ВВЕДЕНИЕ

Методическое пособие предназначено для студентов заочной формы обучения специальности 151001.65 – технология машиностроения и направления бакалавриата: 151900.62 – конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств, профили: технология машиностроения, металлорежущие станки и комплексы.

В пособии приведены теоретические сведения по следующим разделам электротехники: линейные электрические цепи постоянного тока, электрические цепи однофазного синусоидального тока, электрические цепи трехфазного синусоидального тока. Рассмотрены основные законы электротехники и методы расчета электрических цепей. Подробно рассмотрены примеры решения задач по указанным разделам электротехники.

Пособие предназначено для самостоятельной работы при изучении курса электротехники и выполнения контрольных заданий.

Цель заданий заключается в развитии у студентов навыков по расчету элек- трических цепей, что способствует более глубокому пониманию теоретического материала и применению его на практике.

Наиболее трудоемкими процессами при выполении заданий являются вычислительные операции с матрицами и работа с комплексными числами. Эффективное решение этих задач обеспечивает применение математического пакета Mathcad 11. В пособии приводятся основные сведения и приемы применение математического редактора Mathcad 11.

1. Указания по выполнению и оформлению заданий

Перед выполнением заданий следует изучить необходимый материал, приводимый в данном пособии и рекомендуемой литературе.

При оформлении каждой задачи следует привести условие задачи, исходную схему и, если требуется, схему замещения с принятыми буквенными обозначениями и численными значениями величин. Все рисунки и схемы должны быть выполнены аккуратно и в соответствии с принятыми условными графическими обозначениями, желательно с использованием компьютера. Векторные диаграммы напряжений и токов должны быть показаны в соответствии с принятым масштабом.

При оформлении работы необходимо привести все расчетные формулы. Каждый этап решения должен сопровождаться пояснениями и алгебраическими вычислениями, из которых виден полученный конечный результат.

Числовые значения расчетных величин должны иметь единицы измерений в системе Си.

Пояснительная записка оформляется на листах белой бумаги, формата А4 (210x297мм). Размеры полей следующие: левое – 30мм, правое – не менее 10 мм, верхнее – не менее 15мм, нижнее – не менее 20 мм. Рамка на страницах не выполняется.

Текст пояснительной записки, оформленной на компьютере, должен иметь размер шрифта 14, расстояние между строками – 1,5 интервала.

При оформлении пояснительной записки вручную размер текста должен быть не менее, чем в компьютерном варианте.

Пояснительная записка должна быть пронумерована, сшита и иметь титульный лист в соответствии с образцом, приведенном в приложении.

Студент должен выполнить свой вариант задания, который определяется по двум последним цифрам номера зачетной книжки студента, если он не превышает 50, и по последней цифре номера зачтной книжки, если две последние цифры более 50.

2. Программа учебного курса по разделам:

линейные электрические цепи постоянного тока, электрические цепи однофазного синусоидального тока, электрические цепи трехфазного синусоидального тока

1. Элементы электрических цепей: источники и пиемники электрической энергии

2. Закон Ома

3. Первый и второй законы Кирхгофа

4. Метод контурных токов

5. Метод узловых потенциалов

6. Баланс мощностей в цепи постоянного тока

7. Потенциальная диаграмма, ее назначение и построение

8. Синусоидальные ЭДС, напряжения, токи. Амплитудное, среднее, действующее значение синусоидальной величины. Частота изменения синусоидальной величины

9. Синусоидальный ток в активном сопротивлении

10. Индуктивность в цепи синусоидального тока

11. Конденсатор в цепи синусоидального тока

12. Комплексное сопротивление. Закон Ома для цепи синусоидального тока

13. Расчет цепи однофазного синусоидального тока методом эквивалентирования.

14. Расчет полной комплексной мощности в цепи однофазного тока

15. Назначение векторной диаграммы. Правила ее построения.

16. Резонанс токов

17. Резонанс напряжений

18. Цепи трехфазного синусоидального тока. Токи, напряжения, ЕДС в трехфазных цепях синусоидального тока

19. Баланс мощностей в цепи переменного тока

20. Расчет трехфазных цепей синусоидального тока

21. Расчет полной комплексной мощности в цепи трехфазного тока

Список литературы для изучения курса

1. Атабеков, Г.И. Основы теории цепей: учебник/ Г.И.Атабеков.- 2-е изд.,испр.- Спб.: Лань, 2006.- 432 с.

1. Касаткин, А.С. Электротехника: учеб. для неэлектротехн. спец. / А.С. Касаткин, М.В. Немцов. - 6 –е изд., перераб. – М.: Высш. шк., 2000.-542 с.

2. Иванов, И.И. Электротехника: учебник для неэлектротехн. направлений вузов/ И.И.Иванов, Г.И. Соловьев, В.С. Равдоник. - Изд. 4-е.- Спб.: Лань, 2006. - 495 с.

3. Рекурс, Г.Г. Основы элетротехники и электроники в задачах с решениями: учеб. пособие/ Г.Г. Рекус.- М.: Высш. шк., 2005.- 343 с.

4. Кирьянов, Д.В. Самоучитель MATHCAD 11/ Д.В.Кирьянов:- Спб.: БХВ-Петербург, 2003.-506 с.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какими элеменами представлена электрическая цепь?

2. Что понимается под источником тока, ЭДС?

3. В чем отличие ЭДС от напряжения источника ЭДС?

4. Какое направление тока считается положительным?

5. Зависит ли положительное направление напряжения от положительнго направления тока в цепи постоянного тока?

6. Сформулируйте закон Ома для цепи постоянного тока.

7. Сформулируйте первый и второй законы Кирхгофа.

8.Поясните порядок составления уравнений методом контурных токов.

9. Поясните порядок составления уравнений методом узловых потенциалов.

10. Что понимается под балансом мощности?

11. Как составить мощностей в цепи постоянного тока?

12. Какое назначение имеет потенциальная диаграмма и как ее построить?

13. Запишите уравнения для синусоидальных ЭДС, напряжений, токов?

14. Что понимается под фазой и начальной фазой синусоидальноизменяющейся величины?

15. Как определить среднее и действующее значение синусоидальной величины?

16. Поясните процесс прохождения переменного тока через активное, индуктивное и емкостное сопротивления.

17. Запишите выражение для комплексное сопротивления в цепи синусоидального тока в алгебраической, показательной и тригонометрической формах

18. Как определить реактивное сопротивление катушки индуктивности и конденсатора?

19. Запишите закон Ома для цепи синусоидального тока.

20. Синусоидальный ток в активном сопротивлении.

21. Почему в цепях синусоидального тока в расчетах используется комплексный метод?

22. Как изображаются синусодальные величины на комплексной плоскости?

23. Как обозначаются комплексные токи, напряжения, ЭДС?

24. Пояните расчет цепи однофазного синусоидального тока методом эквивалентирования.

25. Каково назначение векторной диаграммы и правила ее построения.

26. Что понимается под резонансом в цепи синусоидального тока?

27. Какие виды резонансов знаете?

28. Поясните резонанс напряжений.

29. Поясните резонанс токов.

30. Запишите формулу полной комплексной мощности в цепи однофазного инусоидального тока.

31. Как расчитаь полную комплексноую мощность в цепи однофазного тока.

32. Как получить трехфазный синусоидальныйо ток?

33. Запишите формулы токов, напряжений, ЕДС в трехфазной цепи для каждой фазы?

34. Почему трехфазные цепи получили широкое применение?

35. Что пономается под фазным и линейным напряжением? Фазным и линейным током?

36. Какие существую схемы подключения трехфазных нагрузок к источнику питания?

37. В каком случае трехфазная нагрузка считается симметричной, несимметричной?

38. В чем отличие расчета трехфазных цепей синусоидального тока от однофазных цепей?

39. В чем отличие расчета трехфазных цепей с симметричной и несимметричной нагрузкой?

40. Как расчеитать полную комплексную мощность в цепи трехфазного тока?