Управление образования Могилевского облисполкома
Учреждение образования
«Бобруйский государственный
электротехнический колледж им. А. И. Черныша»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
на тему: АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
по дисциплине: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
Учащийся Петренко Вадима Олеговича
Курс 2, группа 13С
Специальность ПиТЭПиА
Руководитель Рудой Игорь Флександрович
Бобруйск 2014 Содержание
Введение ……………………………………………………………….стр.4
1 Анализ электрического состояния цепей постоянного тока ………стр.5
1.1 Расчет линейных электрических цепей постоянного тока. …….стр.5
1.2 Расчет нелинейных электрических цепей постоянного тока графическим методом ………………………………………………………стр.18
2 Анализ электрического состояния линейных электрических цепей переменного тока ………………………………………………………….стр.21
2.1 Расчет однофазной электрической цепи ……………………….стр.21
2.2 Расчета трехфазной цепи переменного тока ……………………стр.26
Литература…………………………………………………………….стр.28
Введение
Из всех видов энергии в настоящее время наиболее широко применяется электромагнитная энергия, которую в практике обычно называют электрической.
Энергия - это количественная мера движения и взаимодействия всех форм материи. Для любого вида энергии можно назвать материальный объект, который является ее носителем.
Механическую энергию несут, например, вода, падающая на лопасти гидротурбины, заведенная пружина; тепловую - нагретый газ, пар, горячая вода.
Носителем электрической энергии является особая форма материи -электромагнитное поле, главная особенность которого состоит в том, что оно оказывает силовое воздействие на электрически заряженные частицы, зависящее от их скорости и величины заряда. Это свойство электромагнитного поля является основой связанных между собой электрических и магнитных явлений, известных из курса физики, -взаимодействия электрически заряженных или намагниченных тел, электрического тока, электромагнитной индукции и др.
Использованием этих явлений для получения, передачи и преобразования электрической энергии занимается электротехника.
1 Анализ электрического состояния цепей постоянного тока
Анализом электрических цепей называют определение токов в ее ветвях. Существует несколько методов расчета электрических цепей: метод наложения, на основании законов Кирхгофа (метод узловых и контурных уравнений), метод эквивалентного генератора, метод контурных токов.
Основная цель расчета электрической цепи заключается в определении токов в ее ветвях. Зная токи, нетрудно найти напряжение и мощности ветвей и отдельных элементов цепи.
Величина токов, напряжений, мощностей дают возможность оценить условия и эффективность работы электротехнического оборудования и приборов во всех участках электрической цепи.
Вариант 18.
Исходные данные:
Таблица 1.Электрические данные схемы
E1 B |
E2 B |
R1 Oм |
R2 Oм |
R3 Oм |
R4 Oм |
R5 Oм |
R6 Oм |
r01 Oм |
r02 Oм |
30 |
40 |
16 |
63 |
34 |
42 |
25 |
52 |
3 |
2 |
Запишем систему уравнений для рассматриваемой схемы
I1-6
–
I3
– I4
= 0
(узел
2)
I1-6 – I2 – I4 + I5 = 0 (узел 4)
E1 = I1-6 (R1 + R6 + r01) + I3R3 – I5R5 (контур 1, 2, 5, 6,7)
–E2 = –I2 (R2 + r02) – I5R5 (контур 5, 4, 6)
E2 = I2 (R2 + r02) + I3R3 – I4 R4 (контур 2, 3, 4,5)
Подставляем численные значения сопротивлений и ЭДС, получаем:
I1-6
–
I3
– I4
= 0
I1-6 – I2 – I4 + I5 = 0
71I1 + 34I3 – 25I5 =30
–65I2 – 25I5 = – 40
65I2 + 34I3 – 42 I4 =40
Решение
Главный определитель
Δ = |
|
= 797785 |
|
1 определитель, для вычисления I1-6.
Δ1 = |
|
= 295950 |
|
2 определитель, для вычисления I2
Δ2 = |
|
= 417460 |
|
1
3 определитель, для вычисления I3
Δ3 = |
|
= 226400 |
|
4 определитель, для вычисления I4
Δ4 = |
|
= 69550 |
|
5 определитель, для вычисления I5
Δ5 = |
|
= 191060 |
|
Данная система уравнений имеет решения: I1-6 = Δ1/Δ ≈ 0,37 А I4 = Δ4/Δ ≈ 0,09 А I5 = Δ5/Δ ≈ 0,24 А I2 = Δ2/Δ ≈ 0,52 А I3 = Δ3/Δ ≈ 0,28 А
Метод
контурных токов
Запишем систему уравнений для рассматриваемой схемы
E1 = Ik1 (R1 + R3 + R5 + R6 + r01) + Ik2 R5 + Ik3 R3 (контур 1, 2, 5, 6,7)
–E2 = Ik2 (R2 + R5 + r02) + Ik1R5 – Ik3 (R2 + r02) (контур 5, 4, 6)
E2 = Ik3 (R2 + R3 + R4 + r02) + Ik1 R3 – Ik2 (R2 + r02) (контур 2, 3, 4,5)
Подставляем численные значения сопротивлений и ЭДС, получаем:
30 = Ik1 (16 + 34 + 25 + 52 + 3) + Ik2 25 + Ik3 34
– 40 = Ik2 (63 + 25 + 2) + Ik125 – Ik3 (63 + 2)
40 = Ik3 (63 + 34 + 42 + 2) + Ik134 – Ik2 (63 + 2)
Или:
130Ik1 + 25Ik2 + 34Ik3 =30
25Ik1 + 90Ik2 – 65Ik3 = – 40
34Ik1 – 65Ik2 +141Ik3 = 40
Решение
Главный определитель
Δ = |
|
= 797785 |
|
1 определитель, для вычисления Ik1
Δ1 = |
|
= 295950 |
|
2 определитель, для вычисления Ik2
Δ2 = |
|
= -487010 |
|
3
определитель , для вычисления Ik3
Δ3 = |
|
= -69550 |
|
Данная система уравнений имеет решения: Ik1 = Δ1/Δ ≈ 0,37 А Ik2 = Δ2/Δ ≈ – 0,61А Ik3 = Δ3/Δ ≈ – 0,09 А
Действительные токи:
I1-6 = Ik1 = 0,37А
I2 = Ik3 – Ik2 = – 0,09 – (– 0,61) = 0,52 А
I3 = Ik1 + Ik3= 0,37– 0,09 = 0,28 А
I4 = – Ik3 = 0,09 А
I5 = – (Ik1 + Ik2) = – (0,37– 0,61) = 0,24 А
Multisim 11
Результаты расчетов
Методы расчета |
I1-6 (A) |
I2 (A) |
I3 (A) |
I4 (A) |
I5 (A) |
По законам Кирхгофа |
0,37 |
0,52 |
0,28 |
0,09 |
0,24 |
Метод контурных токов |
0,37 |
0,52 |
0,28 |
0,09 |
0,24 |
Multisim 11 |
0,371 |
0,523 |
0,284 |
0,087 |
0,239 |
Баланс мощностей
Мощность источника:
Ристочника = E1 I1-6 + E2 I2
Ристочника = 30 0,37 + 40 0,52 = 31,9 Вт
Мощность приемника:
Рприемника = I1-6 2(R1 + R6 + r01) + I22(R2+ r02) + I32R3 + I42R4 + I52R5
Рприемника = 0,1369(16 + 52 + 3) + 0,2704(63 + 2) + 0,0784 34 + 0,0081 42 +
+ 0,0576 25 = 9,7199 + 17,576 + 2,6656 + 0,3402 + 1,44 = 31,8 Вт
Ристочника ≈ Рприемника ≈ 31,8 Вт
Баланс мощностей сошелся.