rasch_lin_el_cep_12

Составители: В.С. Лукманов, И.Е. Чечулина, А.Р. Фатхиев, Е.В. Ларионова, Р.М. Кузнецова

УДК 621.3 (07) ББК 31.2(я7)

Расчет линейных электрических цепей: Методические указания к выполнению расчетно-графических работ по дисциплинам «Электротехника», «Электротехника и электроника», «Общая

авиационный технический университет: Сост.: В.С. Лукманов, И.Е. Чечулина, А.Р. Фатхиев, Е.В. Ларионова, Р.М. Кузнецова. – Уфа,

2012. – 34 с.

Соответствуют требованиям, предъявляемым государственным стандартом к содержанию дисциплин «Электротехника», «Электротехника и электроника», «Общая электротехника», «Общая электротехника и электроника», «Дополнительные главы электротехники и электроники» и «Спецглавы электричества».

Содержат задания на расчетно-графическую работу и рекомендации по ее выполнению. Включают расчет разветвленной линейной электрической цепи постоянного тока, однофазного синусоидального тока и расчет переходных процессов в линейных электрических цепях, с применением пакетов схемотехнического моделирования.

Предназначены для студентов очной и заочной формы обучения направления подготовки бакалавров и дипломированных специалистов инженерно-технического и инженерно-экономического профиля, изучающих дисциплины: «Электротехника», «Электротехника и электроника», «Общая электротехника», «Общая электротехника и

Рецензенты: канд. техн. наук, доцент каф. ТОЭ И.В. Вавилова доктор техн. наук, профессор каф. АСУ Куликов Г.Г.

©Уфимский государственный авиационный технический университет, 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Расчетно-графические работы (РГР) являются составной частью учебного процесса, способствуют более глубокому изучению дисциплины, позволяют научиться использовать на практике теоретические знания, а также учат навыкам работы с технической и справочной литературой, помогает более полно уяснить физический смысл явлений, протекающих в элементах электрических цепей, позволяет лучше запомнить основные параметры элементов.

В методических указаниях приведены задания на РГР, предназначенные для студентов очной и заочной формы обучения направления подготовки бакалавров и дипломированных специалистов по направлениям 220601 (220600) – « Управление

инновациями»; 060800 (080502) – « Экономика и управление на предприятии (связь)» 090104–« Комплексная защита объектов информации»; 200300 – « Биомедицинская инженерия»; 230100 – «Информатика и вычислительная техника»; 230101 – «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»; 230102 − «Автоматизированные системы обработки информации и управления»; 230104 – « Системы автоматизированного проектирования»; 230105 – « Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем»;230201– «Информационные системы и технологии», 190700 (190701) – «Организация перевозок и управление на транспорте»; 220501 – «Управление качеством»; 220201 – « Управление и информатика в технических системах»; 220201(220200) – « Автоматизация технологических процессов»; 220306 - «Компьютерные системы

управления качеством для автоматизированных производств»,

изучающих дисциплины «Электротехника», «Электротехника и электроника», «Общая электротехника», «Общая электротехника и электроника», «Дополнительные главы электротехники и электроники» и «Теоретические основы электротехники», составленные в соответствии с типовой программой для инженернотехнических инженерно-экономических специальностей высших учебных заведений.

Формирование вариантов заданий осуществлено с помощью ЭВМ. Значение параметров элементов схем, а в ряде случаев и топология расчетных схем, индивидуальны для каждого студента.

Каждое задание содержит поясняющий текст, рекомендации по преобразованию схемы и условие задачи.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

Цель РГР – сформировать у студента умения самостоятельного творческого аналитического и графического решения технических задач и использовать эти навыки при выполнении курсовых и выпускной квалификационной работ.

Выполнение РГР направлено на решение следующих основных задач:

−расширить и систематизировать знания, полученные при изучении дисциплин «Электротехника», «Электротехника и электроника», «Общая электротехника», «Общая электротехника и электроника», «Дополнительные главы электротехники и электроники» и «Теоретические основы электротехники»;

−формировать навыки расчета электрических цепей и закрепить изучение теоретического материала;

−совершенствовать навыки поиска и работы с необходимой справочной литературой и стандартами ЕСКД.

ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ

РГР выполняется на листах формата А4 и должна содержать следующие основные разделы:

∙расчетная схема с подклеенной машинной распечаткой индивидуального задания;

∙условия задачи;

∙расчет;

∙необходимые графики и диаграммы.

При оформлении работы следует руководствоваться следующими правилами:

1.Рисунки, графики, схемы, символы, размерности физических величин выполняются в соответствии с требованиями ГОСТа.

2.Расчет каждой искомой величины следует выполнять сначала в общем виде, а затем в полученную формулу подставить числовые значения и привести окончательный результат с указанием единицы

измерения. Решение задач не следует перегружать приведением всех алгебраических преобразований и арифметических расчетов.

3.Промежуточные расчеты и конечный результат должны быть ясно выделены из общего текста.

4.В ходе решения задачи не следует изменять однажды принятые направления токов, напряжений, номера узлов и т.д. При решении одной и той же задачи различными методами одна и та же величина должна обозначаться одним и тем же буквенным символом.

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ ПРИ ЗАЩИТЕ РАСЧЕТНОГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ

Защита РГР служит формой проверки успешного выполнения студентами заданий к РГР, усвоения учебного материала.

Защита проводится в соответствии с графиком самостоятельной работы студентов, до начала зачетной и экзаменационной сессии. Защита принимается преподавателем, проводившим практические и лабораторные занятия в группе или читающим лекции по данному курсу.

Отметка «зачтено» выставляется в случае успешного выполнения заданий РГР, правильного оформления пояснительной записки, положительного ответа на вопросы по теме расчетнографической работы.

1. Расчетно-графическая работа № 1

РАСЧЕТ ЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

4

Рис.1.1

1.1 Задание на расчетно-графическую работу

1.Составить на основании законов Кирхгофа систему уравнений для нахождения токов во всех ветвях расчетной схемы.

2.Определить токи во всех ветвях методом контурных токов.

3.Определить токи во всех ветвях схемы методом узловых потенциалов, приняв потенциал четвертого узла равным нулю.

4.Результаты расчета токов, проведенного двумя методами, свести в таблицу и сравнить их между собой.

5.Составить баланс мощностей в расчетной схеме, вычислив отдельно суммарную мощность источников электрической энергии и суммарную мощность нагрузок.

6.Определить ток I1, используя метод эквивалентного генератора.

7.Начертить в масштабе потенциальную диаграмму для любого контура, содержащего два источника ЭДС.

1.2. Методические рекомендации к выполнению

По исходной схеме электрической цепи и машинной распечатке индивидуального задания сформируйте свою расчетную схему.

Для этого участок цепи, где величина источника ЭДС приравнена к нулю – закоротите, а участок цепи, где величина источника тока приравнена к нулю - разомкните. Так, например, для индивидуального задания 111111-3 расчетная схема приобретает вид представленный на рис.1.2.

В машинной распечатке индивидуального задания сопротивления резисторов R указаны в Омах [Ом], величины источников ЭДС E − в вольтах [B], а источников тока J − в амперах [A].

Рис.1.2

Рекомендуется:

−Перед выполнением п.2 преобразовать источник тока Jk в источник ЭДС Ek, и расчет вести для полученной схемы, а затем совершить обратный переход;

−В п.6 при определении входного сопротивления двухполюсника следует применить преобразование соединения «треугольником» в соединение «звездой»;

−Отрицательные значения источников ЭДС и токов учитывать непосредственно при нахождении численных значений контурных ЭДС или узловых токов;

−Полученные результаты округлить до сотых долей.

2. Расчетно-графическая работа №2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ОДНОФАЗНОГО

СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

На рис. 2.1 представлена исходная схема электрической цепи.

b

Рис.2.1

2.1Задание на расчетно-графическую работу

1.Определить комплексы действующих значений токов во всех ветвях, воспользовавшись одним из методов расчета линейных электрических цепей.

2.Определить показания ваттметров.

3.Составить баланс активных и реактивных мощностей.

4.Построить в масштабе топографическую диаграмму напряжений, совместив ее с векторной диаграммой токов.

5.Записать в общем виде уравнения по законам Кирхгофа в дифференциальной и комплексной формах, полагая, что между двумя индуктивностями есть магнитная связь.

2.2. Методические рекомендации к выполнению

По исходной схеме электрической цепи и машинной распечатке индивидуального задания сформируйте свою расчетную схему.