Одеське морехідне училище рибної промисловості ім. О. Соляника

Відділення ЕМ і ХМ

Варіант № 14

Курсова робота

З дисципліни: Теоретичні основи електротехніки

Тема роботи: Розрахунок складного електричного кола постійного струму.

Виконав курсант 221 гр. Новицький В.І.

Курсова робота перевірена та допущена до захисту

«__»__________2013 р. Керівник:______________

Робота захищена з оцінкою:______________

«__»__________2013 р. Керівник:______________

Одеса 2013 р.

План

1. Теоретическая часть 3

2. Расчетная часть 10

   1. Упрощение схемы сложной электрической цепи 10

   2. Определение токов методом уравнения Кирхгофа 11

   3. Расчет токов методом контурных токов 15

   4. Определение токов методом накладывания (Суперпозиции) 18

   5. Расчет токов методом узловых потенциалов 21

   6. Определение электрических величин заданной сложной электрической цепи постоянного тока 23

3. Литература 27

1. Теоретическая часть

1.1. Электроника – это область науки и техники, изучающая и внедряющая в практику основные законы и явления электричества.

1.2. Электрическая цепь – это совокупность устройств генерирующих, передающих, преобразующих и потребляющих электрическую энергию (рис.1 и рис.2)

1.2.1. Устройства, служащие для генерирования (выработки) электроэнергии, называются источниками электроэнергии. Чаще их называют источниками питания. Они преобразуют энергию другого вида в электроэнергию. К таким устройствам относятся: электромашинные генераторы постоянного и переменного тока; химические источники тока – гальванические элементы (батарейки) и аккумуляторы; солнечные батареи и др.

1.2.2. Роль передающих устройств электроэнергии в электроэнергетике выполняют соединительные провода, кабели, шины, а в электронных устройствах, - так называемые, электропроводящие дорожки.

1.2.3. К преобразовательным устройствам следует отнести трансформаторы, выпрямители, инверторы и др. В состав электроцепей могут входить коммуникационные, электроизмерительные и электрозащитные приборы – рис.2

1.2.4. Устройства, которые потребляют электроэнергию, принято называть приемниками или нагрузкой. Например, нагревательные и осветительные приборы, электромеханические и радиотехнические устройства, электродвигатели.

1.2.5. любая электрическая цепь характеризуется электрическими величинами. К ним относятся: электрический ток; напряжение на элементах цепи; электродвижущая сила (Э.Д.С.):

– электрический ток – это упорядочное, направленное движение носителей электрических зарядов вдоль замкнутой электрической цепи (рис. 1). Принятые обозначения тока: I, I_m, i;

– напряжение – это разность потенциалов двух точек цепи, между которыми находится сопротивление. Например, – рис. 1. Напряжение обозначается:

– электродвижущая сила(Э.Д.С.) – это сила перемещающая электрические заряды вдоль замкнутой электроцепи – рис. 1. Принятые обозначения: .

1.2.7. Основные единицы измерения электрических величин тока – Ампер (А); напряжения и Э.Д.С. – вольт (В).

Э.Д.С. источника питания измеряется на его зажимах при разомкнутой внешней цепи, а напряжение источника измеряют на его зажимах при замкнутой цепи.

Т.е. электрическая цепь (любая) имеет два участка: внутренний и внешний (рис. 1 и рис. 2).

1.2.8. Электрические цепи обладают параметрами, к которым относятся: сопротивление, емкость, индуктивность и взаимоиндукция:

– сопротивление (R) – это противодействие прохождению электрическому току. Физически оно характеризует способность элемента цепи преобразовывать электроэнергию в другой вид, как правило, в тепло. Иногда вместо сопротивления используют понятие электропроводимости (проводимость – G=1/R). Сопротивлением обладает любой элемент электроцепи.

На практике, для улучшения качества работы электромеханических устройств, широко применяются искусственные сопротивления – резисторы;

– емкость (С) характеризует способность элемента цепи накапливать электрические заряды (электроэнергию), т.е. создавать электрическое поле. Емкость присутствует между проводами линий электропередач, в электронах, и особенно на ВЧ и СВЧ.

В электронной схемотехнике широко используются искусственные емкости – конденсаторы;

– индуктивность (L) – это способность элемента цепи возбуждать (создавать) магнитное поле, т.е. преобразовывать электроэнергию в магнитное поле. Индуктивностью обладает любые витки проводов, по которым протекает ток – это обмотки электромагнитные реле (контакторов), электрических машин, трансформаторов.

– взаимоиндуктивность (М) – это влияние индуктивностей (магнитных полей) одних элементов цепи на другие.

Взаимоиндуктивность широко применяется в радиоэлектронике. В электроэнергетике такое явление имеет отрицательное воздействие. Поэтому, ряд цепей (участков цепей, элементов) экранируют от магнитного влияния соседских цепей (элементов). L и M измеряются в Генри (Г).

1.2.9. Элементы электрической цепи делятся на активные и пассивные. Если работа элемента цепи описывается его параметрами (R, L, C и М) тогда элемент пассивный. А если для описания работы элемента необходимо использовать величины электроцепи (I, U, E) значит этот элемент – активный. К активным элементам относятся все источники питания и некоторые потребители электроэнергии (аккумуляторы, электродвигатели и др.)

Пассивные элементы могут быть линейными (рис. 2) и нелинейными (рис. 1, ).

Элемент электрической цепи, сопротивления которого зависит от тока в нем или от напряжения на его зажимах, называется нелинейным элементов. Наоборот, если сопротивление элемента постоянно, то этот элемент является линейным (резистор).

К нелинейным элементам относятся все электронные приборы.

1.2.10. Электрические цепи делятся на цепи постоянного тока и цепи переменного тока (однофазные и трехфазные).

1.2.11. Любая электрическая цепь бывает простая или сложная. Простая цепь содержит один источник питания (рис. 1 и рис. 2), а сложная – два и более (рис. 3). Кроме того, цепи делятся на неразветвленные (рис. 1 и рис. 2) и разветвленные (рис. 3 и рис. 4), на линейные (рис. 2, рис. 3 и рис 4) и нелинейные (рис. 1).

1.2.12. Простые цепи делятся на неразветвленные и разветвленные. Сложные цепи, как правило, – разветвленные. Кроме того, сложные цепи содержат ветви, узлы и контуры (рис. 3):

– ветвь в электрической цепи – это участок цепи, состоящий из одного или несколько последовательно соединенных элементов, расположенный между двумя узлами;

– узел электрической цепи – точка электрической цепи, если в ней соединены три или более число проводов или ветвей;

– контур электрической цепи – представляет собой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям электрической цепи.