
- •Министерство образования Республики Беларусь
- •Введение
- •1 Электрические цепи постоянного тока
- •1.1 Основные понятия об электрической цепи
- •1.2 Основные законы электрических цепей
- •1.3 Расчет простых цепей постоянного тока
- •1.4 Расчет сложных цепей постоянного тока
- •1.4.1 Методика расчета сложной цепи с помощью непосредственного применения законов Кирхгофа
- •6 Решаем любым способом полученную систему относительно токов ветвей и определяем их.
- •1.4.2 Методика расчета цепи методом контурных токов
- •1.4.3 Метод межузлового напряжения
- •Пример 1.4. Расчёт сложной цепи методом межузлового напряжения
- •Рассчитываем проводимости всех ветвей:
- •Для определения межузлового напряжения используем выражение (1.20)
- •Потенциальная диаграмма
- •Контрольные вопросы
- •2 Электрические цепи переменного тока
- •2.1 Основные понятия об однофазном переменном токе
- •Полное сопротивление цепи переменного тока при последовательном соединении r, l и c
- •Полная мощность цепи переменного тока
- •2.2 Расчёт цепейпеременного тока
- •2.2.1 Применение комплексных чисел для расчета цепей переменного тока
- •Комплексным числом называют выражение вида
- •Аргумент этого числа
- •Вещественная часть
- •Для определения полной мощности на участке или во всей цепи используется выражение вида
- •Пример 2.1. Расчёт разветвлённой цепи переменного тока
- •Изображение напряжения на входе цепи в комплексной форме записи
- •Токи в ветвях после разветвления:
- •Падение напряжения на катушке
- •Суммарная реактивная мощность всех потребителей
- •2.3 Особенности трехфазных цепей
- •В комплексной форме записи выражения для фазных напряжений имеют вид:
- •2.3.1 Расчёт трёхфазных цепей
- •Трёхфазная активная мощность
- •Трёхфазная реактивная мощность
- •Трёхфазная полная мощность
- •Пример 2.2. Расчет трехфазной цепи при соединении потребителей звездой
- •Активная трехфазная мощность
- •Реактивная трехфазная мощность
- •Полная мощность
- •Пример 2.3. Расчёт трёхфазной цепи при соединении потребителей треугольником
- •3 Нелинейные электрические цепи
- •3.1 Нелинейные электрические цепи постоянного тока
- •3.1.1 Классификация нелинейных элементов
- •3.1.2 Методы расчета нелинейных цепей постоянного тока
- •Графический метод расчета неразветвлённой цепи с нелинейными элементами
- •Графический метод расчёта цепи с параллельным соединением нелинейных элементов
- •Графический метод расчета цепи со смешанным соединением нелинейных элементов
- •3.2 Нелинейные элементы электрической цепи переменного тока
- •Контрольные вопросы
- •4 Магнитные цепи
- •4.1 Основные понятия о магнитных цепях
- •4.2 Определение магнитодвижущей силы цепи
- •Эквивалентная расчётная схема заданной магнитной цепи изображена на рисунке 4.1.
- •Mагнитодвижущая сила f катушки
- •Величина электромагнитной силы fэм, действующей на проводник с током в воздушном зазоре,
- •4.3 Определение магнитной индукции в заданном сечении
- •Контрольные вопросы
- •5 Трансформаторы
- •5.1 Основные понятия о трансформаторах
- •5.2 Приведенный трансформатор и его схема замещения
- •5.3 Режимы работы трансформатора
- •Пример 3.1. Расчёт параметров трёхфазного трансформатора
- •Решение. Так как первичная обмотка соединена звездой, то фазное напряжение первичной обмотки
- •Линейный номинальный ток первичной обмотки
- •Активное сопротивление короткого замыкания
- •Контрольные вопросы
- •6 Асинхронные двигатели
- •6.1 Принцип действия асинхронного двигателя
- •6.2 Асинхронная машина при неподвижном роторе
- •6.3 Работа асинхронной машины при вращающемся роторе
- •6.4 Вращающий момент асинхронного двигателя
- •Пример 6.1. Расчёт параметров асинхронного трёхфазного двигателя с короткозамкнутым ротором
- •Контрольные вопросы
- •7 Выпрямители переменного тока
- •7.1 Основные понятия о выпрямителях
- •7.2 Однофазная схема выпрямления с нулевой точкой
- •Выпрямления с нулевой точкой
- •7.3 Однофазная мостовая схема выпрямления
- •7.4 Трехфазная схема выпрямления с нулевой точкой
- •Среднее значение тока диода
- •Из разложения в ряд Фурье напряжения на нагрузке следует, что амплитуда основной (третьей) гармоники
- •7.5 Трехфазная мостовая схема выпрямления
- •Среднее значение выпрямленного напряжения
- •Среднее значение тока диода
- •Действующее значение тока вторичной обмотки вентильного трансформатора, соединённой звездой,
- •Из выражения для напряжения на нагрузке следует, что амплитуда основной (шестой) гармоники
- •Коэффициент пульсации выпрямленного напряжения
- •Типовая мощность трансформатора
- •7.6 Фильтрация выпрямленного напряжения
- •Индуктивность дросселя в г-образной схеме фильтра можно определить из приближённого выражения
- •Контрольные вопросы
- •8 Задания на выполнение контрольных работ
- •8.1 Контрольная работа № 1 Задача № 1. Расчет линейной электрической цепи постоянного тока с одним источником электрической энергии
- •Задача № 2. Расчет сложной цепи постоянного тока с двумя узлами
- •Задача № 3. Расчет разветвленной линейной цепи постоянного тока с несколькими источниками электрической энергии
- •8.2 Контрольная работа № 2 Задача № 1. Расчёт неразветвлённой цепи однофазного синусоидального тока
- •Задача № 2. Расчёт разветвлённой цепи однофазного синусоидального тока
- •Задача № 3. Расчёт трёхфазной цепи
- •8.3 Контрольная работа № 3 Задача № 1. Расчёт параметров трансформатора
- •Задача № 2. Расчёт параметров трёхфазного асинхронного двигателя
- •Перечень пунктов задания, необходимых для формирования условия задачи:
- •8.4 Контрольная работа № 4
- •9 Основное содержание дисциплины «Электротехника и основы электроники»
- •9.1 Общие сведения о курсе и методические указания
- •По самостоятельной работе над ним
- •9.2 Контрольные вопросы для подготовки к сдаче теоретического курса
- •9.2.1 Вопросы к зачёту по дисциплине «Электротехника и основы электроники»
- •9.2.2 Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине «Электротехника и основы электроники»
- •Приложение a
- •Справочные таблицы
- •Список литературы
Пример 2.3. Расчёт трёхфазной цепи при соединении потребителей треугольником
Д а н о: UЛ= 380 В,r1= 6 Ом,xL1= 8 Ом,xC2= 10 Ом,xL3= 10 Ом.
Требуется определить для цепи, изображённой на рисунке 2.10, линейные и фазные токи, а также активную, реактивную и полную мощности. Построить векторную диаграмму.
Решение. В комплексной форме записи фазные напряжения на нагрузке:
В,
В,
В.
Рисунок 2.10 – Схема трёхфазной цепи при соединении потребителей
треугольником
Сопротивления фаз нагрузки в комплексной форме:
Ом,
Ом,
Ом.
Фазные токи определяем по закону Ома:
А,
А,
А.
Для определения линейных токов используем первый закон Кирхгофа для точек a,в,c схемы на рисунке 2.10:
А,
А,
А.
Полные мощности фаз:
ВА,
ВА,
ВА.
Трехфазная активная мощность
Вт.
Трехфазная реактивная мощность
вар.
Трехфазная полная мощность
ВА.
Векторную диаграмму строим в масштабе на комплексной плоскости относительно осей +1 и + j (рисунок 2.11).
Рисунок 2.11 – Векторная диаграмма для
нагрузки, соединённой треугольником
Контрольные вопросы
1 Что называется амплитудным, мгновенным и действующим значениями переменного тока?
2 Какой ток называется переменным?
3 Дайте определение периода, частоты и фазы переменного тока?
4 Как можно изобразить синусоидальные величины при помощи векторов?
5 Какими параметрами характеризуется цепь переменного тока?
6 Что влияет на величину активного сопротивления цепи?
7 От каких факторов зависит величина реактивных сопротивлений цепи переменного тока?
8 По какому признаку можно разделить элементы цепи переменного тока на активные и реактивные?
9 Полное сопротивление цепи переменного тока.
10 Закон Ома для цепи переменного тока.
11 Как изображают на принципиальных схемах элементы с активным и реактивным сопротивлениями?
12 Из чего состоит треугольник сопротивлений?
13 Какие мощности рассматривают в цепях переменного тока и в каких единицах их измеряют?
14 Что подразумевается под реактивной мощностью цепи?
15 Из чего состоит треугольник мощностей?
16 Как изображают в комплексной форме записи напряжения, токи и сопротивления участков цепи?
17 Комплексная мощность цепи переменного тока.
18 Условие возникновения в цепи резонанса напряжений.
19 Условие возникновения в цепи резонанса токов.
20 Особенности резонанса напряжений.
21 Особенности резонанса токов.
22 В каком случае ток отстает от напряжения на некоторый угол?
23 Когда ток опережает вызывающее его напряжение?
24 Напишите соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями при соединении симметричной нагрузки звездой.
25 Как определяют фазные напряжения на несимметричной нагрузке, соединенной звездой?
26 Трехфазная полная, активная и реактивная мощности при симметричной и несимметричной нагрузке.
27 Как рассчитывают линейные токи для нагрузки, соединенной треугольником?
28 Как определяют напряжение смещения нейтрали?
29 Симметричная и несимметричная нагрузка в трехфазной цепи.
30 Каково назначение нейтрального провода в трехфазной системе?