МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования  «ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерно-технический институт

Кафедра ЭЭ и ЭТ

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ "ТОЭ"

ТЕМА "Исследование и анализ статических полей"

Специальность - 140604 " Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов"

Студент гр.

фамилия, имя, отчество

Дата_____________ Подпись студента_________________

Допустить к защите:________________( И.В.Сидорова)

Защита проекта состоится ______

Дата защиты ________ Оценка _______________

Председатель комиссии______________(И.В.Сидорова)

Череповец 2015

1. Расчет и построение электрического поля двух цилиндров

Общей задачей расчета электрического поля является определение напряженности в каждой его точке. Задача считается решенной, если найдено распределение потенциала как функции координат.

Распределение потенциала в плоскости тел, а также распределение зарядов на их поверхности и расчет емкости между телами может быть определен по картине распределения электрического поля, создаваемого поверхностными зарядами тел.

Электрическое поле двух цилиндров, рассматривают как плоскопараллельное поле, т.е. изменением поля по координате Z пренебрегают. В этом случае картина поля, представляющая собой совокупность эквипотенциальных линий и линий напряженности поля, во всех плоскостях, перпендикулярных оси 0Z будет одинакова и достаточно исследовать поле только в комплексной плоскости X0Y.

Построение картин поля двух цилиндров имеющих круговые сечения различных радиусов, выполняется аналогично построению поля двух линейных проводов. Действительно, всегда можно так расположить оси линейных проводов, чтобы в их поле две поверхности с равными потенциалами совпали с поверхностями проводящих цилиндров. В этом случае поле в диэлектрике окружающем цилиндры, будет описываться теми же уравнениями, что и поле двух бесконечно длинных цилиндров кругового сечения с параллельными осями, расположенными в воздухе.

Требуется:

1. Построить картину поля в плоскости перпендикулярной оси

проводников (X0Y) и нанести на ней линии равного потенциала через ΔU=U₀/10.

При построении рекомендуется следующая последовательность:

1.1 Вычислить расстояния h1 и h2 от геометрических осей до плоскости нулевого потенциала и определить положение электрических осей эквивалентных проводов;

1.2 Вычислить радиусы окружностей равного потенциала;

1.3 Построить окружности равного потенциала на основании расчета;

1.4 Вычислить координаты центра линий напряженности поля;

1.5 Построить линии напряженности поля на основании расчета;

2. Определить максимальный градиент потенциала электрического поля;

3. Построить кривую распределения заряда на поверхности одного из цилиндров;

4. Произвести расчеты емкости между цилиндрами на единицу длины цилиндра.

Варианты заданий для первой части работы

№ варианта	№ схемы	R1, м	R2, м	D, м	U0, кВ
1	1	0,010	0,010	0,17	4
2	1	0,015	0,011	0,13	5
3	1	0,015	0,020	0,15	6
4	1	0,025	0,012	0,25	1
5	1	0,025	0,030	0,13	2
6	1	0,035	0,015	0,2	3
7	1	0,035	0,040	0,16	4
8	1	0,045	0,016	0,15	5
9	1	0,050	0,010	0,14	6
10	1	0,035	0,013	0,15	1
11	1	0,010	0,015	0,17	2
12	1	0,015	0,012	0,25	3
13	1	0,020	0,025	0,15	4
14	1	0,025	0,013	0,2	5
15	1	0,030	0,035	0,13	6
16	1	0,035	0,016	0,21	1
17	1	0,040	0,025	0,16	2
18	1	0,045	0,015	0,15	3
19	1	0,050	0,020	0,14	4
20	1	0,040	0,010	0,2	5
21	1	0,010	0,055	0,17	6
22	1	0,030	0,014	0,2	1
23	1	0,020	0,045	0,15	2
24	1	0,025	0,013	0,25	3
25	1	0,030	0,025	0,13	4
26	1	0,010	0,015	0,25	5
27	1	0,040	0,015	0,15	6
28	1	0,045	0,016	0,18	1
29	1	0,015	0,015	0,15	6
30	1	0,045	0,011	0,11	1

Рис.1- Схема №1

Рис.2- Схема №2

Пример расчета:

Исходные данные: схема №1, R₁=0,03 м ; R₂=0,035 м ; D=0,15м ;

U₀=4 кВ.