![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Анализ сложных электрических цепей постоянного тока и однофазного переменного тока |
Министерство высшего и профессионального образования Российской Федерации Иркутский Государственный Технический Университет Курсовая работа По электротехнике и электронике Анализ сложных электрических цепей постоянного тока и однофазного переменного тока Выполнил: Проверила: Василевич М.Р. Иркутск 2006г Содержание: Анализ электрических цепей постоянного тока Расчёт токов с помощью законов Кирхгофа Расчёт токов методом контурных токов Расчёт токов методом узлового напряжения Исходная таблица расчётов токов Потенциальная диаграмма для контура с двумя Э.Д.С Баланс мощности Определение показания вольтметра Анализ электрических цепей переменного тока Расчёт токов с помощью законов Кирхгофа Расчёт токов методом контурных токов Расчёт токов методом узлового напряжения Исходная таблица расчётов токов Векторная диаграмма токов и топографическая диаграмма напряжений на комплексной плоскости Определение показания вольтметра 1. Анализ электрических цепей постоянного тока =9 Ом =7,5 Ом =12 Ом =22,5 Ом =315 Ом =10,5 Ом =0 =12 Ом =- =15 В =33 В =- =2 В =0 В В предложенной электрической цепи заменяем источники тока на источники ЭДС. 2)Выбираем условно положительное направление токов. 3)Выбираем направление обхода независимых контуров. Находим эквиваленты: = / ( ) =21 = =0 12=12 Ом = =15 2=17 = =33 0=33 1.1 Расчёт токов с помощью законов Кирхгофа Записываем систему уравнений для расчета электрических цепей с помощью законов Кирхгофа. По 1 закону составляем (у-1) уравнение, где у количество узлов. По 2 закону Кирхгофа составляем уравнение, где b – количество ветвей. a) =0 b) - =0 c)- --=0 I) - = II) --=- III)- -=- Рассчитываем систему уравнений с помощью ЭВМ, векторы решения находятся в приложении 1. (Данные расчета находятся в приложении 1) После расчета на ЭВМ записываем: =1.29 A=-0.80 A =0.77 A=-0.52 A =1.32 A=0.03 A 1.2 Расчёт токов методом контурных токов Находим действующие в цепи токи с помощью метода контурных токов. Предполагается, что каждый контурный ток имеет свое собственное контурное сопротивление, которое равно арифметической сумме всех сопротивлений входящих в контур. Контурное ЭДС равно сумме всех ЭДС входящих в контур. В каждом независимом контуре рассматривают независимые и граничащие ветви. В каждой граничащей ветви находят общее сопротивление, которое равно сопротивлению этой ветви. Составляют систему уравнений, количество которых равно количеству контурных токов. В результате расчета находят контурные токи и переходят к действующим. 1) Предположим, что в каждом независимом контуре течет свой контурный ток ,. Выберем произвольно положительное направление обхода токов в одно направление. 2)Находим полно контурное сопротивление всех контурных токов. = =7,5 10,5 21=39 Ом = =21 12 12=45 Ом = =9 7,5 12=28,5 Ом Находим общее сопротивление == == == Находим полные контурные ЭДС = = =- Составляем систему уравнений для нахождения контурных токов Согласно второму закону Кирхгофа --= - -= -- = (Данные расчета находятся в приложении 2) После расчета на ЭВМ записываем: =-0.52455258749889799877 (А) =-1.3224896411883981310 (А) =-1.2
913691263334214934 (А) 4.Ток в независимой цепи равен контурному току с учетом знаков, а ток в зависимой цепи равен алгебраической сумме. =-I33=1.29 A =0,77 A =-I22=1.32 A -0,8 A =I11=-0.52 A =0,03 A В результате токи равны: =1.29 A =0,77 A =1.32 A = -0,8 A = -0.52 A = 0,03 A 1.3 Расчёт токов методом узлового напряжения Проверяем правильность нахождения токов в заданной электрической цепи методом узловых потенциалов. Согласно этому методу предполагается, что в каждом узле схемы имеется свой узловой ток который равен алгебраической сумме всех токов за счет проводимости ветвей. Этот метод основан на первом законе Кирхгофа и законе Ома. Заземляем узел 3, φ3=0 Если в электрической схеме заземляется один из узлов, потенциал этой точки равен 0, а тока распределение не меняется. Находим собственные проводимости ветвей присоединенных к оставшимся узлам 1,2,4. Собственная проводимость ветвей равна арифметической сумме проводимостей ветвей присоединенных к соответствующим узлам. Находим взаимные проводимости, которые равны проводимости общих ветвей между соседними узлами. Находим полный узловой ток, который равен сумме произведений ЭДС на соответствующую проводимость. Составляем уравнение в соответствии с первым законом Кирхгофа. (Данные расчета находятся в приложении 3) После расчета на ЭВМ записываем: =16,756645482734525139 -0,37345273475483642976 11,248845822938816704 По закону Ома находим искомые токи. =(-)/=(11,248845822938816704-( -0,37345273475483642976))/9=1,291367 A A 1,322492 A A A =(-)/=(0,083333-( -0,37345273475483642976))/12=0,038065 A Округляем искомые токи до сотых долей: =1,29 A =0,78 A =1,32 A =-0,79 A =-0,52 A =0,04 A 1.4 Исходная таблица расчётов токов V Составляем исходную таблицу расчетов токов всеми методами I токиМетод I1,A I2,A I3,A I4,A I5,A I6,A Закон Кирхгофа 1,29 0,77 1,32 -0,8 -0,52 0,03 Контурных Токов 1,29 0,77 1,32 -0,8 -0,52 0,03 Узловых Потенциалов 1,29 0,78 1,32 -0,79 -0,52 0,04 1.5 Потенциальная диаграмма для контура с двумя Э.Д.С VI Строим потенциальную диаграмму ∑R==42 Ом =0 =0 - = =-17 - = =-11.225 - = =-16.685 - = =-32.525 - =- =0.475 - =- =0 1.6Определение показания вольтметра VII Находим показания вольтметра по второму закону Кирхгофа pV=-17 33 0,77 7.5 (-0,52) 10.5-1,32 12= =0.475 В 1.7 Баланс мощности XIII Составляем баланс мощности 56.62Вт=56.65Вт 2. Анализ электрических цепей переменного тока 1) Начертим электрическую цепь без ваттметра и записать данные. =40.5 мГн =0 мГн =35.4 мкФ =53 мкФ =25 Ом f=150 Гц =70.5 cos(ω 275) ’=68.5 cos(ω -174) ’=56 si (ω -170) 2)Найдем сопротивление элементов входящих в цепь. Ом Ом Ом Ом3) Находим комплексы ЭДС, входящие в цепь. Ė= Ė’ Ė’’ 70.5 В 68.5 В =56 В 2.1 Расчёт токов с помощью законов Кирхгофа 4)Производим расчет предложенной схемы методом законов Кирхгофа. Выбираем условно положительное направление токов. Рассчитываем искомые токи. Записываем систему уравнений для мгновенных значений токов и напряжений в соответствии с первым и вторым законами Кирхгофа в интегро-дифференциальной форме, причем по первому закону Кирхгофа составляем (у-1) –уравнений, а по второму закону Кирхгофа –=2 Или в комплексной форме: Решаем данную систему уравнений с помощью ЭВМ.(
Данные расчета находятся в приложении 4)После расчета на ЭВМ записываем значения комплексных токов: Находим действующие значения токов: =6.37 2.2 Расчёт токов методом контурных токов5. Производим расчет данной схемы методом контурных токов. Находим полные контурные сопротивления: j(38.15-29.99) 25=25 8.16j Находим взаимное сопротивление: =25 Находим комплексы полных контурных ЭДС: Записываем систему уравнений: Решаем систему уравнений с помощью ЭВМ.(Данные расчета находятся в приложении 5)После расчета на ЭВМ Записываем значения контурных токов: =3.08 5.57j Причем контурный ток равен току в независимой ветви, т.е. току . Контурный ток равен току в независимой ветви, но направлен навстречу. Искомый ток =-. Таким образом: =3.08 5.57j 2.3Расчёт токов методом узлового напряжения 6) Проверяем правильность нахождения расчета методом узловых потенциалов. Для этого узел 2 заземляем, а для остальных составляем систему уравнений. φ2=0Находим полную комплексную проводимость узла. =0.04-0.07j (Данные расчета находятся в приложении 6)Находим комплекс узлового тока. = = (Данные расчета находятся в приложении 7)Находим комплексный потенциал: В результате решения этого уравнения находим комплекс потенциала и по закону Ома находим искомые токи. (Данные расчета находятся в приложении 8)По закону Ома находим искомые токи: = (Данные расчета находятся в приложении 10) = (Данные расчета находятся в приложении 11)2.4 Исходная таблица расчётов токов7)Составляем сводную таблицу искомых токов: токиМетод ,A ,A ,A Законы Кирхгофа 3,08 5,57j 2.04 0.82j -1.04-4.75j Контурных Токов 3,08 5,57j 2.04 0.82j -1.04-4.75j Узловых Потенциалов 3,08 5,57j 2.04 0.82j -1.04-4.75j 2.5 Векторная диаграмма токов и топографическая диаграмма напряжений на комплексной плоскости 8) Строим на комплексной плоскости векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений и график изменения тока в неразветвленной части цепи. = рад (Данные расчета находятся в приложении 12) 2.6 Определение показания вольтметра 9)Определяем показания вольтметра по второму закону Кирхгофа: pV- pV= =44.06-41.27j (2.04 0.82j) 25=95.06-20.77j pV==97 B Приложения Приложение 1: Приложение 2: Приложение 3: Приложение 4: Приложение 5: Приложение 6: Приложение 7: Приложение 8: Приложение 9: Приложение 10: Приложение 11: Приложение 12: График изменения тока в неразветвленной части цепи
Каждая из этих машин (в соответствии с Ленца правилом ) энергетически обратима, т. е. может работать как в генераторном, так и в двигательном режиме; однако выпускаемые промышленностью Э. м. обычно предназначены для выполнения определённой работы (см. также Переменного тока машина , Постоянного тока машина , Асинхронная электрическая машина , Синхронная машина , Коллекторная машина ). Преобразования рода тока, частоты, числа фаз, напряжения осуществляют электромашинными преобразователями (см. Преобразовательная техника ), электромашинными усилителями , трансформаторами электрическими . К Э. м. относят также машины специального назначения, например тахогенератор , тяговый электродвигатель . Лит.: Костенко М. П., Пиотровский Л. М., Электрические машины, 3 изд., ч. 2, Л., 1973; Вольдек А. И., Электрические машины, 2 изд., Л., 1974. М. Д. Находкин. Электрическая мощность Электри'ческая мо'щность, физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. В электрических цепях постоянного тока Э. м
1. Исследование электрической цепи переменного тока при последовательном соединении
2. Явление перекрытия фаз. Выпрямители однофазной цепи переменного тока
3. Исследование электрической цепи переменного тока с активным и емкостным сопротивлением
4. Исследование электрической цепи переменного тока. Резонанс напряжений
5. Исследование цепи переменного тока
9. Расчет электроприводов постоянного и переменного тока
10. Определение экономической эффективности участка на переменном и постоянном токе
11. Лабораторная работа №5 Исследование электрической цепи источника постоянного тока
12. конструкцию и механизмы амперметров постоянного и переменного тока
13. Анализ электрического состояния линейных электрических цепей постоянного тока
14. Линейные и нелинейные электрические цепи постоянного тока
15. Расчет электрической цепи постоянного тока
16. Электрические цепи постоянного тока
17. Методы расчета электрических цепей постоянного тока
18. Генераторы переменного тока
19. Постоянные и переменные издержки маркетинга
20. Приёмо-сдаточные испытания двигателей постоянного тока. Испытание электрической прочности изоляции
21. Методы измерения переменных токов и напряжений средней и низкой частоты
25. Расчет и конструирование газоразрядной индикаторной панели переменного тока
26. Электронный вольтметр переменного тока действующих значений
27. Основные свойства и методы расчета линейных цепей постоянного тока
28. Электромеханические свойства привода с двигателями переменного тока
29. Изучения применения закона ома для цепей постоянного тока
30. Исследование нелинейных цепей постоянного тока
31. Магнитные цепи при переменных ЭДС и трансформаторы
32. Проектирование тяговой подстанции переменного тока
33. Расчет линейных цепей постоянного тока
34. Расчет цепей постоянного тока
35. Методы расчета цепей постоянного тока
36. Анализ электрического состояния однофазных и трехфазных цепей
37. Экстремумы функций многих переменных
41. УСИЛИТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
42. Организация эксплуатации электровозов постоянного тока
44. Воздействия электрического тока на организм человека
45. Электрический ток в жидкостях (электролитах)
46. Воздействия электрического тока на организм человека
47. Внешняя торговля России: время перемен
49. Логика предикатов с одним переменным
50. Интеграл по комплексной переменной
51. Теория электрического тока
52. Типы приборов для сварки электрическим током
53. Утопление, поражение электрическим током, пищевые отравления
57. Наука и образование в эпоху цивилизационных перемен
58. Десять лет перемен в сознании человека
59. Определение функций электрической цепи и расчет их частотных зависимостей
60. Переходные процессы в электрических цепях
61. Расчет на ЭВМ характеристик выходных сигналов электрических цепей
62. Электрический ток в вакууме. Электронные лампы. Их применение
63. Расчет различных электрических цепей
64. Переходные процессы в электрических цепях
65. Теория электрических цепей
66. Машины постоянного тока параллельного возбуждения
67. Электрические трехфазные цепи
68. Система автоматического регулирования генератора постоянного тока
69. Измерение постоянных токов
73. Электрические токи в человеке
74. Прогнозирование макроэкономических переменных с помощью дублирующих портфелей
75. Поражение электрическим током
76. Виды поражения электрическим током
77. Построение 3D-моделей циклических молекул в естественных переменных
78. Повышение нефтеотдачи методом воздействия импульсами электрического тока на продуктивный пласт
79. Построение 3D-моделей нециклических молекул в естественных переменных
80. Метод Гаусса с выбором главной переменной
81. Арифметические типы данных. Числовые константы и переменные
82. Теплота и электрический ток
83. Экстремумы функций многих переменных
84. Интеграл по комплексной переменной
89. Уравнение постоянного поля ионных токов
90. Метод Гаусса для расчета электрических цепей
92. Программная модель поиска глобального минимума нелинейных "овражных" функций двух переменных
93. Анализ линейных электрических цепей при гармоническом воздействии
94. Анализ процессов в электрических цепях с ключевыми элементами на основе компьютерных технологий
95. Аппаратура для терапии постоянным электрическим полем
96. Исследование электрических цепей
97. Конденсатор переменной емкости
98. Конденсатор переменной емкости с нейтральным ротором
99. Методы расчета линейных электрических цепей при импульсном воздействии. Спектральный анализ сигналов
100. Применение резистивных электрических цепей в радиотехнических устройствах