Расчет электрической цепи постоянного тока

Задание на курсовое проектирование

1. Для линейной электрической цепи постоянного тока для исходной схемы в соответствии со своим вариантом (таблица 9) выполнить следующее:

1. Рассчитать токи во всех ветвях на основании законов Кирхгофа.
2. Рассчитать токи во всех ветвях методом контурных токов.
3. Рассчитать токи во всех ветвях методом узловых потенциалов.
4. Рассчитать токов первой ветви I1 (через сопротивление R1) методом эквивалентного генератора.
5. Результаты расчета токов, проведенных различными методами, свести в таблицу и сравнить между собой.
6. Составить баланс мощностей расчетной схемы, вычислив отдельно суммарную мощность источников и суммарную мощность приемников.
7. Начертить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура, включающего обе ЭДС.

1. Для электрической цепи однофазного синусоидального тока в соответствии со своим вариантом, выполнить следующее:

1. Для электрической цепи переменного тока с частотой ƒ = 50 Гц (рисунок 34) определить полные сопротивления Z  ветвей, токи İ в ветвях и напряжением Ů на элементах электрической цепи, составит баланс активных мощностей. Для соответствующего варианта задания определить комплексные напряжения между определенными узлами, или режим работы источников питания, или построить векторную диаграмму тока и напряжения. Комплексные ЭДС É или мгновенные значения ЭДС источников питания e(t), сопротивления R резисторов и реактивное сопротивления X элементов электрической цепи, а также предлагаемый метод решения задача для соответствующего варианта задания приведены в таблице 10.
2. Для электрической цепи синусоидального тока (рисунок 35) известны комплексные ЭДС É или мгновенные значения ЭДС источников питания e(t), сопротивления R резисторов, индуктивные Xl и емкостные сопротивления Xc и положения выключателей В в цепи для заданного варианта задания (таблица 11). Для соответствующего варианта определить неизвестные значения, заданные в таблице 11 и установить режим работы заданного источника.
3. По данным таблицы 12 для электрической цепи переменного тока рисунок 36 для соответствующего варианта задания:

1. Определить напряжение Ů действующее на зажимах цепи, емкость С2 конденсатора при резонансе токов на участке 1-2 электрической цепи, если амперметр показывает ток I= 6A, а частота тока питающей сети ƒ = 50 Гц. Построить векторную диаграмму токов и напряжений для всей электрической цепи. Определить активное R, реактивное X и полное Z сопротивления, а также коэффициенты мощности  cosϕ полную Ŝ, активную P и реактивную Q мощности ветвей и всей электрической цепи переменного тока.
2. Воспользовавшись найденными значениями Ů и С2, пологая, что между индуктивными катушками имеется магнитная связь при взаимной индуктивности М=0,002 Гн, составить в общем виде систему уравнений по законам Кирхгофа и рассчитать токи во всех ветвях схемы с помощью ЭВМ.

1. Электрическая цепь переменного синусоидального тока с частотой ƒ = 50 Гц (рисунок 37), находящаяся под действием напряжения Ů, содержит активные R1-R5 сопротивления, реактивные индуктивные Xl2; Xl3; Xl6, и реактивные емкости Xc1, Xc4, Xc7 сопротивления. По данным таблицы 13 с учетом положения выключателей В1-В7 определить для данного варианта задания неизвестные величины. Определить комплексные Y, активные G и реактивные В проводимости отдельных участков и всей электрической цепи. Проверить соблюдение баланса полных Ŝ, активных Р и реактивных Q мощностей, построить векторную диаграмму напряжений  и тока.
2. Методом контурных токов рассчитать действующие и мгновенные значения токов во всех ветвях электрической цепи переменного тока с частотой ƒ = 50 Гц (рисунок 38), определить режим работы заданного источника ЭДС, коэффициент мощности cosϕ всей цепи, составить баланс активных мощностей. Комплексные É или мгновенные значения e(t)  ЭДС источников питания, напряжение Ů и полное сопротивление Z ветвей для соответствующих вариантов задания приведены в таблице 14.

1. Разветвленная магнитная цепь с симметричным магнитопроводом с двумя зазорами, выполненным из электротехнической стали с размерами, приведенными на рисунках 27 или 31, содержит катушку с числом витков w2 и током I2. Используя кривые намагничивания         В= ƒ(Н) (рисунок 28) по данным, приведенным в таблице 15 для соответствующего варианта задания, определить графическим методом магнитные потоки на всех участках магнитной цепи, энергию магнитного поля и индуктивность катушки с числом витков w2.

1. Расчет электрической цепи постоянного тока

Для исходной схемы рисунок 1 с заданными параметрами R1=5 Ом, R2=7 Ом, R3=10 Ом, R4=4 Ом, R5=15 Ом, R6=20 Ом, E1=15 B, E3=20 B, Ik1=0 A, Ik3=1 A  выполнить следующее:

1. Рассчитать токи во всех ветвях на основании законов Кирхгофа.
2. Рассчитать токи во всех ветвях методом контурных токов (МКТ).
3. Рассчитать токи во всех ветвях методом узловых потенциалов (МУП).
4. Рассчитать ток в первой ветви I1 (через сопротивление R1) методом эквивалентного генератора (МЭГ).
5. Результаты расчета токов, проведенных различными методами, свести в таблицу и сравнить между собой.
6. Составить баланс мощностей расчетной схемы, вычислив отдельно суммарную мощность источников и суммарную мощность приёмников.
7. Начертить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура, включающего обе ЭДС.

[pic 1]

Рисунок 1 – Исходная схема 

1.1. Расчет токов на основании законов Кирхгофа.

1. Преобразуем исходную схему, исключив из неё элементы с нулевыми параметрами, выполняя эквивалентные преобразования при последовательном или параллельном соединении элементов и заменяя источники тока эквивалентным источником ЭДС.

На исходной схеме элементы с нулевыми параметрами отсутствуют, последовательно и параллельно соединенные элементы тоже. Поэтому выполняем только замену источника тока Ik3 на эквивалентную ЭДС. Замену выполняем в два этапа: заменяем источник тока эквивалентной ЭДС, величина которой равна É3= Ik3*R3 = 1*10 = 10 В; две последовательно соединенные ЭДС заменяем эквивалентной, равной их сумме, так как они направлены в одну сторону Еэ=Е3+É3=20+10=30 В.