Контрольная работа по дисциплине «Электротехника». Электротехника. Контрольная работа по дисциплине Электротехника
 Скачать 1.79 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВО «УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт нефти и газа им. Гуцериева Контрольная работа по дисциплине «Электротехника» Работу выполнил: Студент группы: ВССБ - 21.03.01- 27 Стяжкин А.В. Проверил: Кандидат наук Миловзоров А.Г. Ижевск 2020г. ЗАДАЧА № 1 РАСЧЕТ ЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1. Определить токи в ветвях с помощью уравнений, составленных по законам Кирхгофа; 2. Определить токи в всех ветвях методом контурных токов. 3. Результаты расчета токов, проведенного двумя методами, свести в таблицу и сравнить их между собой. 4. Составить баланс мощностей в расчетной схеме, вычислив отдельно суммарную мощность источников электрической энергии и суммарную мощность нагрузок. 5. Определить ток  в ветви с сопротивлением  по методу эквивалентного генератора и построить график зависимости  при изменении  . Дано:  Решение. 1. Уравнения по законам Кирхгофа.  Выберем и покажем на схеме условно положительные направления токов ветвей, а также направления обхода независимых контуров. Цепь содержит  узла и  ветвей. Необходимо определить 6 токов. Количество уравнений по 1-му закону Кирхгофа  , по 2-му закону Кирхгофа:  .Уравнения по 1-ому закону Кирхгофа  уравнения по 2-ому закону Кирхгофа:  Система уравнений в матричной форме  подставим числовые значения величин, получим  Решаем систему методом обратной матрицы с помощью Mathcad  Получили значения токов в ветвях  2. Метод контурных токов. Произвольно выберем и покажем на схеме направления контурных токов  . Составим уравнения относительно контурных токов  подставим численные значения   Решим полученную систему уравнений  контурные токи  Токи ветвей находим как алгебраическую сумму контурных токов, протекающих по соответствующей ветви,  3. Результаты расчета токов, проведенного двумя методами, свести в таблицу и сравнить между собой.
Значения токов, найденные двумя методами, совпадают с точностью до 0,0001. 4. Баланс мощностей. Суммарная мощность источников  Суммарная мощность нагрузки   , баланс мощностей сходится. Неточность объясняется погрешностью вычислений. 5. Метод эквивалентного генератора. Всю цепь относительно зажимов первой ветви представляем как активный двухполюсник, который в свою очередь заменим эквивалентным генератором, имеющим ЭДС  и внутреннее сопротивление  .  По закону Ома  . Разомкнем первую ветвь и определим напряжение холостого хода  .  Составим уравнения по законам Кирхгофа. Неизвестных токов – 3, узлов в цепи  , следовательно, по 1-ому закону Кирхгофа составим 1 уравнение, остальные 2 уравнения - по 2-ому закону.  Подставим численные значения в уравнения, получим  Решаем систему уравнений с помощью Mathcad   По второму закону Кирхгофа определим  ЭДС эквивалентного генератора  Внутреннее сопротивление эквивалентного генератора равно входному сопротивлению цепи относительно разомкнутых зажимов. Исключим из цепи источники энергии, заменив их внутренними сопротивлениями (сопротивление идеального источника ЭДС равно нулю).  Заменим треугольник сопротивлений  эквивалентной звездой Учитывая последовательное и параллельное соединение резисторов в преобразованной схеме, находим эквивалентное сопротивление  Искомый ток первой ветви  .Вычислим ток  при изменении сопротивления от до  .
Построим график зависимости  . ЗАДАЧА №2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ОДНОФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В сеть включены по приведенной схеме две ветви, требуется: 1) определить показания приборов. 2) вычислить полную комплексную мощность цепи; 4) построить векторные диаграммы токов и напряжений.  Дано:  Решение. Покажем положительные направления токов ветвей на схеме.  1. Определение показаний приборов. Сопротивления реактивных элементов  Начальную фазу приложенного напряжения принимаем равной нулю,  Комплексные сопротивления ветвей  Токи ветвей  по первому закону Кирхгофа находим неразветвленной части цепи  Амперметры показывают действующие значения токов, следовательно, их показания  Угол сдвига фаз между напряжением на входе цепи и током неразветвленной части цепи (показания фазометра)  .Показание вольтметра находим по второму закону Кирхгофа   .2. Полная комплексная мощность цепи  Полная мощность цепи  активная мощность цепи (показание ваттметра)  ,реактивная мощность цепи  .3. Векторная диаграмма токов и напряжений. Напряжения на элементах цепи  Покажем на диаграмме выполнение первого закона Кирхгофа  ,второго закона Кирхгофа   ЗАДАНИЕ № 3 РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ В трехфазную сеть включены однофазные приемники, которые образуют симметричную и несимметричную нагрузки. При заданном напряжении сети и параметрах приемников требуется: 1) составить схему включения приемников; 2) определить линейные и фазные токи в каждом трехфазном приемнике; 3) построить векторные диаграммы токов и напряжений каждого приемника; 4) определить активную и реактивную мощности каждого приемника; 5) составить схему включения ваттметров для измерения активной мощности каждого трехфазного приемника.  Дано:  Нагрузка: симметричная. Схема соединения приемников: треугольник  Нагрузка: несимметричная. Схема соединения приёмников: звезда  Решение. Расчетная схема  Расчет схемы приемника, включенного по схеме «звезда» 1. Схема включения приемников.  Фазное напряжение  .Фазные напряжения  Реактивные сопротивления емкостей и индуктивности  Сопротивления каждой фазы  2. Определение фазных и линейных токов. Для схемы соединения приемников «звезда» фазные и линейные токи равны  Ток нейтрального провода  3. Векторная диаграмма токов и напряжений.  4. Расчет активной, реактивной и полной мощности приемника. Активная мощность приемников  реактивная мощность приемников  полная мощность приемников  5. Схема включения ваттметров для измерения активной мощности трехфазного приемника. Для измерения активной мощности несимметричной нагрузки в четырехпроводной сети необходимо включить три ваттметра.  Показания ваттметров  Расчет схемы приемника, включенного по схеме «треугольник» 1. Схема включения приемников.  В случае включения нагрузки в схему «треугольником»  , Рассчитаем сопротивления фаз   .2. Определение фазных и линейных токов. Фазные токи  нагрузка симметричная, поэтому  Нагрузка симметричная, поэтому линейные токи  3. Векторная диаграмма токов и напряжений.  4. Расчет активной, реактивной и полной мощности. Угол сдвига фаз между фазными токами и напряжениями  .Для симметричного приемника  5. Схема включения ваттметров для измерения активной мощности трехфазного приемника. Для измерения мощности трехпроводной линии достаточно двух ваттметров.  Показания ваттметров  сумма показаний ваттметров   |
