Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Волгодонский инженерно-технический институт – филиал НИЯУ МИФИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ»

г. Волгодонск, 2015 г.

УДК 621.3.01

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ»

Настоящие методические указания содержат рекомендации по решению и задания для выполнения контрольных работ по дисциплине «Теоретические основы электротехники». В начале разделов приводятся теоретические сведения, а так же примеры выполнения задач. / ВИТИ НИЯУ МИФИ. – Волгодонск, 2015. – 61 с.

© ВИТИ НИЯУ МИФИ, 2015

Содержание

Введение 4

1 Задание №1. Цепи постоянного тока 5

1.1 Теоретические положения 7

1.2 Задача 1 18

1.3 Задача 2 21

1.4 Задача 3 23

1.5 Задача 4 25

2 Задание №2. Цепи однофазного синусоидального тока 27

2.1 Теоретические положения 27

2.2 Пример выполнения задания 41

2.3 Задание на расчетно-графическую работу 52

3 Расчет характеристик трехфазного трансформатора 57

3.1 Методические указания к решению 3-ей задачи 57

3.2 Задание на расчетно-графическую работу 58

Список использованной литературы 60

Введение

Данные методические указания предназначены для студентов очной и заочной формы обучения для выполнения контрольных работ по дисциплине «Теоретические основы электротехники».

Целью контрольной работы является ознакомление с основами электротехники и электроснабжения, изучение основных законов и методов упрощения электрических цепей и расчета их параметров.

Методические указания включают в себя 3 задания, а так же теоретические данные и примеры выполнения. Задания построены по вариантной схеме и состоят из таблиц вариантов и набора рисунков электрических цепей.

1 Задание №1. Цепи постоянного тока

Задачей расчета электрической цепи является определение токов в ее ветвях, потенциалов узлов, напряжений на отдельных участках (элементах) с последующей проверкой полученных результатов при помощи баланса мощностей. В процессе расчета часто применяют эквивалентные преобразования, которые заклю­чаются в замене отдельных участков цепи более простыми. Замену осуществляют так, чтобы в остальной части цепи напряжения и токи не изменились. В результате эквивалентных преобразований упрощается исходная цепь и облегчается её расчет.

Электрической схемой называется графическое изображение электрической цепи. Она показывает, как осуществляется соединение элементов цепи.

Ветвью называется участок цепи, образованный одним или несколькими последовательно включенными элементами, по которым течет один и тот же ток.

Рисунок 1

Так, в схеме (рисунок 1) три ветви. Первая образована элементами Е, R₁, R₂; вторая – R₃, J; третья – одним сопротивлением R₄. Узлом называется место соединения трех и более ветвей (точки "а" и "b" в схеме рисунок 1). Пассивными называются ветви, не содержащие источников электрической энергии. Пример пассивного элемента – электрическое сопротивление R, в котором происходит преобразование электрической энергии в тепловую.

Ветви, содержащие источники энергии, называются активными. Источниками электрической энергии являются генерирующие устройства, в которых энергия того или иного вида преобразуется в электрическую. В процессе расчета электрических цепей пользуются идеальными и реальными источниками ЭДС и тока.

Идеальным источником ЭДС (рисунок 2) называется активный элемент с двумя выводами, напряжение на зажимах которого не зависит от тока, протекающего через источник, т. е U_ab = Е.

И деальный источник ЭДС является источником бесконечной мощности, его внутреннее сопротивление равно нулю. Стрелка внутри источника указывает на направление возрастания потенциала. У реального источника ЭДС конечной мощности (рисунок 3) внутреннее сопротивление R₀ не равно нулю. При увеличении тока, отдаваемого в нагрузку, происходит уменьшение напряжения U_ab.

Рисунок 2 Рисунок 3

Идеальным источником тока (рисунок 4) называется активный элемент с двумя выводами, ток которого не зависит от напряжения U_ab на его зажимах. Идеальный источник является источником бесконечной мощности. Его внутренняя проводимость равна нулю, а внутреннее сопротивление – бесконечно велико. Схема замещения реального источника тока конечной мощности приведена на рисунке 5

Рисунок 4 Рисунок 5