Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
Образования
Уфимский государственный авиационный технический университет
Кафедра Теоретических основ электротехники
Методы расчета электрических цепей
Пояснительная записка
к курсовой работе по дисциплине Электротехника и электроника
4041.207263.000 ПЗ
(обозначение документа)
| Группа СМ-207 | Фамилия И.О. | Подпись | Дата | Оценка |
| Студент | Тагирова Э.Н. | | | |
| Консультант | Пугина Ю.А. | | | |
| Принял | Пугина Ю.А. | | | |
Уфа 2008 г.
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
«Уфимский государственный авиационный технический
| Теоретических основ электротехники | |
университет»
Кафедра __
| «Электротехника и электроника» | |
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу по дисциплине ________________________________
Студент _______________ Группа _____________
Консультант ______________
| «Методы расчета электрических цепей» | |
1. Тема курсовой работы
____
| 1. Расчет линейной электрической цепи постоянного тока | |
2. Основное содержание: ______________
| 2. Расчет электрических цепей однофазного синусоидального тока | |
____
| 3. Расчет трехфазных цепей | |
____
____
3. Требования к оформлению
3.1. Пояснительная записка должна быть оформлена в редакторе Microsoft Word в соответствии с требованиями _________
| 1. Задание к каждой части курсовой работы | |
3.2. В пояснительной записке должны содержаться следующие разделы:
| 4. Выводы для каждой из основных тем, рассматриваемых в курсовой работе | |
| ностей рассчитываемых величин, краткие пояснения к выполняемым расчетам | |
| 3. Расчеты с приведением формул, подстановкой числовых значений и размер- | |
| 2. Схема электрической цепи, сопоставимая рассматриваемой задаче | |
________________
____
| схемы электрических цепей, | |
| соответствующие этапам расчета, графики и векторные диаграммы, выполнение | |
3.3. Графическая часть должна содержать: _______________________________
| которых необходимо по рабочему заданию | |
________
| |
| | | 1. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника./А.С. Касаткин, | |
| М.В. Немцов. - Изд.-8-е, перераб.-М.: «Высшая школа», 2005.-542 с. , | |
4. Литература: _______________________
| основы электротехники”/ УГАТУ; Р.С. Аипов, В.С. Лукманов. Уфа, 1996. -20 с. | |
| 4. Методические указания к курсовой работе по дисциплине “Теоретические | |
| И.В.Вавилова, Т.М.Крымская: Уфимск.гос.авиац.техн.ун-т.: -Уфа, 1999. -91 с. | |
| студентов неэлектротехнических специальностей. /Р.В.Ахмадеев, | |
| 3. Электротехника и электроника. Электрические цепи: Учебное пособие для | |
| Белоусов; Ред. Л.В. Честная, -2-е изд., перераб. –М.: Высш.шк., 2001.-416с. | |
| электроники: Учеб. Пособие для неэлектротех. спец. вузов/ Г.Г. Рекус, А.И. | |
| 2. Рекус Г.Г. Сборник задач и упражнений по электротехнике и основам | |
_______________________________
| 5. http://toe.ugatu.ac.ru | |
________
Дата выдачи _____________ Дата окончания _____________
Руководитель ___________________
Часть 1 1. Расчет линейной электрической цепи постоянного тока Задание: 1. Составить уравнения по законам Кирхгофа для определения токов в ветвях. 2. Определить токи в ветвях методом контурных токов. 3. Определить ток в ветви с сопротивлением R1 методом эквивалентного генератора. 4. Определить показания вольтметра. 5. Составить уравнение баланса мощностей и проверить его подстановкой числовых значений. | Дано: E₂= -27 В E₄= -18 В E6 = 25 В R₁= 11 Ом R₂= 85 Ом R₃= 50 Ом R₄= 34 Ом R5 = 84 Ом R6 = 63 Ом | |          |
| | | | | | 4041.207263.000 ПЗ |
| | | | | |
| Изм | Лист | № докум. | Подп | Дата |
| Разраб. | Тагирова Э.Н. | | | Методы расчета электрических цепей | Лит. | Лист | Листов |
| Пров. | Пугина Ю.А. | | | | | | | |
| Т. контр. | | | | УГАТУ СМ-207 |
| Н. контр. | | | |
| Утв. | | | |
| | | | | | | | | | | |
Определение тока в ветвях по законам Кирхгофа Зададим направления токов в ветвях и направления обходов в контурах:           Составим уравнения по законам Кирхгофа. Количество уравнений, составленных по первому закону Кирхгофа, равно числу узлов минус один. Количество уравнений, составленных по второму закону Кирхгофа, равно числу независимых контуров. 1: I2 = I1 + I3 2: I3 = I4 + I5 3: I4 = I1 + I6 I: I1R1 + I2R2 + I4R4 = E2 + Е4 II: I2R2 + I3R3 + I5R5 = E2 III: I4R4 + I6R6 - I5R5 = E4 + Е6 Подставим числовые значения сопротивлений и ЭДС и решим полученную систему уравнений в программе Gauss. Получим: 
I1 = -0,49139 A I4 = -0,29397 A I2 = -0,34823 A I5 = -0,05426 A I3 = 0,14315 A I6 = 0,19741 A |
| | | | | | 4041.207263.000 ПЗ | Лист |
| | | | | | |
| Изм | Лист | № докум. | Подп | Дата |
Метод контурных токов. Зададим направления токов в ветвях и направления обхода контуров           Рассчитаем токи в ветвях методом контурных токов, количество уравнений m = B-BJ-J+1, где В-число ветвей, BJ – число источников тока, J – число узлов, тогда m = 6-0-4+1=3.  (1) Рассчитаем собственные сопротивления контуров: R11 = R1 + R2 + R4 = 11 + 85 + 34 = 130 Ом R22 = R2 + R3 + R5 = 85 + 50 + 84 = 219 Ом R33 = R4 + R5 + R6 = 34 + 84 + 63 = 181 Ом Рассчитаем сопротивления смежных ветвей: R12 = R21 = R2= 85 Ом R13 = R31 = R4= 34 Ом R23 = R32 = – R5= – 84 Ом Рассчитаем собственные ЭДС контуров: E11 = E2 + Е4 = -45 В E22 = Е2 = -27 В E33 = E4 + Е6 = 7 В |
| | | | | | 4041.207263.000 ПЗ | Лист |
| | | | | | |
| Изм | Лист | № докум. | Подп | Дата |
Полученные значения сопротивлений и ЭДС подставим в систему уравнений (1) и решим ее в программе Gauss:  I11 = - 0,49139 A I22 = 0,14315 A I33 = 0,19741 A Определим значения токов в ветвях: I1 = I11 = – 0,49139 A I2 = I11 + I22 = – 0,34824 А I3 = I22 = 0,14315 А I4 = I11 + I33 = -0,29398 А I5 = I22 - I33 = -0,05426 А I6 = I33 = – 0,19741 А Метод эквивалентного генератора Преобразуем схему и определим значение напряжения холостого хода Uхх:           Uxx = Eэг, I1=0, поэтому в цепи текут уже другие токи. Составим систему уравнений, пользуясь первым законом Кирхгофа: 1: I /2 = I /3 2: I /2 - I /4 - I /5 = 0 3: I /4 = I /6 |
| | | | | | 4041.207263.000 ПЗ | Лист |
| | | | | | |
| Изм | Лист | № докум. | Подп | Дата |
Составим систему уравнений, пользуясь вторым законом Кирхгофа: I: Uxx + I /2R2 + I /4R4 = E2 + Е4 II: I /3R3 + Uxx – I /6R6 = E2 III: -I /4R4 + I /5R5 + I /6R6 = E4 + Е6 Подставим числовые значения сопротивлений и ЭДС и решим полученную систему уравнений в программе Gauss. Получим:  Uxx = -33,01814 В I /2 = 0,13194 A I /3 = - 0,13194 A I /4 = - 0,02256 A I /5 = - 0,10938 A I /6 = - 0,02256 A Uxx = Eэг = -33,01814 В Для определения внутреннего сопротивления Rэкв исключаем из цепи все источники электрической энергии (в нашем случае источники ЭДС) и преобразуем цепь:   R23 =  =  =19,406 Ом R25 =  =  =32,603 Ом R35 =  =  =19,178 Ом |
| | | | | | 4041.207263.000 ПЗ | Лист |
| | | | | | |
| Изм | Лист | № докум. | Подп | Дата |
  R7 = R4 + R25 = 34 + 32,603 = 66,603 Ом R8 = R6 + R35 = 63 + 19,178 = 82,178 Ом  R9 =  =  = 36,788 Ом Rвн = R23 + R9 = 19,406 + 36,788 = 56,194 Ом Определим ток в ветви с сопротивлением R1: I1 = Eэг\ (Rвн + R1) = -33,01814 \ (56,194 + 11) = -0,49139 А Составить уравнение баланса мощностей и проверить его подстановкой числовых значений Pпр = Σ I2R = (-0,49139)2*11 + (-0,34823)2*85 + (0,14315)2*50 + (0,29397)2*34 + (-0,05426)2*84 + (-0,19741)2*63 = 19,62882 Вт Pист = Σ IE = 21E2 + I4E4 + I6E6 = -0,34823*(-27) + (-0,29397)*(-18) +0,19741*25 = 19,62892 Вт Pпр = Pист Мощность приемников и мощность источников совпала, значит, расчет верный. |
| | | | | | 4041.207263.000 ПЗ | Лист |
| | | | | | |
| Изм | Лист | № докум. | Подп | Дата |
Часть 2 Расчёт электрической цепи однофазного переменного тока Задания: - Определить комплексные действующие значения токов в ветвях схемы.
- Определить показания приборов.
- Составить баланс активных, реактивных и полных мощностей.
- Повысить коэффициент мощности до 0,98 включением необходимого реактивного элемента X.
- Построить векторные диаграммы токов и напряжений в одной системе координат.
Исходная Схема:
Дано: U = 200 В F = 50 Гц R1= 52 Ом R2 = 61 Ом L1= 75 мГн L2 = 0 мГн C1= 16 мкФ C2 = 253 мкФ |
| | | | | | 4041.207263.000 ПЗ | Лист |
| | | | | | |
| Изм | Лист | № докум. | Подп | Дата |
| |
| | | | | | 4041.207263.000 ПЗ | Лист |
| | | | | | |
| Изм | Лист | № докум. | Подп | Дата |
