Методические рекомендации по выполнению расчетной работы № 2 на тему Электрическая цепь синусоидального тока

Целью выполнения данной расчетной работы является получение навыка расчета разветвленных линейных электрических цепей переменного синусоидального тока с несколькими источниками ЭДС, изучение методов расчета и анализа электрических цепей переменного тока. В результате студент должен закрепить навыки расчета электрических цепей символическим методом.

Согласно заданию в двухконтурной электрической цепи переменного синусоидального тока необходимо несколькими методами рассчитать токи в ветвях, сравнить полученные результаты, рассчитать мощности, определить показания ваттметра и построить топографическую диаграмму цепи.

вариант задания расчетной работы, выполняемой по данной теме, выбирается из приложения к данному учебному пособию либо выдается преподавателем. Каждый вариант отличатся от другого либо значениями исходных данных, либо схемой электрической цепи (ЭЦ).

Прежде чем приступить к расчетам, необходимо изучить соответствующий раздел курса теоретических основ электротехники и ответить на контрольные вопросы.

Вопросы для самоконтроля

• Что такое период, угловая частота, частота, фаза, начальная фаза? Единицы их измерения.

• Что называется мгновенным, действующим и средним значением переменного тока?

• Как сложить гармонические колебания одинаковых частот (разных чаcтот)?

• Как представить гармонические колебания с помощью векторов?

• Как определить разность фаз между напряжением и током на зажимах R, L и С элементов?

• Как определить разность фаз между напряжением и током на зажимах последовательных и параллельных RL, RС и RLC- цепей?

• Как представить синусоидальные токи, напряжения и ЭДС комплексными числами?

• Как используют векторные диаграммы при расчетах электрических цепей?

• Что такое комплексное сопротивление, комплексная проводимость электрической цепи? Как они вычисляются?

• Как от показательной формы представления комплексного числа перейти к алгебраической форме и обратно?

• Какова последовательность расчета простых разветвленных и неразветвленных цепей синусоидального тока символическим методом?

• Поясните принцип действия генератора переменного тока.

• Каков физический смысл понятий активной, реактивной, полной мощности? Единицы измерений.

• Что такое резонанс напряжений? Условия его возникновения и физические явления, его сопровождающие.

• Что такое резонанс токов? Условия его возникновения и физические явления, его сопровождающие.

• Для чего и как повышают коэффициент мощности в цепях переменного тока?

• Как рассчитать емкость конденсатора для компенсации реактивной мощности?

Согласно заданию требуется рассчитать токи и напряжения в цепи методом контурных токов, двух узлов и методом эквивалентного генератора, а также построить круговую диаграмму тока одной из ветвей.

П ри расчете цепи методом контурных токов методика расчета остается прежней, как и для цепи постоянного тока, но параметры цепи, токи и напряжения записываются в комплексной форме. Система уравнений имеет вид:

Z₁₁·I₁₁ + Z₁₂·I₂₂ + Z₁₃·I₃₃+…+ Z_1k·I_kk = E₁₁;

Z₂₁·I₁₁ + Z₂₂·I₂₂ + Z₂₃·I₃₃+…+ Z_2k·I_kk = E₂₂;

Z₃₁·I₁₁ + Z₃₂·I₂₂ + Z₃₃·I₃₃+…+ Z_3k·I_kk = E₃₃;

…………………………………………….

Z_k1·I₁₁ + Z_k2·I₂₂ + Z_k3·I₃₃+…+ Z_kk·I_kk = E_kk..