Электротехника. Методические указания по выполнению контрольной работы 2 семестра для студентов направления 13. 03. 02 Электроэнергетика и электротехника (профиль Электроснабжение)
 Скачать 220.5 Kb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Чайковский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» (ЧФ ПНИПУ) Кафедра автоматизации, информационных и инженерных дисциплин Методические указания по выполнению контрольной работы 2 семестра для студентов направления 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника (профиль: Электроснабжение) заочной формы обучения. дисциплина: Теоретические основы электротехники. Разработчик: ст.преподаватель кафедры АИИТ Шергина М.А. 2017 Методические указания по решению и оформлению контрольных работ. Настоящее методическое указание разработано для выполнения контрольных работ, предложенных в Методических указаниях и контрольных заданиях для студентов технических специальностей вузов/ Л.А.Бессонов, И.Г.Демидова, М.Е.Заруди и др.– 2-е изд., перераб.–М.: Высш.шк.,2001 – 159 с. При решении и оформлении контрольных работ необходимо руководствоваться следующими правилами: 1. Определить какие физические законы необходимо применять при решении задачи. Указать метод расчета. 2. Тщательно продумать, какие буквенные и цифровые обозначения удобнее использовать в решении задачи. При необходимости пояснить значение отдельного обозначения. Следить за соответствием обозначений на схемах с обозначениями в решении задачи. 3. В ходе решения задачи не следует изменять однажды принятые направления токов и наименования узлов, сопротивлений, а также обозначения, заданные условием. При решении одной и той же задачи различными методами одну и ту же величину надлежит обозначать одним и тем же символом. 4. Расчет каждой определяемой величины следует выполнить сначала в общем виде, затем в полученную формулу подставить числовые значения и записать ответ. В окончательном результате указать единицы измерения. Следить за тем, чтобы промежуточные вычисления (типа перевода комплексных чисел из одного вида в другой) не прерывали расчет определяемой величины. При необходимости указанные промежуточные вычисления привести в конце всей задачи. 5. Все схемы и графики должны быть выполнены аккуратно и в масштабе, удобном для чтения. 6. Если точность вычисления не указана, то вычисления должны быть сделаны с точностью до третьей значащей цифры. 7. В тетради следует оставлять поля шириной не менее 4 см для замечаний преподавателя. 8. Контрольные задания должны быть датированы и подписаны студентом. 9. Незачтенная контрольная работа должна быть выполнена заново и представлена на повторную проверку вместе с первоначальной работой и замечаниями преподавателя. Исправления ошибок в ранее проверенном тексте не допускаются. Если неправильно выполнена только часть работы, то исправленный и переработанный текст следует записать в тетради под заголовком «Исправление ошибок». Примеры расчета контрольных работ. Задача 2.2. Трехфазные цепи. Стр.33 Контрольных заданий. Начертить исходную схему, записать заданные параметры.  EA= 60 [В]; T= 0,01 [c]; L= 3,18 [мГн]; C= 256,2 [мкФ]; R1= 7,66 [Ом]; R2= 2 [Ом];  Рассчитаем реактивные сопротивления:   Так как цепь симметричная, расчет можно производить для одной фазы. Определяем полное сопротивление и ток фазы А:   . Токи в остальных фазах определяем с учетом сдвига фаз: Ib=5,99e-j88,97 = 0,11- j5,98; Ic = 5,99 ej151,03 Определить мгновенное значение напряжения между заданными точками (в данном примере – это Uab):  ; ;Uab = Ua – Ub =2,04 + j8,21 - 6,09 + j5,87 = -4,05 + j14,08 = 14,65ej106,5;  Уравнение для мгновенного значения напряжения Uab имеет вид: Uab = 20,72 sin (628,32t + 106,50) Определим активную мощность трехфазной системы, для этого воспользуемся формулой для определения полной мощности цепи: S = 3Sф = P + jQ;  ; где Ỉ - сопряженный ток. ; . Тогда активная мощность заданной трехфазной системы: Р=107,51 (Вт). Векторная диаграмма  Для вариантов, в которых нагрузка соединена треугольником, предварительно преобразовать ее в соединение звездой.  Для определения сопротивлений звезды воспользуемся формулой: ZA= (ZCA* ZAB)/( ZAB + ZBC + ZCA), так как все сопротивления треугольника равны, то сопротивления звезды тоже будут одинаковыми: ZA= ZAB2/3ZAB = ZAB/3, т.е каждое сопротивление звезды в три раза меньше сопротивления треугольника. Заменив треугольник на звезду, далее рассчитывать как указано выше. Задача 3.1. Переходные процессы в линейных электрических цепях. Стр.55 Контрольных заданий. Начертить исходную схему, записать заданные параметры.  E = 100 [В]; L = 1 [мГн]; C = 10 [мкФ]; R1 = 2 [Ом]; R2 = 2 [Ом]; i1= ?; Классический метод расчета. Общее решение состоит из суммы установившегося значения и свободной составляющей: i1=iу+iсв. Определяем установившееся после коммутации значение тока:  ;Для определения вида свободной составляющей определим корни характеристического уравнения, для чего запишем выражение для входного сопротивления и приравняем его к нулю:   Определяем дискриминант D= b2-4ac = 10000-6400=3600  Т.к. корни характеристического уравнения отрицательные и действительные, то  Для определения постоянных интегрирования А1 и А2 составим систему уравнений:  Постоянные интегрирования определяем из начальных условий: iL(0–)=iL(0+)=0 [A] E(0+)=UL(0+)+ UC(0+); UC(0+)= UC(0–)=0 [В]; UL(0+)= E(0+)=100 [В];  A1= –25–A2; 100 = 10-3 (-5000)A1 + 10-3(-20000)A2; 100 = –5A1 –20A2; 100 = (–25–A2) (–5) –20A2; 100 = 125 + 5A2 – 20A2; 15A2=25; A2 = 1,667; A1 = –26,667; i1 = 25 – 26,667e-5000t + 1,667e-20000t. Операторныйметод. Так как начальные условия для данной схемы равны нулю iL(0-) и uC(0-), то операторная схема замещения не будет содержать дополнительных источников.  Для определения изображения тока I1 найдем полное сопротивление цепи   ; ; ; ;Для определения оригинала тока I1 воспользуемся теоремой разложения:  Определим корни характеристического уравнения: ;D=10000-6400=3600; Определим составляющие формулы разложения и определим оригинал тока I1:  ;  .На основании полученного аналитического выражения построим график изменения искомой величины в функции времени в интервале от t=0 до t= 3/pMIN, где pMIN – меньший по модулю корень характеристического уравнения. Определим интервал времени: от t =0 до t = 3/5000 =0,0006 (сек). В указанном интервале взять 4-6 точек. Для построения графика можно воспользоваться табличным процессором Excel.
 Список использованной литературы: Ляшев В.А., Мережин Н.И., Попов В.П. Основы теории цепей + CD 7-е изд. Учебник для бакалавров, М.:Издательство Юрайт 2013. – 696 с. Иванов И.И., Соловьев Г.И., Фролов В.Я. Электротехника и основы электроники. Учебное пособие, 7-е изд.– Санкт-Петербург: Лань, 2012.–736 с. Т.А.Кузнецова Основы теории цепей: учебное пособие, Ч./2 Т.А.Кузнецова, Е.А.Кулютникова, А.А.Рябуха. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн.ун-та. 2008.-308 с |