Учебное пособие 1574

Составители: канд. физ.-мат.наук Л.В. Никифорова, доцент Т.В. Попова,

ст. преп. Ж.А. Ген

УДК 621.313

Задания и методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Электротехника» для студентов направления подготовки бакалавров 110800 «Агроинженерия» (профиль «Электроснабжение и электрооборудование сельскохозяйственных предприятий») заочной и заочной сокращенной форм обучения/ ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Л.В. Никифорова, Т.В. Попова, Ж.А. Ген. Воронеж, 2014. 63 с.

Методические указания предназначены для выполнения студентами заочной формы обучения контрольных работ по дисциплине «Электротехника». Работы содержат задания и подробные методические указания к выполнению расчетов.

Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе «Word», содержатся в файле АИ кр ЭТ.pdf.

Предназначены для студентов второго и третьего курсов. Табл. 15. Ил. 38. Библиогр.: 8 назв.

Рецензент канд. техн. наук, доц. В.А. Трубецкой Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. В.Л. Бурковский

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

©ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2014

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

1.Контрольные работы выполняются на отдельных листах произвольного формата или в отдельной тетради.

2.На титульном листе приводятся следующие данные: Воронежский государственный технический универси-

тет;

кафедра ЭАУТС; наименование контрольной работы; номер варианта;

фамилия и инициалы студента, шифр и номер группы; фамилия, инициалы преподавателя; город, год.

Пример оформления титульного листа приведен в приложении.

3.Номер варианта выбирается согласно последним двум цифрам в номере зачетной книжки.

4.Контрольная работа должна содержать: задание, исходные данные для расчета, исходную и преобразованную схемы; полный расчет по каждому пункту задания с необходимыми пояснениями, графиками и диаграммами; выводы.

5.Электрические схемы, графики и диаграммы выполняются согласно Госстандарту карандашом с помощью чертежных инструментов. Они приводятся в тексте контрольной работы по мере ссылки на них и нумеруются по порядку.

6.Векторные и временные диаграммы выполняются в масштабе, который указывается.

Например: mu=10 В/cм; mi=0,5 А/см

7.Все вычисления и преобразования в тексте задания сопровождаются пояснениями. Формулы и уравнения записываются в общем виде и затем в них производят подстановку числовых значений.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

1

Задача 1.1. Расчет линейных электрических цепей постоянного тока

Дана схема электрической цепи постоянного тока, содержащая источники и приемники электрической энергии.

Номер схемы выбирается на рис. 1.1 по последней цифре номера зачетной книжки студента, параметры элементов схемы выбираются по данным табл. 1.1 по предпоследней цифре номера зачетной книжки.

Задание:

1. Составить систему уравнений по законам Кирхгофа, необходимую для определения токов во всех ветвях схемы.

2. Рассчитать токи во всех ветвях схемы методом контурных токов и узловых потенциалов. Сравнить значения токов, полученных в результате расчетов разными методами. Результаты сравнения представить в виде таблицы.

3. Построить потенциальную диаграмму для контура, содержащего хотя бы один источник ЭДС.

4. Проверить выполнение баланса мощностей.

Таблица 1.1

Рис.1.1. Продолжение

Задача 1.2. Анализ линейной электрической цепи однофазного синусоидального тока

Дана схема электрической цепи однофазного синусоидального тока, содержащая источник ЭДС, резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы.

ЭДС источника изменяется во времени по синусоидаль-

ному закону: е(t)= Еm sin (314t+Ψе).

Номер схемы выбирается на рис. 1.2 по последней цифре номера зачетной книжки студента. Параметры R, L, C элементов схемы, амплитуда Еm и начальная фаза Ψе источника ЭДС выбираются по данным табл. 1.2 по предпоследней цифре номера зачетной книжки.

Задание:

1.На основании законов Кирхгофа записать систему уравнений для расчета токов во всех ветвях схемы в двух формах: а) дифференциальной; б) символической.

2.Рассчитать комплексные действующие значения токов во всех ветвях схемы и напряжения на всех еѐ элементах.

3.Построить векторную диаграмму токов и напряжений. Графически показать на векторной диаграмме выполнение законов Кирхгофа для исследуемой цепи.

4.Записать мгновенные значения тока ветви, не содержащей источник ЭДС, и напряжения на зажимах этой ветви. Построить в одних осях координат временные диаграммы

4

Задача 1.3. Анализ трехфазных цепей

1.3.1. Анализ трехфазных цепей при соединении фаз нагрузки «звездой»

К трехфазному генератору, создающему симметричную трехфазную систему ЭДС, фазы которого соединены по схеме «звезда», подключена нагрузка, соединенная «звездой» с нейтральным проводом.

Сопротивления фаз нагрузки Zа, Zb, Zс - последовательно соединенные R, L, C- элементы, состав которых в каждой фазе согласно варианту приведен в табл. 1.3. Значение фазного напряжения генератора и параметры элементов нагрузки заданы в табл. 1.4. Сопротивления нейтрального и линейных проводов равны нулю.

Состав элементов R, L, C в фазах выбирается по последней цифре номера зачетной книжки студента по данным табл. 1.3. Фазное напряжение генератора и параметры элементов нагрузки выбираются по предпоследней цифре номера зачетной книжки студента по данным табл. 1.4.

Задание:

1.По составу элементов каждой фазы начертить принципиальную схему трехфазной электрической цепи, фазы нагрузки которой соединены по схеме «звезда».

2.Рассчитать фазные и линейные токи и напряжения полнофазного режима цепи. Определить активную, реактивную и полную мощности нагрузки. Построить топографическую диаграмму, совмещенную с векторной диаграммой токов.

3.Рассчитать фазные и линейные токи и напряжения неполнофазного режима цепи (режим короткого замыкания

Zф=0; обрыв фазного провода Zф=∞). Построить топографическую диаграмму, совмещенную с векторной диаграммой токов.

7

Наличие короткого замыкания или отключения в фазе определяется по предпоследней цифре номера зачетной книжки студента по данным табл. 1.3.

Примечание: Если неполнофазный режим обусловлен коротким замыканием в одной из фаз, то нейтральный провод отключается.