Старооскольский технологический институт

(филиал)

Московского государственного института

стали и сплавов

(технологического университета)

Рекомендовано

методическим советом

СТИ МИСиС

Боева Л.М.

Теоретическая электротехника

методические указания

к выполнению домашнего задания №1

для студентов заочного отделения специальности

210200 - «Автоматизация технологических процессов и производств»

Старый Оскол

2008

Рецензент:

Директор ЗАО «Проектэлектромонтаж» Пожарский Ю.М.

Составитель:

Боева Л.М.

Методические указания к выполнению домашнего задания №1 по курсу «Теоретическая электротехника», для студентов заочного отделения специальности 210200 «Автоматизация технологических процессов и производств»

© Боева Л.М.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 5

1 Требования к оформлению домашнего задания 5

2 Основные теоретические положения 6

2.1 Преобразование треугольника сопротивлений в звезду и обратно 6

2.2 Метод непосредственного применения законов Кирхгофа 7

2.3 Метод контурных токов 7

2.4 Метод узловых потенциалов 8

2.5 Метод наложения токов 9

2.6 Метод эквивалентного генератора 9

2.7 Метод узлового напряжения 10

2.8 Потенциальная диаграмма 10

2.9 Баланс мощности электрической цепи 11

3 Пример расчета 12

4 Задание для выполнения 29

3. Кононенко В.В., Мишкович В.И., Муканов В.В., Планидин В.Ф., Чеголин П.М. Электротехника и электроника Учебное пособие для. вузов / под ред. В.В. Кононенко. Изд. 4-е. - Ростов н/Д. : Феникс, 2008. — 778 c. - (Высшее образование). 31

4. Бессонов Л.Я. Теоретические основы электротехники .Электрические цепи: Учеб. -Гардарики, 2006.- 701 с.: ил. 31

5. Теоретические основы электротехники: В 3-х т. Учебник для вузов. Том 1.-4-е изд. /К.С. Демирчан, Л.Р. Нейман, Н.В.Коровкин, В.Л.Чечурин.-СПб.: Питер, 2006. – 464 с.: ил. 31

6. Теоретические основы электротехники: В 3-х т. Учебник для вузов. Том 2.-4-е изд. /К.С. Демирчан, Л.Р. Нейман, Н.В.Коровкин, В.Л.Чечурин.-СПб.: Питер, 2006. – 576 с.: ил. 31

7. Теоретические основы электротехники: В 3-х т. Учебник для вузов. Том 3.-4-е изд. /К.С. Демирчан, Л.Р. Нейман, Н.В.Коровкин, В.Л.Чечурин.-СПб.: Питер, 2006. – 384 с.: ил. 31

8. Теоретические основы электротехники: Сборник задач -1-е изд. /Н. Коровкин, Е. Селина, В. Чечурин .- СПб.: Питер, 2006. – 512 с.: ил. 31

9. Бычков Ю. А., Золотницкий В. А., Чернышев Э. П. – Теоретические основы электротехники. Справочник по теории электрических цепей , Санкт-Петербург, Питер, 2008.- 349 с.: ил. 31

10. Карманный справочник по электронике и электротехнике. Нефедова Н. В., Каменев П. М., Большунова О. М., 4-е изд. Ростов/Д : Феникс, 2009,-237 с. 31

Введение

Предмет «Теоретическая электротехника» является одной из базовых дисциплин при подготовке инженеров по автоматизации технологических процессов и производств. В ходе его изучения рассматриваются, в частности, основы теории линейных цепей постоянного тока. В процессе освоения курса ТЭ решающее значение имеет не только накопление теоретических знаний по специальности, но и практическое овладение основными методами расчета. Одной из форм самостоятельной работы студентов является выполнение индивидуальных домашних заданий по разделу «Расчет сложных электрических цепей постоянного тока».

Настоящие методические указания включают в себя основные теоретические положения по теме задания, варианты задания, методические рекомендации по его выполнению, примеры расчета.

1 Требования к оформлению домашнего задания

ДЗ оформляется на отдельных листах формата А4. Задание должно содержать:

• номер варианта задания;

• формулировку и условия задач;

• расчетные формулы и необходимые пояснения.

Физические величины следует приводить в системе СИ.

Результаты однотипных расчетов, многократно выполняемых по одним и тем же формулам, следует сводить в таблицу.

Графики следует выполнять на миллиметровой бумаге с указанием масштаба и единиц измерения.

Если ДЗ выполнено правильно и в срок, оно засчитывается без индивидуального собеседования. ДЗ с ошибками возвращается студенту на доработку. После доработки ДЗ засчитывается после индивидуального собеседования с преподавателем.

2 Основные теоретические положения

2.1 Преобразование треугольника сопротивлений в звезду и обратно

Преобразование треугольника сопротивлений R₁₂, R₂₃, R₃₁ в звезду сопротивлений R₁,R₂,R₃ и обратно производится при условии, что потенциалы узловых точек 1, 2, 3, являющихся вершинами треугольника и эквивалентной звезды, не меняются (рис.1).

Рис.1 - Преобразование треугольника сопротивлений в звезду и обратно

Сопротивления звезды рассчитаны по формулам:

Сопротивления треугольника рассчитаны по формулам:

; ;

2.2 Метод непосредственного применения законов Кирхгофа

1.Определяется число узлов схемы n и число ветвей в схеме m.

2.Произвольно выбирается направление токов во всех ветвях и направление обхода (m-n+1) контуров.

3.Составляется система из m уравнений, где (n-1) уравнений составляются по I закону Кирхгофа, и (m-n+1) уравнений - по II закону Кирхгофа.

4.Решается система m линейных уравнений, из которой определяются токи в ветвях.

2.3 Метод контурных токов

Позволяет сократить число уравнений системы до (m-n+1).

1.Определяется число узлов схемы n и число ветвей в схеме m.

2.Произвольно выбирается направление токов во всех ветвях и одинаковое (по часовой стрелке или против часовой стрелки) направление обхода (m-n+1) контуров.

3.Задаются контурные токи как собственные токи каждого независимого контура схемы. Их направление совпадает с выбранным направлением обхода контура.

4.Вычисляются:

• контурные э.д.с. как алгебраическая сумма входящих в контур э.д.с. источников;

• собственные сопротивления контуров как сумма всех входящих в контур сопротивлений;

• общие сопротивления контуров как сумма сопротивлений двух смежных контуров.

5.Составляется система из (m-n+1) уравнений по II закону Кирхгофа, в которых справа – контурные э.д.с., а слева – сумма падений напряжения, созданного контурным током своего контура на собственном сопротивлении контуров ( со знаком «+» ) и созданных контурными токами смежных контуров на общих сопротивлениях контуров ( со знаком «-»).

6.Решается система (m-n+1) линейных уравнений, из которых определяются контурные токи.

7.Определяются токи в ветвях через контурные токи. В ветвях, общих для смежных контуров, токи равны алгебраической сумме соответствующих контурных токов: