ргр (1). Расчет линейной электрической цепи постоянного тока

• Название: Расчет линейной электрической цепи постоянного тока
• Дата: 16.03.2022
• Размер: 199.68 Kb.
• Имя файла: ргр (1).odt
• Тип: Документы; #399473

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ образовательное

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО образования

Башкирский государственный АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ


Факультет: Энергетический

Кафедра: Электрические машины и электрооборудование

Направление: 35.03.06 Агроинженерия

Профиль: Электрооборудование и электротехнологии

Курс, группа: 2, АИЭ 202

Форма обучения: Очная

Шифр: 938823

Мустаев Павел Айратович
Расчетно-графическая работа по дисциплине

«Теоретические основы электротехники»

на тему«Расчет линейной электрической цепи постоянного тока»


«К защите допускаю»

Руководитель: канд. тех. наук,

ст. преподаватель Нугуманов Р.Р.

_________________________

(подпись)

«___»______________2022 г.

Оценка при защите

________________

________________

(подпись)
«______»__________2022 г.

Уфа 2022

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1 РАСЧЕТ ЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО 4

1.1 Определение токов во всех ветвях методом контурных токов 5

1.2 Определение токов во всех ветвях методом узловых потенциалов 7

1.3 Сведение результатов расчетов, проведенных двумя методами 9

1.4 Составление баланса мощностей 9

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 11

ВВЕДЕНИЕ

Электрической цепью называют совокупность устройств, предназначенных для получения, передачи, преобразования и использования электрической энергии. Электрическая цепь состоит из отдельных устройств - элементов электрической цепи. Источниками электрической энергии являются электрические генераторы, в которых механическая энергия преобразуется в электрическую, а также первичные элементы и аккумуляторы, в которых происходит преобразование химической, тепловой, световой и других видов энергии в электрическую. К потребителям электрической энергии относятся электродвигатели, различные нагревательные приборы, световые приборы и т. д. Все потребители электрической энергии принято характеризовать некоторыми параметрами.
Теория электрических цепей изучает электромагнитные явления в технических системах, предназначенных для производства передачи и распределения электрической энергии.
При расчете линейной электрической цепи используются следующие ме-тоды: метод контурных токов, метод узловых потенциалов, метод эквивалент-ного генератора.
Метод контурных токов основан на применении второго закона Кирхгофа. В методе узлового потенциала применяются уравнения, составленные по первому закону Кирхгофа.
Большинство потребителей электрической энергии работает на переменном токе. В настоящее время почти вся электрическая энергия вырабатывается в виде энергии переменного тока. Это объясняется преимуществом производства и распределения этой энергии.

1 РАСЧЕТ ЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО

ТОКА
На рисунке 1.1 изображена исходная схема рассчитываемой цепи.


Рисунок 1.1 Исходная схема рассчитываемой цепи

1. 
   Определить токи во всех ветвях цепи методом контурных токов.
   
2. 
   Определить токи во всех ветвях цепи методом узловых напряжений.
   
3. 
   Для сравнения результаты расчетов, приведенных двумя методами свести в одну таблицу.
   
4. 
   Составить баланс мощностей электрической цепи.
   

На рисунке 1.2 изображена расчётная схема.

Рисунок 1.2 Расчетная схема.

Вариант 50

Исходные данные.

R1,Ом	R2,Ом	R3,Ом	R4,Ом	R5,Ом	R6,Ом	Ik2,A	Ik3,A	E2,B	E5,B
15	30	50	10	79	13	3	2	23	32

1.1 Определение токов во всех ветвях методом контурных токов

Выберем направления токов в ветвях и выберем направления контурных токов I₁₁, I₂₂, I₃₃ (контурные токи текут по часовой стрелке), в контурах abca, acda, bcdb соответственно. Количество контуров определяется из формулы: число ветвей, не содержащих источники тока – число токов + один.

1.1.1 Составим уравнения по второму закону Кирхгофа для нахождения значений контурных токов.

Определим собственные сопротивления контуров и контурные ЭДС:

R₁₁ = R₁ + R₄ + R₅ = 15 + 10 + 79 = 104 Ом

R₂₂ = R₂ + R₃ + R₄ = 30 + 50 + 10 = 90 Ом

R₃₃ = R₃ + R₆ + R₅ = 50 + 13 + 79 = 142 Ом

E₁₁ = − E₅ − Ik₂ ∙ R₅ + Ik₃ ∙ R₁= −32 - 3 ∙ 79 + 2 ∙ 15 = − 239 В

Е₂₂ = E₂+ Ik₃ ∙ R₂ = 23+2 ∙ 30 = 83 В;

E₃₃ = E₅ + Ik₂ ∙ R₅ = 32 + 3 ∙ 79 = 269 В.

Запишем систему уравнений для контурных токов:



Где R₁₂ = R₂₁ = – R₄ = – 10 Ом

R₁₃ = R₃₁ = – R₅ = – 79 Ом

R₂₃ = R₃₂ = – R₃ = –50 Ом

Подставим числовые значения.


В матричной форме:


Решаем матрицу методом Крамера

=

=

=
=

Определим значения контурных токов.



Вычислим значения токов в ветвях

1.2 Определение токов во всех ветвях методом узловых потенциалов

Приравняем потенциал узла d нулю и составим уравнения для определения потенциалов остальных узлов.



Подставим числовые значения



Узловые токи:

I_AA = -E₂/R₂ =-23/30=-0,7667 A;

I_вв = E₂/R₂ +I_k3=23/30+2,0=2,7667 A;

I_СС = E₅/R₅+ I_k2 =32/79+3=3,4051 A.



Решаем матрицу методом Крамера.









Вычислим значения потенциалов узлов.



Найдем значения токов в ветв ях цепи.

1.3 Сведение результатов расчетов, проведенных двумя методами

Сведем результаты расчетов, проведенных двумя методами в одну таблицу 1.1:
Таблица 1. 1 Данные вычислений

Метод расчета	I1, A	I2, A	I3, A	I4, A	I5, A	I6, A
Контурных токов	-1,913	0,5	0,323	2,413	-0,264	2,823
Узловых напряжений	-1,913	0,5	0,323	2,414	-0,264	2,823
Относительная ошибка, %	0	0	0	0,04	0	0

1.4 Составление баланса мощностей

Найдем мощность источников:

Bm
Найдем мощность нагрузок:

Bm
Относительная погрешность:

А = ((234,954 - 234,943) / 234,954) ∙ 100% = 0,005%

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе для линейной электрической цепи постоянного тока, определили следующие параметры:
Значения токов в ветвях линейной электрической цепи двумя методами:

Таблица 1. 1 Данные вычислений

Метод расчета	I1, A	I2, A	I3, A	I4, A	I5, A	I6, A
Контурных токов	-1,913	0,5	0,323	2,413	-0,264	2,823
Узловых напряжений	-1,913	0,5	0,323	2,414	-0,264	2,823
Относительная ошибка %	0	0	0	0,04	0	0

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. 
   Данилов, И. А. Общая электротехника [Текст]: учебное пособие для бакалавров: для учащихся не электротехнических специальностей вузов и техникумов / И. А. Данилов. – Москва: Юрайт, 2014. – 673 с.
   
2. 
   Немцов, М.В. Электротехника [Текст]: учебник / М.В. Немцов, И.И. Светлакова. – Ростов на Дону: Феникс, 2004. – 567 с.: ил.
   
3. 
   Рекус, Г.Г. Основы электротехники и электроники в примерах и задачах с решениями [Текст]: учебн. пособие для студентов вузов, обучающихся по не электротехническим спец. направ. подготовки дипл. спец. в области техники и технологии: допущен Министерством образования и науки РФ / Г.Г. Рекус. – Москва: Высшая школа, 2008. – 343 с.: ил.
   
4. 
   Теоретические основы электротехники. Интернет - тестирование базовых знаний [Текст]: учебное пособие / [Г. Н. Герасимова и др.]; под ред.: П. А. Бутырина, Н. В. Коровкина. – Санкт-Петербург.; Москва; Краснодар: Лань, 2012. - 331 с.
   
5. 
   Атабеков, Г. И. Теоретические основы электротехники. Линейные электрические цепи [Текст]: учеб. пособие / Г. И. Атабеков. – Санкт-Петербург; Москва; Краснодар: Лань, 2009. – 582 с.
   
6. 
   Рекус Г.Г. Основы электротехники и промэлектроники в примерах и задачах с решениями [Текст]: Учебн. пособие для студентов вузов, обучающихся по неэлектротехническим спец. доп. Министерством образования и науки РФ /Г. Г. Рекус. – Москва: Высшая школа, 2008. – 343 с.: ил.
   
7. 
   Задачник по общей электротехнике с основами электроники[Текст]: Учеб. пособие для неэлектротехн. спец. Средних спец. учебных заведений/Т. Ф. Березкина [и др.]. – 3-е изд. – Москва: Высшая школа 2008. – 380 с.