- •Факультет общей подготовки Кафедра оп–4 «Электротехника и электроника»
- •«Электротехника и электроника»
- •Показания вольтметра и ваттметра.
- •Факультет общей подготовки Кафедра оп–4 «Электротехника и электроника»
- •Заключение Расчёт цепи постоянного тока
- •Расчёт цепи переменного тока
- •Список литературы
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ |
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники» МГУПИ |
Факультет общей подготовки
Кафедра ОП–4 «Электротехника и электроника»
КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине
«Электротехника и электроника»
Тема курсовой работы «Расчёт электрических цепей постоянного и переменного тока»
Студент группы КБ4-1402вс Некрасов А.С
Руководитель курсовой работы Таржанов И.В
Работа представлена к защите «___»_________201__ г.
(подпись студента)
«Допущен к защите» «___»_________201__ г.
(подпись руководителя)
Москва 201__
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ |
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники» МГУПИ |
Факультет общей подготовки Кафедра оп–4 «Электротехника и электроника»
ЗАДАНИЕ на выполнение курсовой работы по дисциплине
«Электротехника и электроника»
Студент
Шифр учебной группы
Тема «Расчёт электрических цепей постоянного и переменного тока»
Исходные данные:
Задание №1 «Электрические цепи постоянного тока»:
В электрической цепи постоянного тока определить:
-
Токи в ветвях (их значение и фактическое направление).
-
Показания вольтметра и ваттметра.
-
Режимы работы источников ЭДС. Составить баланс мощностей.
Решение методом контурных токов.
№ схем. 1.1
Выключатель замкнут.
E1= 36 В, E2= 24 В, E3= 28 В.
R01= 0,1 Ом, R02= 0,2 Ом, R03= 0,1 Ом.
R1= 1,9 Ом, R2= 3,8 Ом, R3= 2,9 Ом, R4= 3 Ом, R5= 5 Ом, R6= 10 Ом.
Задание №2 «Расчет электрических цепей однофазного синусоидального тока»:
В электрической цепи однофазного синусоидального тока определить:
-
Полное сопротивление электрической цепи и его характер.
-
Действующие значения токов в ветвях.
-
Показания вольтметра и ваттметра.
Построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений для всей цепи.
№ схем. 1.2, f = 50 Гц, E = 100 В.
R1= 8 Ом,
L1= 31,8 мГн,
R2= 10 Ом,
C2= 637 мкФ,
R3= 10 Ом,
L3= 15,9 мГн.
Срок представления к защите курсовой работы: до «___»__________201_ г.
Задание на курсовую
работу выдал «___»_______201__г. _______________
Задание на курсовую
работу получил «___»_______201__г. _______________
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ |
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники» МГУПИ |
Факультет общей подготовки Кафедра оп–4 «Электротехника и электроника»
ПРОТОКОЛ заседания комиссии по защите курсовой работы
от «___» _______ 201__ г. № _____
Состав комиссии : ______________________________________________________
______________________________________________________
______________________________________________________
Утверждена на заседании кафедры ОП–4 «Электротехника и электроника» от «___» ___________ 201__г.
Слушали защиту курсовой работы «Расчёт электрических цепей постоянного и переменного тока» по дисциплине _______________________________________
Студента ____________________________________________________________
шифр учебной группы Фамилия И.О. студента
Во время защиты были заданы следующие вопросы:
1. _________________________________________________________________
2. _________________________________________________________________
3. _________________________________________________________________
Итоговая оценка выполнения курсовой работы _____________________
Члены комиссии
Задание №1 «Электрические цепи постоянного тока».
Дано:
Решение методом контурных токов, № схем. 1.1, выключатель замкнут, E1= 36 В, E2= 24 В, E3= 28 В, R01= 0,1 Ом, R02= 0,2 Ом, R03= 0,1 Ом, R1= 1,9 Ом, R2= 3,8 Ом, R3= 2,9 Ом, R4= 3 Ом, R5= 5 Ом, R6= 10 Ом.
Перепишем схему в более удобный вид:
Как видим количество узлов 3, а ветвей 5.
n=3, m=5.
По первому закону Кирхгофа: n-1 = 2.
По второму закону Кирхгофа: m-(n-1) = 3.
Составим систему уравнений:
I11*(R01+R1+R6)- I22*R6 = E1
I22*(R03+R3+R6+R4)- I11*R6- I33*(R03+R3) = E3
I33*(R02+R2+R5+R03+R3)- I22*(R03+R3) = E2- E3
I11*12- I22*10=36
I22*16- I11*10- I33*3=28
I33*12- I22*3=-4
Перепишем систему линейных уравнений в матричном виде:
[12 |
-10 |
0] |
|
[I11] |
|
[36] |
[-10 |
16 |
-3] |
* |
[I22] |
= |
[28] |
[0 |
-3 |
12] |
|
[I33] |
|
[-4] |
|
[12 |
-10 |
0] |
|
12*16*12-12*(-3)*(-3)-12*(-10)*(-10)=996 |
∆ |
[-10 |
16 |
-3] |
= |
|
|
[0 |
-3 |
12] |
|
|
[36 |
-10 |
0] |
|
36*16*12+(-10)*(-3)*(-4)-36*(-3)*(-3)-12*28*(-10)= 9828 |
∆ I11 |
[28 |
16 |
-3] |
= |
|
|
[-4 |
-3 |
12] |
|
|
[12 |
36 |
0] |
|
12*28*12-12*(-3)*(-4)-12*36*(-10)= 8208 |
∆ I22 |
[-10 |
28 |
-3] |
= |
|
|
[0 |
-4 |
12] |
|
|
[12 |
-10 |
36] |
|
12*16*(-4)+(-10)*(-3)*36-12*28*(-3)-(-10)*(-10)*(-4)= 1720 |
∆ I33 |
[-10 |
16 |
28] |
= |
|
|
[0 |
-3 |
-4] |
|
I11 = ∆ I11/∆ = 9,86 А
I22 = ∆ I22/∆ = 8,24 А
I33 = ∆ I33/∆ = 1,72 А
I1 = I11 = 9,86 А
I2 = I22- I33 = 6,51 А
I3 = I33 = 1,72 А
I4 = I22 = 8,24 А
I5 = I11- I22 =1,62 А
Показания ваттметра и вольтметра:
Pw = I12 * R1=9,862 * 1,9 = 184,71 Вт
Pv = I2 * R3 - I3 * R5 = 6,51 * 2,9 – 5 * 1,72 = 10,279 В
Баланс мощностей:
Pп = I12 * (R01 + R1) + I22 * (R03 + R3) + I32 * (R2 + R02 + R5) + I42 * R4 + I52 * R6 = 9,862 * 2 + 6,512 * 3 + 1,722 * 9 + 8,242 * 3 + 1,622 * 10 = 578,15 Вт
Pи = I1 * E1 + I2 * E3 + I3 * E2 = 9,86 * 36 + 6,51 * 28 + 1,72 * 24 = 578,5 Вт
Т.к мощность источников и потребителей сходятся, то баланс мощностей подсчитан верно.
Т.к направления токов совпадают с направлением ЭДС, ток все источники.
Задание №2 «Расчет электрических цепей однофазного синусоидального тока»:
Дано:
№ схем. 1.2, f = 50 Гц, E = 100 В.
R1= 8 Ом, L1= 31,8 мГн, R2= 10 Ом, C2= 637 мкФ, R3= 10 Ом, L3= 15,9 мГн.
Перепишем схему в более удобный вид:
Рассчитаем реактивное сопротивление цепи:
XL1 = 2πfL1 = 2*3,14*50*31,8*10-3 = 10 Ом
XC2 = 1/2πfC2 = 1/(2*3,14*50*637*10-6) = 5 Ом
XL3 = 2πfL3 = 2*3,14*50*15,9*10-3 = 5 Ом
Рассчитаем комплексы полных сопротивлений всех ветвей:
Z1 = R1 + jXL1 = 8 + j10 = * = 12,8 * Ом
Z2 = R2 - jXC2 = 10 – j5 = * = 11,2 * Ом
Z3 = R3 + jXL3 = 10 + j5 = * = 11,2 * Ом
Z23 = = = = 6,27 = 6,27cos(0) + j6,27sin(0) = 6,27 Ом
ZЭкв = Z1 + Z23 = 8 + j10 + 6,27 + j0 = 14,27 + j10 = * = 17,4 * Ом
I1 = = = 5,74 * A
U23 = I1 * Z23 = 5,74 * * 6,27 = 36 * В
I2 = = = 3,2 * A
I3 = = = 3,2 * A
Показания вольтметра и ваттметра:
S = *ZЭкв = 5,742 * 17,4 = 573,23 B
P = *RЭкв = 5,742 * 14,27 = 470,16 B
Q = *XЭкв = 5,742 * 10 = 329,48 В BA
Таким образом, показания ваттметра будут Pw = 470,16 Вт.
Pv = I3 * Z3 = 3,2 * * 11,2 * =35,84 * B.
Построим векторную диаграмму токов и напряжений:
Уравнения:
I1 = I2 + I3
U = UR1 + UL1 + UR2 + UC2 U = UR1 + UL1 + U23
U = 100 * B
Вычисления:
UR1 = I1 * R1* = 8 * * 5,74 * = 45,92 * В
UL1 = I1 * XL1* = 10 * * 5,74 * = 57,4 * В
UR2 = I2 * R2* = 10 * * 3,2 * = 32 * В
UC2 = I2 * XC2* = 5 * * 3,2 * = 16 * В
U23 = 36 * В