Расчет линейных и нелинейных электрических и магнитных цепей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

Омский государственный университет путей сообщения

Кафедра "Теоретическая электротехника"

РАСЧЕТ ЛИНЕЙНЫХ И НЕЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ЦЕПЕЙ

Пояснительная записка к курсовой работе

по дисциплине "Электротехника и электроника"

ИНМВ. 400003. 000 ПЗ

Студент гр. 25Р В.А. Петров

Руководитель - доцент кафедры ТЭ

Н.В. Пашкова

Омск 2017



Реферат

УДК 621.3

Курсовая работа содержит 21 страницу,11 рисуноков, 3таблицы, 5источников.

Линейная электрическая схема, расчетная схема замещения, синусоидальные токи и напряжения, однофазные и трехфазные цепи, симметричная трехфазная цепь, переходные процессы, временные и векторные диаграммы.

Объектом исследования являются линейные и нелинейные электрические и магнитные цепи.

Цель работы - исследование и изучение методов расчета цепей постоянного и синусоидального тока, переходных процессов в линейных электрических цепях с сосредоточенными параметрами, нелинейных и магнитных цепей, симметричных трехфазных цепей.

Используются аналитические и графические методы исследования.

Рассмотрены методы расчета линейных и нелинейных электрических цепей при постоянных и синусоидальных питающих напряжениях в установившихся и переходных режимах, а симметричных трехфазных цепей.

Содержание

• Введение
• 1. Задание на курсовую работу
• 2. Методы расчета электрических цепей постоянного тока
• 3. Расчет цепи синусоидального тока
• 4. Расчет симметричной трехфазной цепи при синусоидальном питающем напряжении
• 5. Расчет переходных процессов в электрических цепях постоянного тока
• Заключение
• Библиографический список


Введение

Теория линейных электрических цепей является основной теоретической базой, используемой во многих специальных дисциплинах при подготовке инженеров по электротехническим специальностям.

В цепях постоянного тока рассматриваются методы расчета разветвленных цепей, применение законов Ома и Кирхгофа, составление баланса мощностей и построение потенциальной диаграммы.

В цепях синусоидального тока приводятся рекомендации по применению символического метода расчета, проводится анализ цепи при наличии индуктивно связанных катушек, рассматриваются явления резонансов, составления баланса мощностей и построение векторных диаграмм. напряжение индуктивный резонанс трехфазный

Переходные процессы сопровождают переход электрической цепи или системы из одного установившегося состояния в другое и возникают при любых изменениях параметров электрических цепей. Мгновенные изменения параметров называют коммутациями. Наиболее распространенными коммутациями являются включения или выключения электрических цепей в целом или отдельных их участков.

В реальных условиях многие переходные процессы сопровождаются возникновением электрической дуги. В основном это случаи размыкания электрических цепей с накопленной в индуктивностях и емкостях электромагнитной энергией.



1. Задание на курсовую работу

Задание студенту гр. 25Р Петрову В.А. на курсовую работу по теме: "Расчет установившихся и переходных процессов в линейных электрических цепях".

Вариант 3.

1. В цепи ([1], рис. 1, схемы 1 - 30) источники ЭДС Е заданы в вольтах, источники тока J - в амперах, сопротивления r - в омах.

Рисунок 1 - Исследуемая схема

Требуется определить:

1) потенциалы узлов;

2) токи ветвей - методами контурных токов и узловых потенциалов;

3) проверить баланс мощностей.

2. В электрической цепи ([1],рис. 2) с входным напряжением

выполнить следующее:

1) определить комплексное входное сопротивление;

2) найти комплексные действующие значения тока во всех ветвях схемы, записать выражения для мгновенных значений тока;

3) составить баланс мощностей;

4) рассчитать модули действующего значения напряжения на всех элементах цепи. Построить топографическую векторную диаграмму напряжений.

Параметры схем заданы в табл.1.1 [1].

Номер схемы соответствует второй цифре номера варианта, номер строки в таблице параметров схемы - первой цифре номера варианта.

Рисунок 2 - Исследуемая схема

Таблица 1.1 - Исходные данные для решения

Номер строки	U		f	r1	r2	r3	L1	L2	L3	C1	C2
	В	град	Гц	Ом	мГн	мкФ
3	200	30	80	18	15	24	45	58	32	116	83

3. Рассчитать симметричную трехфазную цепь ([2], рис. 3). Найти токи в линии и в фазах нагрузки, составить баланс мощностей, построить векторную диаграмму токов и напряжений.

Рисунок 3 - Обобщенная исследуемая схема

Таблица 1.2 - Исходные данные для формирования заданной схемы

Номера ваттметров W	Положение ключа
	K1	K2	K3
1;2	З	3	З

Таблица 1.3 - Параметры элементов схемы замещения и значение приложенного напряжения.

Предпоследняя цифра шифра	Напряжение, В	Сопротивление элементов схемы замещения, Ом
				xC
3	380	-	5	15	18	48

4. В цепи с одним накопителем энергии ([3], рис. 4) в переходном режиме классическим методом определить законы изменения токов в ветвях и напряжений на конденсаторе uC или индуктивности uL, если в цепи действует источник постоянного напряжения (тока). Построить графики изменения двух рассчитанных функций.

Рисунок 4 - Схема для расчета переходного процесса в цепи первого порядка

2. Методы расчета электрических цепей постоянного тока

Решение задачи № 1:

Дано: r1 = 10Ом, r2= 5 Ом,r3= 5 Ом,r4 = 7,5 Ом, r5= 5Ом,r6 = 5 Ом, E1= 40 В, E2= 20 В,E3= 15 В,E4 = 10 В,J = 5 А.

Уравнения, составленные по законам Кирхгофа:

Решение методом контурных токов:

= = 20Ом

= 27,5Ом

= 22,5 Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

= 40В

= 5 В

= 5 В

Решение методом узловых потенциалов:

1) Собственные проводимости узлов.

См

2) Общие проводимости узлов.

3) Узловые токи.

A

Баланс мощностей:



3. Расчет цепи синусоидального тока

Решение задачи №2

Рисунок 5 - Схема замещения

, A

Баланс мощностей:

, BA

4. Расчет симметричной трехфазной цепи при синусоидальном питающем напряжении

Решение задачи №3:

Рисунок 7- Схема замещения

Баланс мощностей:

5. Расчет переходных процессов в электрических цепях постоянного тока

Решение задачи №4

1) Находим независимые начальные условия (Кразомкнут). Этоустановившийся режим до коммутации

2) ДУ в момент коммутации. ЗНУ (К замкнут)

при t = 0+



при t=0

(2)

c

3) Определение принужденных составляющих. Это установившийся режим после коммутации (К замкнут)

4) Составляем характеристическое уравнение и определяем его корни.

5) 5) Свободные составляющие

при t=0+



Заключение

Электромагнитные устройства, электрические машины, информационные микромашины являются основными элементами современных устройств бытовой техники, промышленных силовых и информационных электротехнических изделий. Поэтому необходимо хорошо разбираться хотя бы в основах электроники.

Закончив курс электротехники, мы научились рассчитывать различной сложности электрические схемы, познакомились с различными возможностями устройства электрических цепей, дополнили школьные знания физики новыми.



Библиографический список

1. Тэттэр А.Ю. Режимы постоянного и синусоидального тока в линейных электрических цепях: Учебное пособие / А.Ю. Тэттэр, Т.В. Ковалева, А.В. Пономарев/ Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2014. 180 с.

2. Тэттэр А.Ю. Периодические режимы однофазных и трехфазных электрических цепей: Учебное пособие /А. Ю.Тэттэр, В.Т. Черемисин, Т.В. Ковалеваи др./ Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2013. 132 с.

3. Кузнецов А.А. Переходные процессы в линейных электрических цепях: Учебное пособие /А.А. Кузнецов, А.В. Пономарев, А. Ю.Тэттэр / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2014. 103 с.

4.СТП ОмГУПС-1.2-2005. Работы студенческие учебные и выпускные квалификационные. Общие требования и правила оформления текстовых доку-ментов/ Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2005. 29 с.

5. СТП ОмГУПС-1.6-02. Работы студенческие учебные и выпускные квалификационные. Основные правила выполнения электрических схем/ Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2002. 11 с.

Размещено на Allbest.ru

...