практические работы с методическими указаниями. робочий зошит з практичних робіт ТОЕ. Лекция методы
 Скачать 1.21 Mb.
|
|
ЛЕКЦИЯ 4. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТОКОВ МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНА МЕТАЛУРГІЙНА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ КРИВОРІЗЬКИЙ КОЛЕДЖ РОБОЧИЙ ЗОШИТ з методичними вказівками для виконання практичних робіт студентами спеціальності: 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка з дисципліни «Теоретичні основи електротехніки» Розробник: викладач спеціальних дисциплін Барабаш Г.П. Розглянуто і схвалено на засіданні ПЦК електротехнічних дисциплін Протокол № 4 від 06.10.2017 р. Голова ПЦК_______В.М. Беззапонна м. Кривий Ріг 2017 р. Запропоновані практичні завдання з короткими теоретичними вказівками по вивченню предмету «Теоретичні основи електротехніки» складені відповідно до програми, затвердженої Міністерством освіти і науки України. Предмет «Теоретичні основи електротехніки» є теоретичною базою для вивчення предметів спеціального електротехнічного циклу, а його вивчення засноване на навчальному матеріалі ряду загальноосвітніх і загально технічних предметів, насамперед математики та фізики. По предмету передбачено виконання 9 практичних робіт. Вихідні дані роботи для кожного студента визначається порядковим номером за журналом. Ряд завдань має 10 варіантів. Номер варіанту в таблиці даних визначається останньою цифрою номеру студента. Кожна практична робота виконується студентом на окремих аркушах формату А4. Умови завдань варіантів варто приводити повністю. Після умови завдання варто привести вихідні дані для розрахунків та відповідні схеми. Рішення приводиться з короткими поясненнями. Графічна частина роботи повинна виконуватися акуратно, за допомогою креслярських інструментів, відповідно до діючих ДСТУ. При оформленні роботи варто передбачати поля 2 – 3 см. Роботу необхідно підписати. У випадку утруднень при виконанні практичної роботи студент повинен звернутися в технікум за одержанням додаткової письмової або усної консультації. Практичні роботи містять в собі теми з розділу «Електричні кола постійного струму» та «Електричні кола змінного струму»: - метод «згортання»; - метод вузлової напруги; - метод накладання; - метод вузлових та контурних рівнянь; - метод контурних струмів; - метод еквівалентного генератора; - символічний метод при змішаному з’єднанні елементів; - не симетричне трифазне коло при з’єднанні зіркою; - не симетричне трифазне коло при з’єднанні трикутником. Методичні вказівки Метою розрахунку електричного ланцюга є визначення струмів у всіх гілках, напруг на окремих ділянках, потужностей електроприймачів. Для розрахунку електричних ланцюгів необхідно добре засвоїти два закони Кірхгофа: перший закон Кірхгофа – наслідок принципу безперервності електричного струму (у відповідності з першим законом складають вузлові рівняння); другий закон Кірхгофа – наслідок закону збереження енергії (у відповідності до нього складають контурні рівняння). Прості електричні ланцюги мають послідовне, паралельне або змішане з'єднання електричних приймачів (резисторів). Розрахунок ланцюга зі змішаним з'єднанням резисторів проводять методом «згортання» схеми. (див. практична робота 1). В тих випадках, коли схема не піддається «згортанню», тобто в ній неможливо виокремити послідовно і паралельно з’єднанні електроприймачі, використовується метод перетворення трикутника опорів в еквівалентну зірку або зірки в еквівалентний трикутник. При розрахунку електричних ланцюгів з двома вузловими точками та декількома джерелами ЕРС раціонально використовувати метод вузлової напруги. Використання методу вузлової напруги див. в прикладі практичної роботи 2. Для розрахунку розгалужених ланцюгів з декількома джерелами ЕРС та довільною кількістю електроприймачів використовують метод вузлових та контурних рівнянь, заснований на першому та другому законах Кірхгофа. Кількість рівнянь повинно дорівнювати числу невідомих струмів. Перш ніж приступити до складання рівнянь, потрібно довільно обрати напрямок струму у кожній гілці. Якщо дійсний напрямок струму не співпадає з обраним, відповідь буде з від’ємним знаком. Кількість рівнянь, що складаються по першому закону Кірхгофа, повинна бути менше числа вузлів на одиницю. Недостатні рівняння складають по другому закону Кірхгофа. Порядок розрахунку ланцюга методом вузлових та контурних рівнянь див. в прикладі 5. Метод контурних струмів дозволяє зменшити число сумісно розв’язувальних рівнянь на кількість вузлових рівнянь. При використанні цього методу виходять із припущення, що в кожному із контурів ланцюга проходить один струм, який називається контурним. Довільно задаються напрямком контурних струмів і складають рівняння по другому закону Кірхгофа, суміщаючи напрямок обходження контурів з напрямком контурних струмів. В опорах, спільних для двох контурів, струм обчислюють як алгебраїчну суму контурних струмів (див. приклад 6). Метод заснований на принципі накладання, дає можливість зробити розрахунок складного електричного ланцюга з декількома джерелами ЕРС за допомогою «згортання» ланцюга. При використанні метода накладання виходять із припущення, що кожне джерело працює незалежно від інших джерел. Дійсні струми гілок визначають як алгебраїчну суму приватних струмів, викликаних дією кожного джерела в окремості. Розрахунок ланцюга методом накладання див. в прикладі 7. Л.1 стор. 57– 92. Символічний метод має на увазі використання комплексних чисел для розрахунку ланцюгів змінного струму. При цьому можуть бути використані методи розрахунку, які вже вивчені для розрахунку ланцюгів постійного струму. Щоб розрахунки з використанням комплексних чисел не викликав затруднень, слід повторити комплексні числа: три форми їх запису (алгебраїчну, тригонометричну, показову) та дії з ними. Необхідно знати, як записуються комплексними числами синусоїдальні величини, опори ланцюгів з різними елементами, потужність та основні закони електротехніки. Л.1 стор. 273 – 280. Виробництво, передача на відстань, розподіл електричної енергії відбувається в ланцюгах трифазного змінного струму. При вивченні теми необхідно засвоїти отримання трифазної симетричної системи ЕРС та струмів, знати схеми з'єднання обмоток генератора зіркою та трикутником, отримати чітке поняття о фазних та лінійних напругах та відношеннях між ними. Слід розглянути методику розрахунку трифазного ланцюга при з’єднані електроприймачів зіркою у випадку симетричного та несиметричного навантаженнях, визначити роль нульового дроту в чотирьох провідному трифазному ланцюгу. При розрахунку ланцюга визначаються фазні струми, для схеми зіркою фазні струми дорівнюють лінійним струмам. В чотирьох провідному ланцюгу для визначення струмів використовується закон Ома, в трьохпровідному (за відсутності нульового дроту) – метод вузлової напруги в символічній формі. Напруга між нульовими точками джерела та електроприймачів називається зміщенням нейтралі, воно визначається за формулою:  . Важливим моментом при вивченні трифазних ланцюгів є вміння будувати векторні діаграми. Принцип їх побудови такий самий, як для однофазного ланцюга, але тут на одній діаграмі поєднують вектори напруг та струмів для трьох однофазних ланцюгів (трьох фаз). Розрахунок ланцюгів при з’єднані трикутником полягає у визначенні фазних струмів по закону Ома. Потім по ним знаходять лінійні струми на підставі першого закону Кірхгофа. Л.1 стор. 335 – 359 Перелік літератури 1. Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электротехники. – М.: Высшая школа, 1981. 2. Попов В.С., Куховицкий Б.Я. Теоретические основы электротехники. – М.: Энергоатомиздат, 1990. 3. Зайчик М.Ю. Сборник задач и упражнений по теоретической электротехнике. – М.: Энергоатомиздат, 1988. ПРАКТИЧНА РОБОТА №1 Тема: Розрахунок електричних кіл методом «згортання» Мета: навчитися практично використовувати метод еквівалентних перетворень для розрахунку електричних кіл постійного струму Методичні вказівки: Для успішного виконання виконання даної практичної роботи необхідно засвоїти теми з’єднання резисторів, закон Ома для ділянки кола та вміти дані знання використовувати на практиці. Слід пам'ятати, що існує три види з'єднання резисторів: послідовне, паралельне та змішане. При послідовному з'єднанні резисторів струми на усіх резисторах однакові, а напруга на затискачах ланцюга є сумою напруг усіх послідовно з'єднаних резисторів.     При паралельному з'єднанні резисторів напруги на усіх резисторах однакові, а струми різні.      Співвідношення між е.р.с., опором і силою струму в замкнутому ланцюзі виражається законом Ома, що може бути сформульований так: сила струму в замкнутому ланцюзі прямо пропорційна електрорушійній силі й обернено пропорційна опору всього ланцюга. Закон Ома справедливий не тільки для всього ланцюга, але й для будь-якої її ділянки. Закон Ома для ділянко кола можна сформулювати так: сила струму на ділянці електричного ланцюга дорівнює напрузі між кінцями цієї ділянки, діленій на його опір:  . |