Контрольная Теоретические основы электротехники, вариант 60, номер: 231221

"Задача 1 Расчет разветвленной линейной электрической цепи постоянного тока с одним источником электрической энергии
Для электрической цепи, изображенной на рис. 1, определить:
1. Токи в ветвях методом преобразований (схему упрощают путем замены участков параллельным или последовательным соединением эквивалентными элементами).
2. Мощность, развиваемую источником энергии и мощность потребителей. Проверить баланс мощностей.
3. Составить уравнения по первому закону Кирхгофа для узлов схемы. Составить уравнение по второму закону Кирхгофа для любого замкнутого контура, включающего ЭДС Е.


Рис. 1. Схема электрической цепи

Таблица 1
Параметры элементов цепи
Параметры цепи Последняя цифра учебного шифра студента
0
E, В 150
R1, Ом 11
R2, Ом 16
R3, Ом 12
R4, Ом 6
R5, Ом 13
R6, Ом 7

Задача 2
Расчет разветвленной линейной электрической цепи постоянного тока с несколькими источниками электрической энергии
Для электрической цепи, изображенной на рис. 2, выполнить следующее:
1. Составить уравнения для определения токов путем непосредственного применения законов Кирхгофа (указав, для каких узлов и контуров эти уравнения записаны). Решать эту систему уравнений следует в интегрированном пакете MathCAD.
2. Определить токи в ветвях методом контурных токов.
3. Определить режимы работы активных элементов и составить баланс мощности.

Рис.2. Схема электрической цепи
Таблица 2
Параметры элементов цепи
Параметры Последняя цифра учебного шифра студента
цепи 0
E1, В 150
Е2, В 130
R1, Ом 20
R2, Ом 19
R3, Ом 17
R4, Ом 13
R5, Ом 21
R6, Ом 16

Задача 3
Расчет неразветвленной линейной цепи синусоидального тока
Напряжение на зажимах цепи, вариант которой соответствует предпоследней цифре учебного шифра студента и изображенной на рис. 3, изменяется по закону u = Um sinωt. Амплитудное значение напряжения Um, значения активных сопротивлений r1 и r2, индуктивностей катушек L1 и L2, емкостей конденсаторов С1, и С2 приведены в табл. 3. Частота питающего напряжения f = 50 Гц.
Необходимо:
1.Определить показания приборов, указанных на рис. 3.
2. Определить закон изменения тока в цепи.
3. Определить закон изменения напряжения между зажимами, к которым подключен вольтметр.
4. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.
5. Определить активную, реактивную и полную мощности источника, активную, реактивную и полную мощности приемников. Составить и оценить баланс активной и реактивной мощностей.
6. Определить характер (индуктивность, емкость) и параметры элемента, который должен быть включен в цепь для того, чтобы в ней имел место резонанс напряжений. Примечание. Ваттметр, включенный так, как показано на рис. 3, измеряет активную мощность цепи.

Рис. 3. Схема электрической цепи


Таблица 3
Параметры элементов цепи
Параметры Последняя цифра учебного шифра студента
цепи 0
Um, В 340
r1, В 11
r2, В 7
L1, Гн 0,05
L2, Гн 0,03
С1, мкФ 500
С2, мкФ 1600

Задача 4
Расчет линейной электрической цепи однофазного синусоидального тока
Для цепи, изображенной на рис. 4 требуется:
1. Определить комплексным методом действующие значения напряжения и токов на всех участках цепи.
2. Определить активные, реактивные и полные мощности каждого участка и всей цепи.
3. Составить баланс активных и реактивных мощностей и оценит погрешность расчетов.
4. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.
Значение напряжения источника U и параметры резисторов, индуктивностей и емкостей для каждого варианта приведены в таблице 4. Частота питающего напряжения 50 Гц.


Рис. 4. Схема электрической цепи
Таблица 5
Параметры элементов цепи
Вариант U, r1, L1, C1, r2, L2, C2, r3, L3, C3,
В Ом мГн мкФ Ом мГн мкФ Ом мГн мкФ

0 220 10 40 50 12 110 90 15 40 30

Задача 5
Расчет трехфазной цепи при соединении приемников по схеме «звезда» с нейтральным проводом
На рис. 5 представлена схема несимметричной трехфазной цепи, соединенной «звездой» с нейтральным проводом с симметричными фазными ЭДС. Значения линейного напряжения, активных, индуктивных и емкостных сопротивлений приемников приведены в табл.6. Определить:
1. Фазные напряжения, линейные токи и ток в нейтральном проводе (ток в нейтральном проводе можно определить графическими построениями).
2. Активную, реактивную и полную мощности, потребляемые цепью.
3. Построить топографическую диаграмму напряжений и на ней показать векторы токов.

Рис.5. Схема электрической цепи
Таблица 6
Значения параметров цепи
Параметры цепи Последняя цифра учебного шифра студента


0
Um, В 380
r1 Ом 24
r2 Ом 15
ХL, Ом 16
ХC, Ом 14

Задача 6
Расчет линейной электрической цепи при периодических несинусоидальных напряжениях и токах
На рисунке 6 показаны варианты схем цепей с источником периодической несинусоидальной ЭДС. Варианты формы кривой ЭДС е = f (ωt) изображены на рисунке 9. Амплитуда ЭДС Еm, угловая частота ω и параметры цепи даны в табл. 6.
Требуется:
1. Разложить аналитически в ряд Фурье заданную периодическую несинусоидальную ЭДС е = f (ωt), ограничившись вычислением первых трех гармоник. Написать уравнение мгновенного значения ЭДС. Определить действующее значение заданной несинусоидальной ЭДС.
2. Рассчитать три гармоники тока в неразветвленном участке цепи с источником ЭДС. Записать закон изменения этого тока i=f(ωt). Вычислить действующее значение несинусоидального тока.
3. Построить графики первых трех гармоник тока в неразветвленном участке цепи и суммарную кривую тока, полученную в результате графического сложения этих гармоник.
4. Определить активную, реактивную и полную мощности цепи.
5.Рассчитать коэффициент искажения для несинусоидального тока.


Рис. 6. Схема электрической цепи




Рис. 7. Вариант кривой заданной функции

Таблица 6
Параметры элементов цепи
Вариант Форма
кривой ЭДС Параметры цепи
Em,
В ω,
рад/с r1,
Ом r2,
Ом L, мГн C,
мкФ

0 рис. 7, в 50 900 25 40 40 20

Список использованной литературы

1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. – М.: Высшая школа, 1999 г., - 638 с.
2. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей. - М.: Энергоатомиздат, 1989.- 528с.
3. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. М.: Высшая школа, 2005. - 421с.
4. Климентов Н.И. Электротехника. Линейные электрические цепи однофазного переменного тока: Конспект лекций. М.: РГОТУПС, 2007. – 305с.
5. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники. Т.1- Л.: Энергоиздат, 2003.- 536с.
6. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники. Т.2- Л.: Энергоиздат, 2003.- 416с.
7. Прянишников В.А. Теоретические основы электротехники. – М.: Высшая школа., 2000 г. - 368 с.
8. Саратов А.А. Электротехника и электроника. Линейные электрические цепи постоянного тока: Учебное пособие. М.: РГОТУПС, 2006. - 295 с.
"