РАСЧЕТНОЕ_ЗАДАНИЕ_ПО_ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ. Расчет линейной электрической цепи синусоидального тока комплексным методом

• Название: Расчет линейной электрической цепи синусоидального тока комплексным методом
• Дата: 17.06.2022
• Размер: 1.28 Mb.
• Имя файла: РАСЧЕТНОЕ_ЗАДАНИЕ_ПО_ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ.doc
• Тип: Закон; #598285

РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ (ИДДО)

ЧАСТЬ 1

РАСЧЕТ ЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА КОМПЛЕКСНЫМ МЕТОДОМ

Теория

Элементы линейных цепей синусоидального тока (параметры, компонентные уравнения). Комплексный метод расчета линейных цепей синусоидального тока. Закон Ома в комплексной форме. Векторные диаграммы и топографические диаграммы напряжений. Активная, реактивная, полная, комплексная мощность. Уравнение баланса комплексной мощности.

Практическое задание:

Исходными для выполнения задания являются схема электрической цепи, приведенная на рисунке, комплексные сопротивления в ее ветвях, а также:

а) напряжение на входе цепи, для n^*– четных;

б) ток в одной из ветвей цепи, для n– нечетных.

1. 
   Рассчитать комплексные токи и напряжения в ветвях цепи.
   
2. 
   Построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений. Проверить выполнение законов Кирхгофа.
   
3. 
   Найдите угол  сдвига по фазе между напряжением на входе цепи и током . Определить характер цепи (активно-индуктивный или активно-емкостный). Рассчитать параметры последовательной и параллельной схем замещения двухполюсника. Рассчитать активные и реактивные составляющие комплексных тока и напряжения на входе двухполюсника.
   
4. 
   Рассчитайте активную и реактивную мощности. Проверить баланс комплексных мощностей.
   
5. 
   Построить графики мгновенных значений входного напряжения и входного тока .
   

Численные данные приведены в таблице 1. Для варианта а) задано действующее значение входного напряжения; для варианта б) значение k определяет номер ветви, действующее значение тока в которой задано. Так, для варианта n=15 задано А, для варианта n=30 задано В.

Таблица 1

Вариант n	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом	, В		, А
1, 16		6				30	2	2
2, 17		20				130	4	4
3, 18		3		10		120	3	5
4, 19		60		100		120	1	2
5, 20		20				100	5	8
6, 21		20				120	3	6
7, 22						80	4	2
8, 23						100	2	4
9, 24				20		80	5	5
10, 25				20		120	1	1
11, 26						120	2	10
12, 27						100	3	2
13, 28						120	4	2
14, 29						120	1	4
15, 30				20		80	5	8

М е т о д и ч е с к и е у к а з а н и я:

Начальную фазу приложенного к цепи напряжения (вариант а) задания) или начальную фазу заданного в k-ой ветви тока (вариант б)задания) можно принять произвольной. Если ее принять равной нулю, то комплексное напряжение на входе цепи будет равно . Задавая начальную фазу тока в k-ой ветви равной нулю, получаем, что комплексный ток в этой ветви равен .

ЧАСТЬ 2

УСТАНОВИВШИЕСЯ ПРОЦЕССЫ В ЦЕПЯХ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

Теория

Уравнения линии без потерь при произвольной нагрузке. Распределение действующих значений напряжения и тока вдоль линии при произвольной нагрузке. Коэффициент стоячей волны, коэффициент бегущей волны. Режим согласованной нагрузки. Согласование линии с нагрузкой: назначение и типы согласующих устройств; выбор согласующего устройства.

Практическое задание:

Линия без потерь длиной с волновым сопротивлением соединяет генератор и нагрузку .

1. 
   Построить график распределения действующих значений напряжения и тока вдоль линии ( отсчитывается то конца линии).
   
2. 
   Рассчитать согласующее устройство заданного типа.
   
3. 
   Построить график распределения действующих значений напряжения и тока в линии и в элементах согласующего устройства (трансформаторе, шлейфе) после согласования, считая, что действующее значение генератора осталось неизменным.
   

Выбор схемы и числовых данных

1. 
   Длина и волновое сопротивление линии, действующее значение напряжения и частота генератора определяются по n - номер, под которым фамилия студента записана в списке группы:
   

, МГц, мВ, Ом.

2. 
   Комплексное сопротивление нагрузки на заданной частоте определяется из соотношений:
   

Ом, Ом.

3. 
   Тип согласующего устройства задается в таблице 2.
   

Таблица 2

n	Тип согласующего устройства
1 4 7 10 13 16 19 22 ..	Четвертьволновый трансформатор ( ), включенный на расстоянии от нагрузки Определить: ,
2 5 8 11 14 17 20 23 ...	Параллельный короткозамкнутый шлейф длиной с волновым сопротивлением , включенный на расстоянии от нагрузки Определить: ,
3 6 9 12 15 18 21 24 ...	Четвертьволновый трансформатор ( ), включенный непосредственно к нагрузке совместно с короткозамкнутым шлейфом ( ) длиной , включенным параллельно нагрузке Определить: ,

Требования по оформлению и график выполнения Расчетного задания

1. 
   Расчетное задание оформляется на листах формата А4 в печатном или рукописном виде. Электронная версия должна иметь формат doc или pdf, для рукописной формы - скриншоты в формате png. Титульный лист оформляется в печатном виде по образцу. Листы нумеруются.
   
2. 
   Нумерация рисунков производится двумя цифрами: первое число соответствует номеру пункта, второе - порядковому номеру рисунка в данном пункте. Рисунки могут быть нарисованы от руки и вставлены в текст как картинки.
   
3. 
   Для проведения расчетов могут быть использованы любые математические программы.
   
4. 
   Комплексные величины (часть 1) представляются в полярной и алгебраической форме. Векторные и топографические диаграммы изображаются в масштабе, рекомендуется совместить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений. Для построения векторных диаграмм и графиков мгновенных значений могут быть использованы любые математические программы.
   
5. 
   Для построения графиков распределения действующих значений напряжений и токов (часть 2) могут быть использованы любые математические программы.
   
6. 
   Сроки выполнения Расчетного задания определены Календарным планом.
   
7. 
   Образец Титульного листа Курсовой работы:
   

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ»

ИНСТИТУТ ДИСТАНЦИОННОГО И ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ

(ИДДО направление ___)

Работу выполнил

Студент________________

Группа________________

Работу проверил

_______________________

дата______________

оценка______________

Москва

(год выполнения)

* n - номер, под которым фамилия студента записана в списке группы