
3 |
|
|
2.1. Задание |
4 |
2.2. Построение схемы рассчитываемой электрической цепи по её кодировке в соответствии с вариантом |
5 |
2.3. Расчёт мгновенных значений тока по заданному источнику ЭДС |
6 |
2.4. Проверка баланса мощностей |
9 |
|
10 |
|
30 |
|
31 |
Целью выполнения курсовой работы по разделу «Анализ линейных электрических цепей в режиме установившегося синусоидального тока» дисциплины «основы теории электрических цепей» является:
В курсовой работе решается задача типового анализа линейной цепи, содержащей один источник гармонического напряжения. Расчет базируется на следующих вопросах программы курса ТОЭ: “Синусоидальные токи и напряжения, амплитуда и фаза. Действующие значения токов и напряжений. Параметры и элементы схем цепей переменного тока. Параметры пассивного двухполюсника. Изображение синусоидальных функций времени, их интегралов и производных комплексами. Применение комплексных чисел для расчета электрических цепей синусоидального тока. Комплексные сопротивления и проводимости. Уравнения состояния цепи в комплексной форме. Векторные и топографические диаграммы. Выражение мощности в комплексной форме. Активная (средняя), реактивная и полная мощность. Баланс мощностей”. В задании применяю символический метод (метод комплексных амплитуд).
2. Анализ разветвленной электрической цепи.
2.1. Задание
2.2. Построение схемы рассчитываемой электрической цепи, по её кодировке в соответствии с вариантом
Таблица 1
Кодировка рассчитываемой электрической цепи
Код ветви |
Схема |
Код ветви |
Схема |
1. |
5. |
||
2. |
6. |
| |
3. |
7. |
| |
4. |
|
8. |
|
•
E
a
d
b
f
n
c
I1
I2
I3
Z11
Z12
Z21
Z22
Z31
Z32
•
•
•
Рис. 1. Общий вид электрической схемы
Таблица 2
Кодировка схемы
Вариант |
Z11 |
Z12 |
Z21 |
Z22 |
Z31 |
Z32 |
5 |
8 |
1 |
1 |
3 |
7 |
2 |
R1
•
R1
d
R2
I2
n
f
b
d
f
b
•
a
•
C2
L1
I1
C3
R3
E
•
L3
I3
c
Рис. 2. Рассчитываемая электрическая схема
Таблица 3
Общие исходные данные
Em |
Ψe |
f |
R1 |
R2 |
R3 |
L1 |
L2 |
L3 |
C1 |
C2 |
C3 |
В |
Град. |
Гц |
Ом |
Ом |
Ом |
мГн |
мГн |
мГн |
мкФ |
мкФ |
мкФ |
4 |
60 |
100 |
0,5 |
1,5 |
1 |
0,8 |
2,39 |
1,59 |
995 |
531 |
796 |
1.3. Расчёт мгновенных значений тока (i1, i2, i3)
по заданному источнику ЭДС
Параметры источника ЭДС:
e = Em sin(ωt + Ψe) = 4 sin (2π·100t +60°)
1.3.1. Расчёт реактивных сопротивлений
Рассчитаем угловую частоту ω.
ω = 2 πf [рад/с–1] – формула для расчёта угловой частоты.
ω = 2 · π · 100 = 628,319 с–1
Подставив угловую частоту ω в формулы для расчёта индуктивного и ёмкостного сопротивления, получим следующий вид этих формул:
XL = ωL – индуктивное сопротивление
XC = ωC – ёмкостное сопротивление
Зная угловую частоту ω и используя исходные данные, вычислим реактивные сопротивления:
XL1 = ωL1; XL1 = 628,319·0,8·10-3 = 0,503 Ом
XL2 = ωL2; XL2 = 628,319·2,39·10-3 = 1,502 Ом
XL3 = ωL3; XL3 = 628,319·1,59·10-3 = 0,999 Ом
XC1 = 1/ωC1; XC1 = 1/(628,319·995·10-6) = 1,9 Ом
XC2 = 1/ωC2; XC2 = 1/(628,319·531·10-6) = 2,997 Ом
XC3 = 1/ωC3; XC3 = 1/(628,319·796·10-6) = 1,999 Ом
1.3.2. Расчёт комплексных сопротивлений на участках цепи
1.3.3. Расчёт комплексных сопротивлений ветвей
1.3.4. Расчёт полного эквивалентного сопротивления цепи
Рассчитав комплексные сопротивления и зная э.д.с. источника, находим значения действующих токов в ветвях электрической цепи.
Ток найдём по следующей формуле:
Ток рассчитывается следующим образом:
Аналогично ток :
1.3.5. Определение мгновенных значений
1.4. Проверка баланса мощностей
Определим мощность источника. Для этого воспользуемся формулами
где – активная мощность источника, а реактивная мощность источника.
1.4.1. Определение полной мощности источника ЭДС
(Вольт-Ампер Реактивный).
1.4.2. Определение мощности в нагрузке
1.4.3. Оценка относительной ошибки расхождения баланса мощности
Вывод: Так как погрешность составляет меньше трёх процентов, можно считать, что расчёт выполнен верно.
1.5. Построение векторной диаграммы токов и векторно-топографической диаграммы напряжений
1.5.1. Определение падения напряжений на участках цепи
1.5.2. Расчёт токов в отдельных элементах, соединенных параллельно
1.5.3. Расчёт потенциала в заданных точках схемы
С учетом того, что в электротехнике принято, что ток течет от большего потенциала к меньшему, потенциал искомой точки равен потенциалу предыдущей, плюс падение напряжения на элементе между этими точками.
Приняв потенциал точки с за нуль (), определим потенциалы всех точек:
1) ;
2)
;
3)
;
4)
;
5)
;
6)
;
7)
с) |
b) |
d) |
f) |
h) |
a) |
Таким образом, в результате проведенных вычислений получено, что = 8 В. Но разность потенциалов точек с и а равно напряжению , приложенному к цепи, а оно равно 8 В. Таким образом, второй закон Кирхгофа выполняется, а следовательно, вычисления выполнены верно. В соответствии с полученными результатами строим векторно-топографическую диаграмму на миллиметровой бумаге (приложение 1).
2. Анализ сложной электрической цепи
2.1. Задание
Информация о работе Линейные электрические цепи в установившемся синусоидальном режиме