Методические указания для выполнения контрольного задания
 Скачать 1.61 Mb.
|
Энергетический факультет Кафедра электроснабжения и электротехники Подъячих С.В., Шпак О.Н. Теоретические основы электротехники Методические указания и контрольные задания для студентов (очного и заочного обучения) обучающихся по направлению подготовки 13.03.02 - Электроэнергетика и электротехника  Молодежный 2021 УДК: 620.9(075.8) ББК 31.19 Рецензент: д.т.н., доцент Алтухов И.В., профессор кафедры энергообеспечения и теплотехники ФГБОУ ВО Иркутский ГАУ. Теоретические основы электротехники : методические указания для выполнения контрольного задания / С.В. Подъячих, Шпак О.Н. – Молодёжный: Издательство ФГБОУ ВО Иркутского ГАУ, 2021.- 105 С. Методические указания предназначены для изучения курса «Теоретические основы электротехники». Указания включают в себя выполнения контрольного задания по следующим темам: линейные цепи постоянного тока, трехфазные цепи синусоидального тока, трансформаторы асинхронные двигатели. Данные материалы разработаны для студентов-бакалавров направления подготовки 13.03.02 – Электроэнергетика и электротехника (профиль – Электроснабжение). Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой электроснабжения и электротехники (протокол № 7 от 10.03.2021 г.). Методические указания рекомендованы к печати методической комиссией энергетического факультета (протокол № 7 от 15.03.2021 г.). © Подъячих С.В., Шпак О.Н. 2021 Для контрольной работы выполнить 4 задачи ( 1,2,3,5) Требования к оформлению контрольной работы 1. Расчетно-графическую работу выполняют в отдельной тетради. На обложке должны быть указаны факультет и номер группы, фамилия, инициалы и шифр студента. Номер варианта контрольных задач определяетсяпо последней цифре учебного шифра студента. Например, если учебный шифр 12167, то студент выполняет вариант 7. 4. Буквенные обозначения и единицы физических величин должны соответствовать госстандарту: Сопротивление электрическое активное R, Ом (ом). Сопротивление электрическое реактивное Х, Ом (ом). Сопротивление электрическое полное Z, Ом (ом). Емкость С, Ф (фарад). Индуктивность L, Гн (генри). Электродвижущая сила (ЭДС) Е, В (вольт). Напряжение U, В (вольт). Ток I, А (ампер). Мощность активная Р, Вт (ватт). Мощность реактивная Q, вар (вольт-ампер реактивный). Мощность полная S, В А (вольт-ампер). Магнитный поток Ф, Вб (вебер). Частота f, Гц (герц). Угловая частота , радс (радиан на секунду). 7. Векторные диаграммы строят в масштабе, который указывается таким образом: mU=…В/мм, mI=… А/ мм. 8. В конце контрольной работы ставят дату ее выполнения и подпись. 1. Линейные цепи постоянного тока1.1. Основные понятия, определения и законы электрических цепейЭлектрической цепью называют совокупность устройств и объектов, образующих путь для электрического тока. Электрическая схема – графическое изображение электрической цепи, составленное из условных обозначений её элементов и показывающее способы соединения этих элементов. Ветвь электрической цепи – участок цепи, ток которого имеет одно и тоже значение и направление. Узел – место соединения трех и более ветвей. Различают понятия геометрического и потенциального узлов. Геометрические узлы 3 и 3' (рис. 2), имеющие одинаковые потенциалы, являются одним потенциальным узлом. На рис. 2 четыре геометрических и три потенциальных узла. Контур – любой замкнутый путь, проходящий, через несколько ветвей и узлов разветвленной электрической цепи. О  сновными законами электротехники являются закон Ома и законы Кирхгофа. Необходимо различать закон Ома для участка цепи (1), не содержащего ЭДС: или  (1)Например, для ветви 1-2 (см. рис. 2):  - называют напряжением или падением напряжения на резисторе  , – ток в резисторе.Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС, который называют обобщенным законом Ома:  .Первый закон Кирхгофа относится к узлам электрической цепи: алгебраическая сумма токов ветвей, сходящихся в узле, равна нулю.  , (2)где m – число ветвей, подключенных к узлу. Направления токов выбирают произвольно. В уравнениях по первому закону Кирхгофа токи, направленные к узлу, берут, как правило, со знаком «плюс», а токи, направленные от узла, – со знаком «минус». Например, для узла 2 (см. рис. 2) в соответствии с первым законом Кирхгофа (2):  , .Второй закон Кирхгофа относится к замкнутым контурам электрической цепи: алгебраическая сумма падений напряжений на всех элементах любого замкнутого контура равна алгебраической сумме ЭДС этого контура.  , (3)где  – число элементов с сопротивлением  в контуре;  – число источников ЭДС в контуре.1.2. Использование законов Кирхгофа для расчета сложных электрических цепейДля определения токов в ветвях электрической цепи используют следующие правила: Выбираются произвольно условно – положительные направления токов в ветвях, которые фиксируются стрелкой. Знаки ответов покажут правильны ли они. Определяется число неизвестных токов по числу ветвей –  .Определяется число узлов q и для любых узлов цепи записываются, (  ) уравнений по первому закону Кирхгофа (2).Недостающие  уравнений записываются по второму закону Кирхгофа (3)для n независимых контуров. Независимым называют контур, в который входит хотя бы одна новая ветвь.Произвольно выбираются направления обхода контуров, например, по ходу часовой стрелки (см. рис. 2). При составлении уравнений со знаком «плюс» записываются слагаемые, в которых ток и ЭДС имеют направления, совпадающие с направлением обхода контура, и со знаком «минус» если их направления противоположны обходу контура. Решается система уравнений относительно токов в ветвях. Если обнаруживается отрицательное значение тока, то это говорит о том, что действительное направление противоположно условно выбранному. Истинное направление тока показывается на схеме. |
