Расчетные задания по электротехнике

ЗАДАНИЕ 1

Линейные цепи постоянного тока

Задача. Для электрической схемы, соответствующей номеру варианта и изображенной на рис. 1.1 – 1.20, выполнить следующее:

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

2. Определить токи во всех ветвях схемы методом контурных токов.

3. Определить токи во всех ветвях схемы методом узловых потенциалов.

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

5. Составить баланс мощностей в исходной схеме (схеме с источником тока), вычислив суммарную мощность нагрузок (сопротивлений).

6. Определить ток I₁ в заданной по условию схеме с источником тока, используя теорему об активном двухполюснике и эквивалентном генераторе.

7. Начертить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура, включающего обе э.д.с.

Указания:

1. Ответвления к источнику тока, ток которого по условию равен нулю, на схемах контрольных работ не показывать.

2. Обозначая на схеме токи в ветвях, необходимо учесть, что ток через сопротивление, параллельное источнику тока, отличается от тока источника тока и тока через источник Э.Д.С.

3. Перед выполнением пп. 2 и 3 рекомендуется преобразовать источник тока в источник э.д.с. и вести расчет для полученной схемы.

4. В п. 6 при определении входного сопротивления двухполюсника следует преобразовать «треугольник» в эквивалентную «звезду».

5. Рекомендуется подумать о том, как можно выполнить пп.2 и3 без преобразования источника тока в источник э.д.с. В конце контрольной работы пояснить методику расчета в этом случае.

Указания к выбору варианта

Для студентов, фамилии которых начинаются с букв А – Е, за нулевой потенциал принять потенциал узла a; с букв Ж – М потенциал узла b; с букв Н – Т потенциал узла с; с букв У – Я потенциал узла d.

Величины сопротивлений, э.д.с. и токов источников тока для каждого варианта даны в табл. 1-1.

ЗАДАНИЕ 2

Электрические цепи синусоидального тока

Задача. Для электрической схемы, соответствующей номеру варианта (табл. 2-1) и изображенной на рис. 2.1 – 2.20, выполнить следующее:

1. На основании законов Кирхгофа составить в общем виде систему уравнений для расчета токов во всех ветвях цепи, записав ее в двух формах: а) дифференциальной; б) символической.

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

3. По результатам, полученным в п. 2, определить показания ваттметра двумя способами: а) с помощью выражения для комплексов тока и напряжения на ваттметре; б) по формуле U I cos φ. С помощью векторной диаграммы тока и напряжения, на которые реагирует ваттметр, пояснить определение угла φ = φ_u – φ_i.

Указания к выбору варианта

Для студентов, фамилии которых начинаются с букв А, Е, Л, Р, Ф, Щ, записать мгновенное значение тока i₁ ; с букв Б, Ж, М, С, Х,Э – тока i₂; с букв В, З, Н, Т, Ц, Ю – тока i₃; с букв Г, Д, И, О, У, Ш, Ч – тока i_к.з; с букв К, П, Я – напряжение u_х.х.

ЗАДАНИЕ 3

Трехфазные цепи

Задача . На рис. 3-1 – 3-20 приведены схемы трехфазных цепей. В каждой из них имеется трехфазный генератор (создающий трехфазную симметричную синусоидальную систему э.д.с.) и симметричная нагрузка. Значение амплитуды э.д.с. фазы генератора E_{A m}, периода Т, параметров R₁, R₂, L, C₁, C₂ приведены в баблю3-1. Начальную э.д.с. e_A принять нулевой. Требуется: определить мгновенное значение напряжения между заданными точками и подсчитать активную мощность трехфазной системы. (На рис. 3-1 – 3-20 буквы С и с поменять местами.)

Указания:

1. Сопротивления обмоток генератора полагать равными нулю.

2. Для вариантов, в которых нагрузки соединены треугольником, рекомендуется при расчете преобразовать ее в звезду.

3. При расчете символическим методом рекомендуется оперировать с комплексами действующих значений (не комплексными амплитудами).