Расчет переходных процессов и анализ электрических цепей при непериодических несинусоидальных токах и напряжениях

Федеральное агентство по рыболовству[pic 1]

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Астраханский государственный технический университет»

Система менеджмента качества в области образования, воспитания, науки и инноваций сертифицирована DQS по международному стандарту ISO 9001

Институт морских технологий, энергетики и транспорта

Направление подготовки (специальность): электроэнергетика и электротехника

Профиль/Программа/Специализация_____________________________________

Кафедра «Электрооборудование и автоматика судов»

КУРСОВАЯ РАБОТА

Расчет переходных процессов и анализ электрических цепей при непериодических несинусоидальных токах и напряжениях.

По дисциплине теоретические основы электротехники

Допущен к защите «___»_______20__г              Работа выполнена студентом группы ДТЭЭБ21/1

Руководитель работы                                 ______________

____________

Оценка полученная на защите                         Руководитель работы

«___________________»                                      

Члены комиссии:

__________________(______________________)

__________________(______________________)

__________________(______________________)

Астрахань 2017

Содержание

Условия задачи:        3

Раздел 1. Анализ электрической цепи:        4

Раздел 2. Расчет электрической цепи.        7

Раздел 3. Расчет электрической цепи операторным методом.        11

Условия задачи:

Вариант №1[pic 2]

Дано:

R1 = 4 Ом,   L = 1 Г,

R2 = 4 Ом,   C= 10 мкФ,

R3 = 8 Ом,

Вид коммутации – замыкание

Найти:

I1, Ic

Раздел 1. Анализ электрической цепи:

1. Анализ состава и структуры предлагаемой для исследования электрической цепи.

[pic 3]

Данная электрическая цепь состоит из: трех резисторов, одной катушки индуктивности, одной емкости, одного ключа, источника напряжения. Структура цепи представляет собой: 7 ветвей, 4 узла, 4 ячеечных контура.

1.1. Количество уравнений, описывающих электрическое состояние цепи.

По законам Кирхгофа, количество уравнений, описывающих состояние цепи равно семи. Так как по второму закону Кирхгофа количество уравнений для падений напряжений равно количеству ячеечных контуров (В нашем случае четыре), а так же по первому закону Кирхгофа количество уравнений для токов должно быть на единицу меньше чем узлов в цепи (Так как последнее уравнение является следствием всех остальных), в нашем случае количество уравнений для токов – 3. Итого получаем 7 уравнений описывающих электрическое состояние цепи

1.2. Порядок характеристического уравнения, являющегося результатом решения составляемых уравнений.

Порядок характеристического уравнения всегда совпадает с количеством накопителей энергии (Емкости, Индуктивности) в рассчитываемой электрической цепи. В данном случае мы имеем одну емкость и одну индуктивность, следовательно, порядок характеристического уравнения равен двум.

1.3. Записать (с обоснованием) все варианты выражения для искомых величин переходных токов и напряжений, которые теоретически могут иметь место в такой цепи.

Из теоретических основ электротехники известно, что переходной процесс в цепи описывается дифференциальным уравнением, а общее решение этого уравнения представляет собой сумму частного решения исходного неоднородного уравнения и общего решения однородного уравнения, получаемого из исходного путем приравнивания его левой части к нулю. Поскольку с математической стороны не накладывается каких-либо ограничений на выбор частного решения, применительно к электротехнике в качестве последнего удобно принять решение Iпр, соответствующее искомой переменной Х в установившемся послекомутационном режиме.