М
ИНИСТЕРСТВО
СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.А.КОСТЫЧЕВА»
Инженерный факультет
Кафедра
«Электротехника, электрооборудование и автоматика»
Методическое указание
ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ»
для студентов очной и заочной формы обучения
по направлению 140400.62
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА»
профиль
«Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем»
Рязань 2012
Методическое указание для выполнения курсовой работы по дисциплине «Теоретические основы электротехники» содержит описание методики проведения расчетов по заданиям для цепей постоянного, трехфазного, несинусоидального токов и переходных процессов. Методическое пособие включает в себя комплекс расчетов с разъяснениями, примеры построения графических зависимостей и их программное обеспечение, выполненное с применениемMathCad.
Данное пособие призвано помочь студентам очной и заочной формы обучения, обучающимся по направлению «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА» профиля «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем» , получить навыки расчета электрических цепей различного рода и закрепить эти навыки для использования при выполнении проектов по электротехнической тематике.
Автор:
к.т.н., доцент С.О. Фатьянов.
Рецензент:
профессор В.М.Пащенко.
Одобрено методической комиссией инженерного факультета ФГБОУ ВПО РГАТУ
Протокол № от 2012 г.
Председатель методической комиссии ИФ Д.О.Олейник
Содержание:
Стр.
Задание 1……………………………………………………….3
Задание 2……………………………………………………….11
Задание 3……………………………………………………….15
Задание 4……………………………………………………….23
5. Применение программы Mathcad ………………………….. 25
Задание 1
Расчет цепи постоянного тока
Метод уравнений Кирхгофа
Порядок расчета цепи постоянного тока по методу Кирхгофа состоит в следующем.
Стрелками в произвольном направлении обозначаем токи в ветвях схемы. Следует не забывать, что на всех участках одной ветви протекает один и тот же ток.
Подсчитываем количество узлов и ветвей «в» в схеме. Если в какой-либо ветви схемы не установлено ни какого элемента, то эта часть цепи является не ветвью, а перемычкой и, соответственно, концы этой перемычки принадлежат одному узлу. Количество ветвей, в которых установлены источники тока J, обозначаем в составе количества ветвей «в» отдельно – «вJ».
Обозначаем на схеме независимые контуры, в которых произвольным образом указываем положительное направление обхода каждого контура, количество которых подсчитываем по формуле:
N к = в - у + 1 – вJ , где
в – количество ветвей; у – количество узлов;
вJ – количество ветвей, содержащих источники тока.
При этом независимые контуры должны выбираться так, чтобы ветви,
содержащие источники тока, не вошли бы ни в один из контуров и в
каждом контуре должна содержаться хотя бы одна ветвь, не вошедшая
ни в один из других контуров.
Составляем уравнения по 1-му закону Кирхгофа для каждого из у-1 узлов. Токи входящие и выходящие из узла суммируем с различными знаками, так что
n
å I к = 0.
к =1
Составляем уравнения по II закону Кирхгофа для каждого независимого контура. Если ток в ветви совпадает с направлением обхода контура, то падение напряжения на резисторе берем с положительным знаком и наоборот. То же правило применяем и к выбору знака ЭДС. Для каждого контура должно выполняться равенство:
n p
å I к R к = å Ei ;
k=1 i =1
I к - ток в к-ой ветви ; n - количество ветвей контура ;
р – количество ЭДС в контуре ;
R к – сопротивление к-ой ветви.
В ветви, содержащей источник тока J, считается ток известным и равным току этого источника тока.
Решаем систему уравнений, составленную по I и II законам Кирхгофа, относительно токов в ветвях. Если какие-либо токи получились отрицательными, то, следовательно, на схеме их следует переобозначить в противоположном направлении.