
- •Расчет цепей постоянного тока
- •Решение:
- •1. Опыт короткого замыкания.
- •2. Опыт холостого хода.
- •3. Исследование режима нагрузки трансформатора.
- •1. Режим холостого хода.
- •2. Рабочие характеристики двигателя.
- •3. Механические характеристики двигателя.
- •1. Исследование характеристик трехфазного реактивного двигателя.
- •2. Исследование характеристик трехфазного гистерезисного двигателя.
- •1. Механические характеристики.
- •2. Регулировочные характеристики.
- •Исследование характеристик источника электрической энергии постоянного тока
- •I. Схема эксперимента (а) и схема замещения источника электрической энергии (б).
- •II. Таблица 1.1.
- •III. Расчётная и экспериментальная внешние характеристики источника.
- •IV. Графики зависимостей и .
- •V. Выводы по работе.
- •Исследование переходных процессов в линейных электрических цепях с источниками постоянного тока
- •1. Исследование переходных процессов в цепях первого порядка.
- •I. Перечень приборов и оборудования.
- •II. Схемы проведения опытов.
- •III. Расчетные формулы и результаты.
- •V. Выводы по работе.
- •Исследование явлений резонанса в линейных электрических цепях
- •II. Заполненные таблицы. Расчетные формулы и расчеты.
- •III. Графики характеристик I(f), Uк(f), uc(f), ur(f), φ(f)
- •IV. Векторные диаграммы для состояния резонанса.
- •V. Выводы по работе.
- •Исследование трехфазных электрических цепей
- •III. Расчетные формулы и пояснения к ним. Сравнение результатов расчета и эксперимента.
- •IV. Векторные диаграммы напряжений и токов приёмника для всех пунктов работы, построенные по опытным данным с соблюдением масштаба.
- •V. Выводы по работе.
- •Исследование однофазного трансформатора
- •Рабочие характеристики
- •Векторные диаграммы.
- •Вычисления
- •Выводы по работе
- •Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
- •1. Режим холостого хода
- •2. Рабочие характеристики
- •3. Механическая характеристика
- •Расчеты
- •Выводы по работе
- •Исследование синхронных микродвигателей
- •2. Исследование характеристик трехфазного гистерезисного двигателя
- •Вычисления
- •Выводы по работе……
- •Исследование исполнительного двигателя постоянного тока
- •1. Электромеханические и рабочие характеристики
- •2. Регулировочные характеристики
- •Вычисления
- •Выводы по работе
С О Д Е Р Ж А Н И Е
Перечень учебно-методического обеспечения 2
Примерный план теоретических занятий (лекций) 2
Примерный план лабораторного практикума/практических занятий 3
Требования к оформлению домашних заданий 3
Перечень тем домашних заданий 3
Требования к оформлению отчетов по лабораторным работам 4
Перечень лабораторных работ 4
Требования к оформлению рефератов 4
Перечень тем рефератов 5
Перечень тестов 6
Расписание консультаций 6
Формирование итоговой оценки 7
Приложение 1 – Номера вариантов и тем рефератов 8
Приложение 2 – Пример оформления домашнего задания 1 9
Приложение 3 – Листы измерений к лабораторным работам 12
Приложение 4.1 – Пример оформления лабораторной работы 1 20
Приложение 4.2 – Пример оформления лабораторной работы 2 25
Приложение 4.3 – Пример оформления лабораторной работы 3 28
Приложение 4.4 – Пример оформления лабораторной работы 4 35
Приложение 4.5 – Пример оформления лабораторной работы 5 38
Приложение 4.6 – Пример оформления лабораторной работы 6 44
Приложение 4.7 – Пример оформления лабораторной работы 7 49
Приложение 4.8 – Пример оформления лабораторной работы 8 54
Информация для группы 2244
Дисциплина – Общая электротехника.
Перечень учебно-методического обеспечения:
Электротехника: учебник для вузов/А.С. Касаткин, М.В. Немцов. – 10-е (9-е) изд., стер.– М.: Издательский центр «Академия», 2007 (2005). – 544 с.
Усольцев А.А. Общая электротехника: Учебное пособие. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. – 301 с. (Учебник по электротехнике. Автор А.А. Усольцев.).
Толмачев В.А., Усольцев А.А., Лукичев Д.В., Никитина М.В. Общая электротехника: Методические рекомендации по выполнению домашних заданий. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. – 94 с. (Методические рекомендации по выполнению домашних заданий. (new) Автор: В.А. Толмачев, А.А. Усольцев, Д.В. Лукичев, М.В. Никитина). Серая методичка в количестве 1 штука. 4 синих методички под авторством Петрова НЕ НУЖНЫ
Толмачев В.А., Усольцев А.А., Лукичев Д.В., Никитина М.В. Общая электротехника: Методические указания к лабораторному практикуму. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. – 69 с. (Методические указания к лабораторному практикуму.(new) Автор: В.А. Толмачев, А.А. Усольцев, Д.В. Лукичев, М.В. Никитина).
Примечание: все пособия (кроме (1)) выложены на сайте www.ets.ifmo.ru в разделе «Деятельность» → «Учебный процесс» → «Общая электротехника»; там же выложена программа Калькулятор. (zip-35Kb) Автор: А.А. Усольцев, позволяющая решать системы линейных уравнений.
Примерный план теоретических занятий (лекций)
№ нед. |
Тема |
Модуль 7 (1) – Электрические и магнитные цепи |
|
3 |
Законы и элементы электрических цепей. |
4 |
Анализ установившихся режимов в электрических цепях с источниками постоянного напряжения и тока |
5 |
Синусоидальные напряжения и токи и их основные характеристики. Мощность в ЭЦ синусоидального тока |
6 |
Анализ цепей однофазного синусоидального тока в установившемся режиме |
7 |
Электрические цепи трехфазного синусоидального тока |
8 |
Анализ переходных процессов в электрических цепях с источниками постоянного напряжения и тока во временной области. |
9 |
|
10 |
Электрические цепи несинусоидального тока и нелинейные электрические цепи. |
Модуль 8 (2) – Электрические машины и основы электропривода |
|
11 |
Магнитные цепи и электрические трансформаторы |
12 |
|
13 |
Асинхронные двигатели |
14 |
|
15 |
Синхронные электрические машины |
16 |
Двигатели постоянного тока |
17 |
Основы электропривода |
Примечание: номера разделов пособия [2] для самостоятельного изучения – 2.1.2, 2.2.3, 2.2.4, 2.2.7, 3.1, 5.3.3, 5.3.4, 5.4.3, 6, 7.2, 7.3, 8.2, 8.3, 9.9, 9.10, 9.11, 10.9, 10.11, 11.3, 11.5, 11.7.3, 12.4, 12.5, 12.8, 12.9, 13, 14
Примерный план лабораторного практикума/практических занятий
№ занятия (№недели) |
Тема |
Модуль 7 (1) |
|
1(3) 2(3) |
Расчет цепей постоянного тока с использованием законов Ома и Кирхгофа. Расчет цепей постоянного тока с использованием метода контурных токов и метода узловых напряжений. |
3(4) |
Расчет цепей постоянного тока с использованием метода эквивалентных преобразований. |
4(5)
5(5) |
Расчет цепей постоянного тока с использованием метода эквивалентного генератора, баланс мощностей. ЛР1-Исследование характеристик источников постоянного напряжения и тока. ЛР2-Исследование переходных процессов в линейных электрических цепях с источниками постоянного напряжения и тока. |
6(6) |
Расчет переходных процессов в цепях первого порядка классическим методом. |
7(7) 8(7) |
Расчет переходных процессов в цепях первого порядка операторным методом. ЛР3 - Исследование явлений резонанса в линейных электрических цепях. ЛР4 - Исследование трехфазных электрических цепей. |
9(8) |
Расчет цепей синусоидального тока методом комплексных амплитуд. |
10(9) 11(9) |
Расчет цепей несинусоидального периодического тока. Защита ЛР1-ЛР4. |
Модуль 8 (2) |
|
12(10) |
ЛР5 - Исследование однофазного трансформатора. |
13(11) 14(11) |
Защита ЛР5 Защиты ЛР1-4 |
15(12) |
ЛР6 - Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. |
16(13) 17(13) |
Защита ЛР6 Защиты ЛР1-4 |
18(14) |
ЛР7 - Исследование синхронных микродвигателей. |
19(15) 20(15) |
Защита ЛР7 ЛР8 - Исследование исполнительного двигателя постоянного тока. |
21(16) |
Защита ЛР8 |
Требования к оформлению домашних заданий
домашняя работа должна содержать титульный лист;
каждую новую страницу домашнего задания следует оформлять на новом листе (т.е. не должно быть листов, исписанных с двух сторон);
домашняя работа должна содержать пункты «Дано:», «Найти:», «Решение:», «Ответ:»;
принимаются ТОЛЬКО рукописные работы.
Примечание: пример оформления домашнего задания приведен в приложении 2
Перечень тем домашних заданий
Вариант всех домашних заданий назначается преподавателем и остается неизменным (см. приложение 1). Исходные схемы и параметры к заданиям находятся в пособии (3) перечня учебно-методического обеспечения.
ВНИМАНИЕ: из пособия (3) используем только схему и параметры к ней, а ТЕКСТ каждого домашнего задания приведен ниже. В тексте домашних заданий указываются номера страниц из пособия (3). Во ВСЕХ заданиях последняя цифра номера таблицы X указана приложение 1.
Домашнее задание 1 «Расчет цепей постоянного тока»
Исходная схема находится на стр.21, а параметры к ней в табл.1.2.X. Необходимо: а) скомпоновать схему согласно своему варианту; б) найти все неизвестные токи, используя законы Кирхгофа; в) найти все неизвестные токи, используя метод контурных токов или метод узловых напряжений; г) найти ток через любой источник ЭДС, используя метод эквивалентных преобразований или метод эквивалентного генератора; д) осуществить проверку, составив баланс мощностей.
Домашнее задание №2 «Расчет переходных процессов в цепях первого порядка»
Исходная схема находится на стр.33, а параметры к ней в табл.2.1.X. Необходимо: а) скомпоновать схему согласно своему варианту; б) найти мгновенное значение величин, указанных в табл., классическим методом расчета; в) найти мгновенное значение величин, указанных в табл., операторным методом расчета; д) представить найденные величины графиками на интервале времени [-τ, 4·τ].
Домашнее задание №3 «Расчет цепей синусоидального тока»
Исходная схема находится на стр.65, а параметры к ней в табл.3.2.X. Необходимо: а) скомпоновать схему согласно своему варианту; б) найти мгновенное значение всех токов, напряжений и источника ЭДС методом комплексных амплитуд; в) построить векторные диаграммы для любого контура и любого узла; г) осуществить проверку, составив баланс мощностей.
Домашнее задание №4 «Расчет цепей с несинусоидальными источниками энергии»
Исходная схема находится на стр.84, а параметры к ней в табл.4 и табл.4.X. Необходимо: а) скомпоновать схему согласно своему варианту; б) найти действующее и мгновенное значения величины, указанной в табл., используя первые пять слагаемых несинусоидального источника энергии.
Требования к оформлению отчетов по лабораторным работам
отчет по лабораторной работе должен содержать титульный лист;
каждую новую страницу отчета следует оформлять на новом листе (т.е. не должно быть листов, исписанных с двух сторон);
отчет должен содержать все позиции, предусмотренные пунктом «Содержание отчета»;
весь графический материал отчета должен быть выполнен с обязательной оцифровкой и обозначением осей;
принимаются ТОЛЬКО рукописные отчеты;
к отчету обязательно должен быть приложен лист измерений.
Примечание: листы измерений (черновики) ко всем лабораторным работам представлены в приложении 3, примеры отчетов к лабораторным работам приведены в приложении 4.
Перечень лабораторных работ
Порядок выполнения лабораторных работ описан в пособии (4) перечня учебно-методического обеспечения.
Лабораторная работа №1. Исследование характеристик источника электрической энергии постоянного тока.
Лабораторная работа №2. Исследование переходных процессов в линейных электрических цепях с источниками постоянного тока.
Лабораторная работа №3. Исследование явлений резонанса в линейных электрических цепях.
Лабораторная работа №4. Исследование трехфазных цепей.
Лабораторная работа №5. Исследование однофазного трансформатора.
Лабораторная работа №6. Исследование трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
Лабораторная работа №7. Исследование синхронных микродвигателей.
Лабораторная работа №8. Исследование исполнительного двигателя постоянного тока.
Требования к оформлению рефератов
реферат должен содержать титульный лист (см. приложение 5);
объем реферата – 5-7стр.;
список литературы должен содержать не менее 3-х позиций не старше 5 лет;
номера тем рефератов назначается преподавателем (см. приложение 2);
принимаются ТОЛЬКО рукописные рефераты.
Перечень тем рефератов
К лабораторной работе №5
Трансформаторы напряжения. Устройство и принцип действия. Применение в технике.
Режим холостого хода трансформатора. Схема замещения и векторная диаграмма. Условия проведения опыта холостого хода. Анализ и использование результатов опыта.
Схема замещения и векторная диаграмма трансформатора. Связь параметров схемы с физическими процессами преобразования энергии.
Режим короткого замыкания трансформатора. Схема замещения и векторная диаграмма. Условия проведения. Анализ и использование результатов опыта.
Энергетическая диаграмма трансформатора и её связь с параметрами схемы замещения.
Внешняя характеристика трансформатора и влияние на неё характера нагрузки.
Мощность потерь энергии и КПД трансформатора.
К лабораторной работе №6
Формирование кругового вращающегося магнитного поля с помощью трёхфазной системы токов.
Устройство короткозамкнутого ротора и физическое процессы в его обмотке при различных скоростях вращения.
Магнитные потоки в АД. Уравнения МДС и токов.
Уравнения электрического состояния. Схема замещения и векторная диаграмма.
Вращающий момент АД и его связь с параметрами схемы замещения.
Уравнение механической характеристики в абсолютных и относительных единицах. Характерные точки, участки и режимы работы.
Энергетические соотношения. Понятие электромагнитной мощности. Энергетическая диаграмма, КПД и коэффициент мощности.
Вопросы пуска АД. Прямой пуск. Улучшение пусковых свойств АД. Ступенчатый пуск с использованием переключения обмоток статора, добавочных резисторов в цепях статора и ротора, дросселей и автотрансформаторов.
Способы регулирования частоты вращения и характеристики АД.
Устройство, принцип действия, характеристики и области применения однофазных и двухфазных АД.
К лабораторной работе №7
Конструкции синхронных машин (СМ).
Реакция якоря и её влияние на характеристики СМ.
Синхронный генератор. Принцип действия. Характеристика холостого хода.
Синхронный генератор. Уравнение Кирхгофа для обмотки статора и векторная диаграмма.
Синхронный генератор. Внешняя характеристика при работе на автономную нагрузку.
Синхронный двигатель. Уравнение Кирхгофа для обмотки статора и векторная диаграмма.
Синхронный двигатель. Угловая и механическая характеристики (уравнения, характерные режимы, участки, точки).
Регулирование коэффициента мощности. U-образные характеристики СМ. Синхронный компенсатор.
Вопросы пуска СД. Условие самозапуска.
Устройство, принцип действия и характеристики реактивных СД.
Устройство, принцип действия и характеристики гистерезисных СД.
Устройство, принцип действия и характеристики шаговых и вентильных СД.
К лабораторной работе №8
Устройство и принцип действия ДПТ.
Реакция якоря ДПТ. Влияние на характеристики двигателя. Способы компенсации.
Коммутация. Основные процессы при коммутации. Влияние на работу ДПТ. Способы улучшения.
Уравнение механической характеристики. Вывод из уравнения Кирхгофа для цепи якоря. Характерные точки, участки и режимы работы. Анализ влияния различных величин на механическую характеристику.
Преобразование энергии в ДПТ. Энергетические диаграммы для различных режимов работы.
Механические и регулировочные характеристики ДПТ независимого возбуждения.
Механические и регулировочные характеристики ДПТ последовательного возбуждения.
Пуск в ход ДПТ.
Достоинства и недостатки ДПТ. Особенности эксплуатации и ограничения.
Исполнительные двигатели постоянного тока. Особенности конструкции, способы управления, механические и регулировочные характеристики.
Перечень тестов
Тест 1 – Электрические и магнитные цепи (разделы 1-8 пособия [2]).
Ступень 1. 6 баллов (рейтинг не менее 75%)
Ступень 2. 6-10 баллов (рейтинг 60-100%)
Тест 2 – Электрические машины и основы электропривода (разделы 9-14 пособия [2]).
Ступень 1. 6 баллов (рейтинг не менее 75%)
Ступень 2. 6-10 баллов (рейтинг 60-100%)
Экзаменационный тест – Общая электротехника (разделы 1-14 пособия [2]).
Ступень 1. 12 баллов (рейтинг не менее 75%)
Ступень 2. 12-20 баллов (рейтинг 60-100%)
Примечание: все вопросы тестов освещены в пособии [2], на каждый тест выделено 3 попытки; преподаватель может добавить ОДНУ попытку на тесты, которая потратится на первый открытый студентом тест.
Расписание консультаций
Вторник 15.30-17.00, четверг 17.30-19.00. Все консультации проводятся в ауд.801 (вход через ауд.601). С расписанием консультаций можно ознакомиться на информационном стенде напротив ауд.564.
Свой вопрос можно задать по электронной почте shef@ets.ifmo.ru . В графе тема обязательно указать № своей группы.
Формирование итоговой оценки
Формы контроля |
Баллы |
Контроль-ные сроки |
Примечания |
|
Мин |
Макс |
|||
Модуль 7 (1) |
||||
Рубежное тестирование |
6 |
10 |
19.04.13 |
сдается в ЦДО |
Контрольная работа 1 |
0.25 |
0.5 |
каждое лекционное занятие |
0б – КР не выполнена или выполнена неверно; мин б – КР выполнена с незначительными ошибками; макс б – КР выполнена верно. Сумма баллов за все КР заносится в графу «Работа на лекции» |
Контрольная работа 2 |
0.25 |
0.5 |
||
Контрольная работа 3 |
0.25 |
0.5 |
||
Контрольная работа 4 |
0.25 |
0.5 |
||
Контрольная работа 5 |
0.25 |
0.5 |
||
Контрольная работа 6 |
0.25 |
0.5 |
||
Работа на лекции |
1.5 |
3 |
– |
|
Домашнее задание 1 |
1.5 |
2.5 |
27.03.13 |
3E – 1.5б; 3D – 1.8б; 4С – 2б; 4В – 2.3б; 5А – 2.5б. Если работа сдана после контрольного срока, то за нее снимается 0.5б. |
Домашнее задание 2 |
1.5 |
2.5 |
03.04.13 |
|
Домашнее задание 3 |
1.5 |
2.5 |
17.04.13 |
|
Домашнее задание 4 |
1.5 |
2.5 |
17.04.13 |
|
Выполнение домашних заданий |
6 |
10 |
– |
|
Лабораторная работа 1 |
1.5 |
2.5 |
17.04.13 |
0б – меньше 2 верных ответов на тест; 1.5(2)б – 2 верных ответа на тест защиты; 2(2.3)б – 3 верных ответа на тест защиты; 2.5б – 4 верных ответа на тест защиты. Если работа защищена после контрольного срока, то за нее снимается 0.5б. |
Лабораторная работа 2 |
1.5 |
2.5 |
||
Лабораторная работа 3 |
1.5 |
2.5 |
||
Лабораторная работа 4 |
2 |
2.5 |
||
Защита отчета по л.р. |
6.5 |
10 |
– |
|
Личностные качества |
3 |
5 |
– |
0б – если не сданы все работы модуля. При сданных всех работах модуля пересчет баллов по формуле: округление до целого (2*Х-1)/13, где Х – сумма баллов за модуль без личностных качеств |
|
||||
ИТОГО по модулю 7 (1) |
23 |
38 |
– |
|
Модуль 8 (2) |
||||
Рубежное тестирование |
6 |
10 |
|
сдается в ЦДО |
Контрольная работа 7 |
0.5 |
1 |
каждое лекционное занятие |
0б – КР не выполнена или выполнена неверно; мин б – КР выполнена с незначительными ошибками; макс б – КР выполнена верно. Сумма баллов за все КР заносится в графу «Работа на лекции» |
Контрольная работа 8 |
0.5 |
1 |
||
Контрольная работа 9 |
0.5 |
1 |
||
Контрольная работа 10 |
0.5 |
1 |
||
Контрольная работа 11 |
0.5 |
1 |
||
Контрольная работа 12 |
0.5 |
1 |
||
Контрольная работа 13 |
0.5 |
1 |
||
Контрольная работа 14 |
0.5 |
1 |
||
Работа на лекции |
4 |
8 |
|
|
Реферат 1 |
1.5 |
2.5 |
22.05.13 |
3E – 1.5б; 3D – 1.8б; 4С – 2б; 4В – 2.3б; 5А – 2.5б. Если работа сдана после контрольного срока, то за нее снимается 0.5б. |
Реферат 2 |
1.5 |
2.5 |
||
Реферат 3 |
1.5 |
2.5 |
||
Реферат 4 |
1.5 |
2.5 |
||
Защита реферата |
6 |
10 |
|
|
Лабораторная работа 5 |
1.5 |
2.25 |
22.05.13 |
0б – меньше 2 верных ответов на тест защиты; 1.5б – 2 верных ответа на тест защиты; 1.9б – 3 верных ответа на тест защиты; 2.25б – 4 верных ответа на тест защиты. Если работа защищена после контрольного срока, то за нее снимается 0.5б. |
Лабораторная работа 6 |
1.5 |
2.25 |
||
Лабораторная работа 7 |
1.5 |
2.25 |
||
Лабораторная работа 8 |
1.5 |
2.25 |
||
Защита отчета по л.р. |
6 |
9 |
|
|
Личностные качества |
3 |
5 |
- |
0б – если не сданы все работы модуля. При сданных всех работах модуля пересчет баллов по формуле: округление до целого (2*Х+1)/15, где Х – сумма баллов за модуль без личностных качеств |
|
||||
ИТОГО по модулю 8 (2) |
25 |
42 |
– |
|
|
||||
ИТОГО по мод. 7(1) и 8(2) |
48 |
80 |
– |
|
|
||||
ЭКЗАМЕН |
12 |
20 |
|
сдается в ЦДО |
|
||||
ВСЕГО |
60 |
100 |
FX – меньше 60б; 3Е – [60-67]б; 3D – (67-74]б; 4С – (74-83]б; 4В – (83-90]б; 5А – (90-100]б. |
Приложение 1 – Номера вариантов домашних заданий и тем рефератов
Группа 2244
Номер таблицы: X = 1
Фамилия студента |
Вариант ДЗ |
Номера тем рефератов |
|||
к л/р5 |
к л/р6 |
к л/р7 |
к л/р8 |
||
Андреева Я. М. |
3 |
1 |
10 |
12 |
1 |
Аршиненкова М. П. |
5 |
2 |
9 |
11 |
2 |
Базиян В. Э. |
6 |
3 |
8 |
10 |
3 |
Белугин К. А. |
7 |
4 |
7 |
9 |
4 |
Болотов В. И. |
8 |
5 |
6 |
8 |
5 |
Большакова Е. О. |
9 |
6 |
5 |
7 |
6 |
Венедиктов А. В. |
10 |
7 |
4 |
6 |
7 |
Гафуров А. А. |
11 |
1 |
3 |
5 |
8 |
Гаязетдинов С. Д. |
12 |
2 |
2 |
4 |
9 |
Журавлев Д. О. |
13 |
3 |
1 |
3 |
10 |
Корнильцев М. В. |
14 |
4 |
10 |
2 |
1 |
Линевич А. В. |
15 |
5 |
9 |
1 |
2 |
Неводов А. М. |
16 |
6 |
8 |
12 |
3 |
Нестеренко И. Г. |
17 |
7 |
7 |
11 |
4 |
Сошников Б. И. |
18 |
1 |
6 |
10 |
5 |
Темников Т. М. |
19 |
2 |
5 |
9 |
6 |
Фазлыев Р. Р. |
20 |
3 |
4 |
8 |
7 |
Файзуллаева Д. Р. |
21 |
4 |
3 |
7 |
8 |
Холунин В. Б. |
22 |
5 |
2 |
6 |
9 |
Шулепов В. Д. |
23 |
6 |
1 |
5 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приложение 2 – Пример оформления домашнего задания
НИУ ИТМО
Кафедра ЭТ и ПЭМС
Домашнее задание
Расчет цепей постоянного тока
Группа ХХХХ.
Вариант Х.
Работу выполнил: студ. Иванов И.И.
Дата сдачи:
Контрольный срок сдачи:
Оценка:
Количество баллов:
СПб – 2013
Дано: Е = 100 В; R1 = 5 Ом; R2 = 15 Ом; R3 = 40 Ом; R4 = 35 Ом; R5 = 85 Ом.
Найти: все неизвестные токи, используя законы Кирхгофа, метод контурных токов, метод узловых напряжений; составить баланс мощностей.
.
Решение:
Расчет по законам Кирхгофа
1
)
определяем топологию цепи
общее количество ветвей р* = 3
количество ветвей с источниками тока рит = 0
количество узлов q = 2
количество ветвей с неизвестными токами р = (р*–рит) = 3 – 0 = 3
количество независимых контуров n = p – (q – 1) = 3 – (2 – 1) = 2
2) составляем (q – 1) узловых уравнений по первому закону Кирхгофа
узел 2: –I1 + I2 + I3 = 0
составляем n контурных уравнений по второму закону Кирхгофа
контур I: (R1 + R2)·I1 + R3·I2 = Е
контур II: R3·I2 – (R4 + R5)·I3 = 0
объединяем узловые и контурные уравнения в систему
представляем полученную систему уравнений в матричной форме A·X=F
,
подставив численные значения, получаем
6) решение системы уравнений ищем в виде X = A-1×F
А.
Расчет методом контурных токов
1
)
определяем собственные и общие
сопротивления
R11 = R1 + R2 + R3 = 5 + 15 + 40 = 60 Ом
R22 = R3 + R4 + R5 = 40 + 35 + 85 = 160 Ом
R12 = R12 = – R3 = – 40 Ом
2) определяем контурные ЭДС
Е11 = Е = 100 В; Е22 = 0 В
3) составляем систему уравнений
и представляем ее в матричной форме
,
подставив численные значения, получаем
.
4) ищем решение системы уравнений
А.
5) определяем неизвестные токи через контурные
I1 = I11 = 2 А I2 = I11 – I22 = 2 – 0.5 = 1.5 А I3 = I22 = 0.5 А
Расчет методом узловых напряжений
1
)
определяем собственные и общие
проводимости
g11=
См
2) определяем токи, обусловленные источниками энергии в ветвях узлов цепи J11 = E/(R1 + R2) = 100/(5+15) = 5 А
3) составляем систему уравнений
g11·U10 = J11, подставив численные значения получаем
U10/12 = 5.
4) ищем решение системы уравнений U10 = 60 В
5) определяем искомые токи через узловые напряжения
I1 = (E – U10)/(R1+R2) = (100 – 60)/(5+20) = 2 А
I2 = U10/R3 = 60/40 = 1.5 А
I3 =U10/(R4+R5) = 60)/(35+85) = 0.5 А
Баланс мощностей
Осуществим проверку, составив баланс мощностей.
Мощность источников Ри = РЕ = Е·I1 = 100·2 = 200 Вт.
Мощность потребителей Рп = РR1 + РR2 + РR3 + РR4 + РR5 = R1·I12 + R2·I12 + R3·I22 + R4·I32 +
+ R5·I32 = 5·22 +15·22 +40·1.52 +35·0.52 +85·0.52 = 200 Вт.
Мощность источников равна мощности потребителей Ри = Рп = 200 Вт, следовательно, баланс мощностей сошелся.
Ответ: I1 = 2 А, I2 = 1.5 А, I3 = 0.5 А.
Приложение 3 – Листы измерений к лабораторным работам
Лист измерений к лабораторной работе 1
«Исследование характеристик источника электрической энергии постоянного тока»
Выполнил |
студ. |
|
гр. |
|
Провел |
|
Дата |
|
k |
Измерения |
|
Rн, Ом |
Uн, В |
|
0 |
|
U0=_______ |
Ri э=_______ |
U0/2=_______ |
|
1 |
5000 |
|
2 |
2000 |
|
3 |
1000 |
|
4 |
500 |
|
5 |
300 |
|
Лист измерений к лабораторной работе 2
«Исследование переходных процессов в линейных электрических цепях»
Выполнил |
студ. |
|
гр. |
|
Провел |
|
Дата |
|
1. Исследование переходного процесса в RC-цепи.
R |
C |
i(0+) |
i(∞) |
uc(∞) |
τ |
Ом |
мкФ |
мА |
В |
мкс |
|
|
|
|
|
|
|
2. Исследование переходного процесса в RL-цепи.
R |
L |
i(0+) |
i(∞) |
uL(0+) |
τ |
Ом |
мГн |
мА |
В |
мкс |
|
|
|
|
|
|
|
Осциллограммы п.1.1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Осциллограммы п.1.2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лист измерений к лабораторной работе 3
«Исследование явлений резонанса в линейных электрических цепях»
Выполнил |
студ. |
|
гр. |
|
Провел |
|
Дата |
|
Параметры цепи и питающего напряжения
U |
ψu |
R |
Lк |
Rк |
С |
В |
градус |
Ом |
мГн |
Ом |
мкФ |
|
|
|
|
|
|
Последовательная RLC-цепь
f, Гц |
, градус |
I, A |
UR, B |
Uк, В |
Uc, B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fр= |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лист измерений к лабораторной работе 4 «Исследование трехфазных цепей»
|
|
Выполнил |
студ. |
|
гр. |
|
Провел |
|
Дата |
|
Опыт 1 – Равномерная нагрузка без нулевого провода
Опыт 2 – Равномерная нагрузка с нулевым проводом
Опыт 3 – Неравномерная нагрузка без нулевого провода
Опыт 4 – Неравномерная нагрузка с нулевым проводом
Опыт 5 – Обрыв линейного провода без нулевого провода
Опыт 6 – Обрыв линейного провода с нулевым проводом
№ п/п |
Ua |
Ub |
Uc |
Ia |
Ib |
Ic |
Pa |
Pb |
Pc |
U00 |
I0 |
Uл |
za |
zb |
zc |
φ |
|
В |
А |
Вт |
В |
А |
В |
Ом |
град |
||||||||||
1 |
Изм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
75 |
|
|
|
37 |
Выч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2 |
Изм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Выч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
3 |
Изм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Выч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
4 |
Изм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Выч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
5 |
Изм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Выч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
6 |
Изм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Выч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лист измерений к лабораторной работе 5
«Исследование однофазного трансформатора»
Выполнил |
студ. |
|
гр. |
|
Провел |
|
Дата |
|