- •«Северный (Арктический) федеральный университет имени м.В. Ломоносова»
- •Isbn 5-7723-0728-2 © сафу, 2012 г. Требования к выполнению расчетно-графических работ
- •Основные сведения по расчету цепей постоянного тока
- •Элементы электрической цепи.
- •Закон Ома.
- •Законы Кирхгофа.
- •Методика расчета цепей постоянного тока.
- •Замена последовательно соединенных сопротивлений одним эквивалентным.
- •Замена параллельно соединенных сопротивлений одним эквивалентным.
- •Метод эквивалентного генератора.
- •Метод замены нескольких соединенных параллельно источников э. Д. С. Одним эквивалентным.
- •Метод замены параллельно соединенных источников тока одним эквивалентным.
- •Баланс мощностей.
- •Краткая характеристика методов расчета электрических цепей
- •Потенциальная диаграмма.
- •Основные сведения по расчету цепей пЕремЕнного тока
- •Комплексные выражения синусоидальной функции времени, ее производной и интеграла см. В табл. 1.
- •Элементы электрической цепи переменного тока: пассивные и активные.
- •Законы Ома и Кирхгофа для цепей переменного тока.
- •Последовательное и параллельное соединение сопротивлений и проводимостей.
- •О применимости методов расчета цепей постоянного тока к расчетам цепей синусоидального тока.
- •Мощность в цепи синусоидального тока.
- •Треугольники токов, напряжений, сопротивлений, проводимостей и мощностей.
- •Векторные и топографические диаграммы.
- •Теоретические положения по магнитосвязанным цепям
- •Последовательное соединение магнитосвязанных катушек.
- •Параллельное соединение магнитосвязанных катушек.
- •Задание 1 методы расчета сложных цепей постоянного тока
- •Задание 2 расчет простых цепей перменного тока символическим методом
- •Задание 3 расчет цепей переменного тока с взаимоиндуктивностью
- •Примеры расчета сложных цепей постоянного тока
- •Расчет по законам Кирхгофа
- •Расчет методом контурных токов
- •Потенциальные диаграммы.
- •3. Расчет методом узловых напряжений (потенциалов)
- •4. Расчет методом наложения .
- •5. Расчет методом эквивалентного генератора
- •6. Расчет методом трансфигурации
- •Пример расчёта простых цепей переменного тока символическим методом
- •Пример расчёта цепей переменного тока со взаимоиндуктивностью
- •Литература
- •Содержание
- •Часть I
Задание 3 расчет цепей переменного тока с взаимоиндуктивностью
Для заданной электрической схемы, соответствующей номеру варианта, с учетом параметров (таблица 3.1) и заданным способом включения магнитосвязанных катушек индуктивности, необходимо выполнить следующее:
1. Начертить заданную схему и ее схему замещения, выписав параметры заданные для данной цепи из таблицы 3.1.
2. Указать на схеме магнитные связи и промаркировать зажимы катушек, задавшись положительным направлением токов в катушках.
3. Составить необходимое число уравнений по первому и второму законам Кирхгофа для определения неизвестных токов в ветвях схемы.
4. Вычислить токи во всех ветвях схемы по законам Кирхгофа.
5. Определить комплексы падений напряжений на каждом приемнике.
6. Вычислить комплексы мощности источников и приемников и составить уравнение баланса мощностей. Составить расчет комплексов мощностей.
7. Вычислить комплексы значения потенциалов всех точек схемы. Для чего необходимо:
Вычертить электрическую цепь с указанием всех токов в схеме. Промаркировать все точки схемы между которыми происходит изменение потенциала.
Принимая потенциал одной из точек известным и равным нулю, вычислить потенциалы всех точек схемы. При расчете точки, которые в явном виде отсутствуют в схеме (образуются за счет напряжения взаимоиндуктивности) рекомендуется обозначать штрихами.
8. Построить топографическую диаграмму напряжений, совмещенную с полярной диаграммой токов, в такой последовательности:
Выбрать масштаб для токов и построить векторы токов в комплексной плоскости.
Проверить справедливость первого закона Кирхгофа для комплексов токов по векторной диаграмме токов, изображенных в комплексной плоскости.
Выбрать независимые контуры и направления их обхода.
Учитывая, что умножение любого комплекса на +j или -j означает поворот комплекса на +/2 или -/2 по отношению к исходному, необходимо обойти замкнутые контуры и построить векторные диаграммы комплексных падений напряжений.
Проверить фазовые сдвиги между токами и соответствующими напряжениями.
Определить по топографической диаграмме точки в схеме между которыми будет наименьшая разность потенциалов, и записать напряжения между этими точками как комплексную и временную функцию.
9. Результаты расчетов занести в таблицу 3.2.
Вариант |
Схема |
Связь между катушками |
Параметры элементов | ||||||||||||
N катушек |
Xm, Ом |
E1, В |
E2, В |
Ф12, эл.гр |
R1, Ом |
R2, Ом |
R3, Ом |
Xl1, Ом |
Xl2, Ом |
Xl3, Ом |
Xc1, Ом |
Xc2, Ом |
Xc3, Ом | ||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
1 |
1 |
1-2 |
3 |
100 |
120 |
30 |
4 |
6 |
10 |
6 |
5 |
7 |
2 |
6 |
6 |
2 |
2 |
1-2 |
3 |
100 |
120 |
-30 |
6 |
4 |
8 |
6 |
5 |
7 |
3 |
3 |
5 |
3 |
3 |
2-3 |
3 |
120 |
100 |
30 |
8 |
10 |
6 |
6 |
5 |
7 |
4 |
2 |
4 |
4 |
4 |
2-3 |
3 |
120 |
100 |
-30 |
10 |
8 |
4 |
6 |
5 |
7 |
5 |
4 |
3 |
5 |
5 |
1-3 |
3 |
100 |
120 |
60 |
4 |
6 |
10 |
6 |
5 |
7 |
6 |
5 |
2 |
6 |
6 |
1-3 |
-4 |
100 |
120 |
-60 |
6 |
4 |
8 |
5 |
6 |
8 |
2 |
6 |
6 |
7 |
7 |
1-2 |
-4 |
120 |
100 |
60 |
8 |
10 |
6 |
5 |
6 |
8 |
3 |
3 |
5 |
8 |
8 |
1-2 |
-4 |
120 |
100 |
-60 |
10 |
8 |
4 |
5 |
6 |
8 |
4 |
2 |
4 |
9 |
9 |
2-3 |
-4 |
100 |
120 |
90 |
4 |
6 |
10 |
5 |
6 |
8 |
5 |
4 |
3 |
10 |
10 |
2-3 |
-4 |
100 |
120 |
-90 |
6 |
4 |
8 |
5 |
6 |
8 |
6 |
5 |
2 |
11 |
11 |
1-3 |
-3 |
120 |
100 |
90 |
8 |
10 |
6 |
8 |
7 |
5 |
2 |
6 |
6 |
12 |
12 |
1-3 |
-3 |
120 |
100 |
-90 |
10 |
8 |
4 |
8 |
7 |
5 |
3 |
3 |
5 |
13 |
13 |
2-1 |
-3 |
100 |
100 |
30 |
4 |
6 |
10 |
8 |
7 |
5 |
4 |
2 |
4 |
14 |
14 |
2-1 |
-3 |
100 |
100 |
-30 |
6 |
4 |
8 |
8 |
7 |
5 |
5 |
4 |
3 |
15 |
15 |
2-3 |
-3 |
120 |
120 |
30 |
8 |
10 |
6 |
8 |
7 |
5 |
6 |
5 |
2 |
16 |
16 |
2-3 |
4 |
120 |
120 |
-30 |
10 |
8 |
4 |
10 |
8 |
7 |
2 |
6 |
6 |
17 |
17 |
3-1 |
4 |
100 |
100 |
60 |
4 |
6 |
10 |
10 |
8 |
7 |
3 |
3 |
5 |
18 |
18 |
3-1 |
4 |
100 |
100 |
-60 |
6 |
4 |
8 |
10 |
8 |
7 |
4 |
2 |
4 |
19 |
19 |
1-2 |
4 |
120 |
120 |
60 |
8 |
10 |
6 |
10 |
8 |
7 |
5 |
4 |
3 |
20 |
20 |
1-2 |
4 |
120 |
120 |
-60 |
10 |
8 |
4 |
10 |
8 |
7 |
6 |
5 |
2 |
21 |
21 |
1-3 |
-3 |
100 |
100 |
90 |
4 |
6 |
10 |
7 |
10 |
8 |
2 |
6 |
6 |
22 |
22 |
1-3 |
-3 |
100 |
100 |
-90 |
6 |
4 |
8 |
7 |
10 |
8 |
3 |
3 |
5 |
23 |
23 |
2-3 |
-3 |
120 |
120 |
90 |
8 |
10 |
6 |
7 |
10 |
8 |
4 |
2 |
4 |
24 |
24 |
2-3 |
-3 |
120 |
120 |
-90 |
10 |
8 |
4 |
7 |
10 |
8 |
5 |
4 |
3 |
25 |
25 |
3-1 |
-3 |
110 |
100 |
30 |
4 |
6 |
10 |
7 |
10 |
8 |
6 |
5 |
2 |
26 |
1 |
3-1 |
6 |
110 |
100 |
-30 |
6 |
4 |
8 |
8 |
7 |
10 |
2 |
6 |
6 |
27 |
2 |
3-2 |
6 |
100 |
110 |
30 |
8 |
10 |
6 |
8 |
7 |
10 |
3 |
3 |
5 |
28 |
3 |
3-2 |
6 |
100 |
110 |
-30 |
10 |
8 |
4 |
8 |
7 |
10 |
4 |
2 |
4 |
29 |
4 |
1-2 |
6 |
100 |
110 |
60 |
4 |
6 |
10 |
8 |
7 |
10 |
5 |
4 |
3 |
30 |
5 |
1-2 |
6 |
100 |
110 |
-60 |
6 |
4 |
8 |
8 |
7 |
10 |
6 |
5 |
2 |
31 |
6 |
1-3 |
-8 |
110 |
100 |
60 |
8 |
10 |
6 |
9 |
10 |
8 |
2 |
6 |
6 |
32 |
7 |
1-3 |
-8 |
110 |
100 |
-60 |
10 |
8 |
4 |
9 |
10 |
8 |
3 |
3 |
5 |
33 |
8 |
2-3 |
-8 |
100 |
110 |
90 |
4 |
6 |
10 |
9 |
10 |
8 |
4 |
2 |
4 |
34 |
9 |
2-3 |
-8 |
100 |
110 |
-90 |
6 |
4 |
8 |
9 |
10 |
8 |
5 |
4 |
3 |
35 |
10 |
3-1 |
-8 |
110 |
100 |
90 |
8 |
10 |
6 |
9 |
10 |
8 |
6 |
5 |
2 |
36 |
11 |
3-1 |
6 |
110 |
100 |
-90 |
10 |
8 |
4 |
10 |
8 |
9 |
2 |
6 |
6 |
37 |
12 |
3-2 |
6 |
110 |
110 |
30 |
4 |
6 |
10 |
10 |
8 |
9 |
3 |
3 |
5 |
38 |
13 |
3-2 |
6 |
110 |
110 |
-30 |
6 |
4 |
8 |
10 |
8 |
9 |
4 |
2 |
4 |
39 |
14 |
1-2 |
6 |
110 |
110 |
60 |
8 |
10 |
6 |
10 |
8 |
9 |
5 |
4 |
3 |
40 |
15 |
1-2 |
6 |
110 |
110 |
-60 |
10 |
8 |
4 |
10 |
8 |
9 |
6 |
5 |
2 |
41 |
16 |
2-3 |
-8 |
100 |
130 |
30 |
4 |
6 |
10 |
12 |
10 |
8 |
2 |
6 |
6 |
42 |
17 |
2-3 |
-8 |
100 |
130 |
-30 |
6 |
4 |
8 |
12 |
10 |
8 |
3 |
3 |
5 |
43 |
18 |
1-3 |
-8 |
130 |
100 |
30 |
8 |
10 |
6 |
12 |
10 |
8 |
4 |
2 |
4 |
44 |
19 |
1-3 |
-8 |
130 |
100 |
-30 |
10 |
8 |
4 |
12 |
10 |
8 |
5 |
4 |
3 |
45 |
20 |
1-2 |
-8 |
100 |
130 |
60 |
4 |
6 |
10 |
12 |
10 |
8 |
6 |
5 |
2 |
|
21 |
1-2 |
6 |
100 |
130 |
-60 |
6 |
4 |
8 |
8 |
12 |
10 |
2 |
6 |
6 |
47 |
22 |
2-3 |
6 |
130 |
100 |
60 |
8 |
10 |
6 |
8 |
12 |
10 |
3 |
3 |
5 |
48 |
23 |
2-3 |
6 |
130 |
100 |
-60 |
10 |
8 |
4 |
8 |
12 |
10 |
4 |
2 |
4 |
49 |
24 |
1-3 |
6 |
100 |
130 |
90 |
4 |
6 |
10 |
8 |
12 |
10 |
5 |
4 |
3 |
50 |
25 |
1-3 |
6 |
100 |
130 |
-90 |
6 |
4 |
8 |
8 |
12 |
10 |
6 |
5 |
2 |
Таблица 3.2
Номер приемника |
Схема ветви |
Umn, В |
Imn, А |
Ф, град |
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
Варианты схем для третьего задания
Варианты схем для третьего задания (продолжение)
Варианты схем для третьего задания (окончание)