Теоретические основы электротехники

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Теоретические основы электротехники

Введение

Теоретические основы электротехники (ТОЭ) - это техническая дисциплина, связанная с изучением теории электричества и электромагнетизма, являющаяся базовым общетехническим курсом для электротехнических и электроэнергетических специальностей Электроэнергетика - это отрасль энергетики, включающая в себя производство, передачу, сбыт и потребление электрической энергии. Электроэнергетика является наиболее важной отраслью энергетики и основой функционирования экономики и жизнеобеспечения, что объясняется такими преимуществами электроэнергии перед энергией других видов, как относительная лёгкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, а также преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и др.). Основная часть электроэнергии вырабатывается крупными электростанциями: тепловыми атомными (АЭС).

Электростанции, объединённые между собой и с потребителями высоковольтными линиями электропередачи (ЛЭП), образуют электрические системы. Становление электроэнергетики определялось, с одной стороны, созданием электростанций и топливной базы для них, сооружением линий электропередачи и разработкой электрической аппаратуры и энергетического оборудования, с другой - развитием теоретических основ электротехники необходимого условия для научного обоснования энергетического строительства. В этих целях были осуществлены важные исследования в области техники высоких напряжении, теории устойчивости электрических систем, разработаны методы расчёта мощных генераторов, трансформаторов и других электрических машин, электропривода, электрических аппаратов; создана электротехнология, использованы методы физического и математического моделирования при расчёте и изучении электроэнергетических систем. электротехника линейный ток

Задача № 1.

Расчет разветвленной линейной электрической цепи постоянного тока с одним источником электрической энергии

Исходные данные задачи № 7

№ задачи	U, B	Сопротивления
		r1	r2	r3	r4	r5	r6
7	120	10	9	11	12	16	7

Задача № 2.

Расчет разветвленной линейной цепи постоянного тока с несколькими источниками электрической энергии.

Для данных цепей:

1. Составить уравнения для определения токов путем непосредственного применения законов Кирхгофа. Решать систему уравнений не следует

2. Определить токи в ветвях методом контурных токов.

3. Оценить режимы работы активных элементов и составить баланс мощностей.

4. Построить потенциальную диаграмму для контура, содержащего оба активных элемента.

Значения ЭДС источников сопротивлений резисторов приведены в табл. 3.

Таблица 3. Исходные данные задачи № 17

Величина	Номера задач
	17
Е 1, В	120
Е 2, В	140
r1, Ом	2
r2, Ом	3
r3, Ом	17
r4, Ом	15
r5, Ом	22
r6, Ом	24

Рис.17

Задачи № 3.

Расчет неразветвленной магнитной цепи при постоянной магнитодвижущей силе

Для магнитной цепи, изображенной на рис. 3:

1. По заданному значению магнитной индукции В 0 в воздушном зазоре определить магнитодвижущую силу F катушки.

2. Показать на чертеже направление тока в катушке и определить направление и величину силы, действующей на проводник с током, расположенный в воздушном зазоре. Направление тока в проводнике показано на рис. 3, а сила тока - в таблице 4.

3. Увеличить вдвое значение магнитодвижущей силы, найденное в п. 1, и определить значение магнитной индукции в воздушном зазоре, соответствующее новому значению МДС.

Магнитопровод выполнен из электротехнической стали. Зависимость магнитной индукции от напряженности магнитного поля В (Н) для электротехнической стали приведена на рис. 15.

Рис.3.

Таблица 4. Исходные данные задачи № 28

Величина	№ Задачи
	27
В 0, Тл	0,7
l0, мм	1,8
с, мм	28
I, А	7

Задача № 4.

Таблица 5. Кривые изменения магнитной индукции

.

Максимальное значение магнитной индукции Bm, число витков щ катушки и время полного цикла изменения магнитной индукции Т приведены в таблице 6.

Необходимо построить график изменения ЭДС е(t), индуктируемой в витке.

Величина	№ задачи
	38
Bm, Тл	1,3
щ, с	140
Т, с	0,01

Задача № 5.

Прямолинейный провод с током расположен в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции поля В = 1,2 Тл. Под действием электромагнитной силы FЭМ провод переместился на расстояние b = 50 см, ток в проводе I = 10 А.

Определить электромагнитную силу FЭМ и механическую работу А, совершаемую этой силой при перемещении провода.

Задача № 6.

В сеть переменного тока частотой f = 50 Гц последовательно включены резистор и конденсатор. Полная мощность цепи S = 80 ВА, ток I = 2А, коэффициент мощности цепи cosц = 0.8.

Определить емкостное сопротивление XС конденсатора, активное сопротивление резистора R, полное сопротивление цепиZ; напряжение U, активную Р, реактивную Qмощности.

Начертить схему цепи с приборами для измерения тока, напряжения и активной мощности. Построить векторную диаграмму тока и напряжений в масштабе mU= 8 В/см. Пояснить построение векторной диаграммы.

Задача № 7.

В сеть переменного тока частотой f = 50 Гц последовательно включены резистор сопротивлением R, реактивные сопротивления XL и XC, величины которых заданы в табл. 7. Кроме того, известна одна из дополнительных величин (I,U, Р, Q, S).

Начертить схему цепи и определить следующие величины:

1. Полное сопротивление цепи Z;

2. Напряжение U, приложенное к цепи;

3. Силу тока в цепи I;

4. Коэффициент мощности цепи (cosц);

5. Активную Р, реактивную Q и полную S мощности, потребляемые цепью.

Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и пояснить ее построение.

Таблица 7. Исходные данные задачи № 67

№ задач	R	XL	Дополнительная величина
	Ом	Ом
67	4	8	Р = 256 Вт

Задача № 8.

Цепь переменного тока (рис.7.) содержит различные элементы (резисторы, индуктивности, емкости), включенные последовательно. Схема цепи приведена на соответствующем рисунке. Номер рисунка и значения сопротивлений всех элементов, также один дополнительный параметр заданы в таблице 8.

Начертить схему цепи и определить следующие величины:

1. Полное сопротивление цепи Z;

2. Напряжение U, приложенное к цепи;

3. Ток I;

4. Угол сдвига фаз ц (по величине и знаку);

5. Активную P, реактивную Q и полную S мощности цепи. Начертить в масштабе векторную диаграмму и пояснить ее построение.

1. Таблица 8. Исходные данные к задачам № 71-80

№ задач	Номер рисунка	R1, Oм	R2, Oм	XL1, Oм	XL2, Oм	XС 1, Oм	XC2, Oм	Дополнительный параметр
77	47	4	8	10	6	-	-	Q=64 вар

Расчет разветвленной цепи однофазного синусоидального тока с одним источником электрической энергии

Задача № 9.

Разветвлённая цепь переменного тока состоит из двух параллельных ветвей (рис. 8.), держащих различные элементы (резисторы, индуктивности, емкости).

Номер рисунка, значение всех сопротивлений, а также один дополнительный параметр заданы в таблице 9. Индекс "1" у дополнительного параметра означает, что и относится к первой ветви; и индекс "2" - ко второй.

Начертить схему цепи и определить следующие величины:

1. Полные сопротивления Z1, Z2в обеих ветвях.

2. Токи I1и I2 в обеих ветвях.

3. Ток I в неразветвленной части цепи.

4. Напряжение U, приложенное к цепи.

5. Активную P, реактивную Q и полную S мощности для всей цепи.

Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи.

Таблица 9. Исходные данные задачи № 88

Номер задач	Номер рисунка	R1, OM	R2, OM	XL1, OM	XL2, OM	Xc1, OM	XC2, OM	Дополнительный параметр
88	58	8	6	-	8	6	-	QC1=150вар

Рис.88

Задача № 10.

В трехфазную сеть напряжением UЛ включен треугольником потребитель мощностью Р при коэффициенте мощности cosц.

Начертить схему цепи и определить фазное напряжение UФ; фазный и линейный токи IФ, IЛ потребителя; полную S и реактивную Q мощности потребителя.

Построить в масштабе векторную диаграмму токов и напряжений. Данные взять из табл.11.

Таблица 11. Исходные данные задачи № 97

Исходные данные	Номера задач
	97
Линейное напряжение UЛ, В	220
Активная мощность Р, кВт	1,86
Коэффициент мощности cosц	0,8

Задача № 11.

В трехфазную сеть с линейным напряжением UH включили треугольником разные по характеру сопротивления (рис.10.). Определить фазные и линейные токи, активную Р, реактивную Qи полную S мощности потребляемой всей цепью, начертить векторную диаграмму цепи и по ней определить числовые значения линейных токов.

Таблица 10. Исходные данные к задачам № 106-110

№ задач	Номер рисунка	UH, B
107	7	660

Заключение

В данном проекте решены задачи по темам: Расчет разветвленной линейной электрической цепи постоянного тока с одним источником электрической энергии, расчет разветвленной цепи однофазного синусоидального тока с одним источником электрической энергии, расчет неразветвленной магнитной цепи при постоянной магнитодвижущей силе, расчет неразветвленной цепи синусоидальною тока, "Электромагнетизм" основные характеристики магнитного поля, расчет трехфазной цепи, а также в ходе работы были усвоены и закреплены навыки построения потенциальных и топографических векторных диаграмм.

Литература

1. Кузовкин В.А. Электротехника и электроника [Текст] : учебник для бакалавров. Доп. УМО в качестве учеб.пособия для вузов / В.А. Кузовкин, В.В. Филатов; Моек. гос. технолог, ун-т. - М. :Юрайт, 2013.

2. Новожилов О.П. Электротехника и электроника [Текст] : учеб, для бакалавров. Доп. Минобр науки РФ в качестве учебника для вузов / О.П. Новожилов. - 2-е изд., испр. и доп. - М. :1()райт, 2013. - 653 с.

3. Теоретические основы электротехники [Текст] : Интернет тестирование базовых знаний / ред.: П.А. Бутырин, Н.В. Коровкин. - СПб. : Изд-во "Лань", 2012.- 336 с

4. Электротехника [Текст] ; практикум / ИрСХА. - Иркутск: Изд-во ИрГСХА, 2009. - 160 c.

5. Богун В.П. Общая электротехника и электроника [Текст] : лабораторный практикум по дисц. "Общая электротехника и электроника" для студ. 3 курса инженерного факультета / В.П. Богун; ФГОУ ВПО "Пензенская ГСХА". - Пенза: ФГОУ ВПО "Пензенская ГСХА", 2009. - 220 с.

6. Основы электроники [Текст] : рек. МСХ РФ в качестве учебного пособия для студентов вузов по спец. "Электрификация и автоматизация сельского хозяйства" / И.Ф. Бородин, А. X. Шогенов, Ю.А. Судник, В.М. Богоявленский. - М. :КолосС, 2009. - 207 с.

7. Григораш О.В. Электротехника и электроника [Текст] : учебник для вузов / О.В. Григораш, Г.А. Султанов, Д.А. 11ормов. - Ростов н/Д : Феникс; Краснодар: Неоглори, 2008. - 462 с.

8. Касаткин А.С. Электротехника [Текст] : рек. Мин. образования РФ в канве учебника для студ-в вузов / А.С. Касаткин, М.В. Немцов. - 12 -е изд., стер. - М. : ИЦ "Академия", 2008. - 544 с.

Размещено на Allbest.ru

...