Методические указания для выполнения домашних заданий по теоретической электротехнике – донецк: доннту, 2009, 68 С.

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 6Следующая ⇒

Донецкий НАЦИОНАЛЬНЫЙ Технический Университет

Кафедра электромеханики и ТОЭ

Методические указания

для выполнения домашних заданий по теоретической электротехнике

Утверждено на заседании                   

кафедры «Электромеханика и ТОЭ»

7 декабря 2009 г., протокол № 

Утверждено на учебно-издательском

совете ДонГТУ,

протокол №  от.20 г.

Донецк – 2009

УДК 621.3.01. (071)

М54

Методические указания для выполнения домашних заданий по теоретической электротехнике – Донецк: ДонНТУ, 2009, 68 с.

Приводятся задания по всем основным разделам курсов, которые могут быть объединены понятием «Теоретическая электротехника» (ТОЭ, теория электрических и магнитных цепей, теория электромагнитного поля и др.) и набор которых в зависимости от специальности является содержанием индивидуальных домашних заданий студентов дневной формы обучения. По некоторым заданиям даны методические указания, облегчающие их выполнение.

Составители:                         В.Ф. Денник, проф.

А.В. Корощенко, доц.

Е.А. Журавель, доц.

Отв. за выпуск                  М.М. Федоров, проф.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Общие методические указания по выполнению домашних заданий………... 4

1. Линейные цепи постоянного тока …………………………………………. 8

2. Электрические цепи синусоидального тока, включая цепи со взаимной индуктивностью и четырёхполюсники     …………………….……….. 11

3. Трёхфазные цепи ……………...…………………………………………… 21

4. Цепи несинусоидального тока …..……………………………………….. 24

5. Переходные процессы в цепях с сосредоточенными параметрами …….. 27

6. Нелинейные электрические и магнитные цепи постоянного тока ………..35

7. Нелинейные цепи переменного тока. Переходные процессы в нелинейных цепях …………………………………………………………………….…… 41

8. Электрические цепи с распределёнными параметрами в установившихся и переходных режимах                           ………………………………..…. 48

9. Теория электромагнитного поля..…………………………………………. 53

Литература……………………. ……………………………………………. 68

Приложение …………………………………………………………………...89

Таблица для сравнения результатов расчета

Указания:

1. При всех расчетах напряжение в конце линии   U ₂ и мощности двигателей Р ₁ и   Р ₂ считать неизменными (рекомендуется обозначать   Р ₁+ Р ₂= Р_н).

2. Частоту тока принять равной промышленной частоте f = 50 Гц.

3. Решать задачу рекомендуется комплексным методом.

Таблица вариантов к задаче 2.4

ЗАДАЧА 2.5. На рис. 2.5 изображена схема электрической цепи, содержащая индуктивно связанные обмотки (третья обмотка в схемах 2-3-4-5 замкнута на вольтметр с очень большим сопротивлением, током которого можно пренебречь).

Напряжение сети и параметры схем приведены в таблице вариантов.

Необходимо выполнить следующее:

1) составить уравнения по законам Кирхгофа для определения действующих значений токов во всех ветвях;

2) устранить ("развязать") индуктивную связь между обмотками, вычертив эквивалентную схему и определив ее параметры;

3) пользуясь любой схемой (исходной или эквивалентной), рассчитать действующие значения токов во всех ветвях;

4) определить показание вольтметра (в схемах 2-3-4-5);

5) рассчитать активную мощность взаимоиндукции, передаваемую через магнитное поле из одной обмотки в другую, и направление ее передачи;

6) для исходной схемы построить векторную или топографическую диаграмму, совмещенную с диаграммой токов.

Таблица вариантов к задаче 2.5 (схемы 2-3-4-5)

Таблица вариантов к задаче 2.5 (схемы 0-1-6-7-8-9)

Примечание: не следует учитывать параметры элементов, отсутствующих в схеме Вашего варианта.

ЗАДАЧА 2.6. Определить коэффициенты четырехполюсника рис.2.6 в формах   А, Н и Z  и рассчитать его характеристические параметры. Вычертить Т- или П-образную схему замещения четырехполюсника и рассчитать ее параметры. Числовые значения параметров схемы четырехполюсника заданы в таблице вариантов.

Таблица вариантов к задаче 2.6

3. ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ

ЗАДАЧА 3.1. Три одинаковых приемника энергии с сопротивлениями r, x_L и x_C каждый подключены к трехфазному генератору с линейным напряжением U _л. По заданным в таблице вариантов параметрам схемы определить фазные и линейные токи и напряжения, а также показания ваттметров для следующих случаев:

1) приемник соединен звездой (рис. 3.1) и

а) нагрузка фаз симметрична;

б) одна фаза приемника оборвана (см. табл.);

в) один приемник закорочен (см. табл.);

г) сделать вывод о влиянии обрыва провода или короткого замыкания фазы приёмника на величины токов и напряжений по сравнению с симметричным режимом;

2) приемник соединен треугольником (рис. 3.2) и

а) нагрузка фаз симметрична;

б) один линейный провод оборван (см. табл.);

в) одна фаза приемника разомкнута (см. табл.).

Для каждого случая вычертить схему и построить векторную диаграмму напряжений и токов. Сравнить активные мощности симметричного трёхфазного приемника, соединенного по схеме звезды и по схеме треугольника и питающегося от одного и того же источника.

Таблица вариантов к задаче 3.1

ЗАДАЧА 3.2. Три приемника с сопротивлениями Z _A, Z _B, Z _C соединены звездой и подключены к симметричному трехфазному генератору (рис. 3.3) с линейным напряжением U_л.

Определить показания приборов, активную мощность, потребляемую приемниками, и построить векторные диаграммы для двух случаев:

    а) нулевой провод включен;

б) нулевой провод выключен.

Параметры элементов схемы заданы в таблице вариантов.

Таблица вариантов к задаче 3.2

ЗАДАЧА 3.3. Трехфазный приемник, соединенный треугольником, питается от симметричного генератора с фазным напряжением U_ф (рис. 3.4). Сопротивления фаз приемника Z _AB, Z _BC, Z _CA  и напряжение U_ф заданы в таблице вариантов. Определить все токи, показания приборов и построить векторную диаграмму напряжений и токов.

Таблица вариантов к задаче 3.3

ЗАДАЧА 3.4. На рис.3.5 представлены системы несимметричных фазных напряжений и токов трехфазного приемника. Требуется определить его фазные сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Таблица вариантов к задаче 3.4

Z N

ЗАДАЧА 3.5. Симметричный трёхфазный приёмник с сопротивлениями прямой Z ₁, обратной Z ₂ и нулевой Z ₀ последовательностей питается от симметричного источника с линейным напряжением U _л. В схеме рис.3.6 имеется участок несимметрии УН с сопротивлением Z _нс, приводящий к возникновению несимметричного режима. Рассчитать все токи и напряжение на Z _нс при наличии УН и сравнить их с соответствующими величинами при отсутствии УН.

Таблица вариантов к задаче 3.5

ЦЕПИ НЕСИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

ЗАДАЧА 4.1. К зажимам цепи рис.2.2 приложено напряжение

u(t) = U ₀ + U _{1 m} sin(w t+ y ₁ ) + U _{3 m} sin( 3 w t+ y ₃ ), B.

Определить мгновенные и действующие значения токов во всех ветвях и напряжений u ₁₂ и u ₂₃. Определить коэффициент мощности цепи, построить график тока i ₁(t), если основная частота тока   f = 50 Гц.

Амплитуды и начальные фазы напряжений отдельных гармоник приведены в таблице вариантов, а параметры элементов цепи – в таблице вариантов к задаче 2.2.

Таблица вариантов к задаче 4.1

ЗАДАЧА 4.2. В цепи рис.4.1 действуют два источника ЭДС:

e ₁= E ₀ + E _{1 m} sin(w t +30° ) + E _{3 m} sin ( 3 w t -90° ), B  и   e ₂= 20 + 40 sin ( 2 w t), B.

Определить мгновенные и действующие значения токов, проверить баланс мощностей.

Таблица вариантов к задаче 4.2

ЗАДАЧА 4.3. ЭДС симметричного трехфазного генератора, соединенного в звезду, изменяется по закону:  e _А = E _m ⁽¹⁾ sin(w t+ y ⁽¹⁾ ) + E_m ⁽³⁾ sin ( 3 w t + y ⁽³⁾ ), B.

Нагрузка, соединенная в звезду, симметрична (рис.4.2). Амплитуды и начальные фазы напряжений отдельных гармоник и параметры нагрузки заданы в таблице вариантов, а Z _N ⁽¹⁾ = 2 + j 2 Ом.

Определить показания приборов электромагнитной системы при:

а) включенных рубильниках   Р ₁  и   Р ₂.

б) включенном рубильнике   Р ₁  и выключенном рубильнике   Р ₂.

в) выключенном рубильнике   Р ₁.

Для случая а) или б) построить график линейного тока i_A(t).

Таблица вариантов к задаче 4.3

ЗАДАЧА 4.4. Решить задачу 4.3 в случае несимметричной нагрузки, сопротивления фаз которой приведены в таблице вариантов к задаче 4.4.

Таблица вариантов к задаче 4.4

ЗАДАЧА 4.5. ЭДС симметричного трехфазного генератора, соединенного в треугольник, изменяется по закону:

e _А = E _m ⁽¹⁾ sin(w t+ y ⁽¹⁾ ) + E_m ⁽³⁾ sin( 3 w t + y ⁽³⁾ ) + E_m ⁽⁵⁾ sin( 5 w t + y ⁽⁵⁾ ), B.

Нагрузка, соединенная в треугольник, симметрична (рис.4.3). Амплитуды и начальные фазы напряжений отдельных гармоник и параметры нагрузки заданы в таблице вариантов, а внутреннее сопротивление фазы генератора    Z _Г ⁽¹⁾ = 1 + j 1 Ом.

Определить показания приборов электромагнитной системы

Таблица вариантов к задаче 4.5

Донецкий НАЦИОНАЛЬНЫЙ Технический Университет

Кафедра электромеханики и ТОЭ

Методические указания

для выполнения домашних заданий по теоретической электротехнике

Утверждено на заседании                   

кафедры «Электромеханика и ТОЭ»

7 декабря 2009 г., протокол № 

Утверждено на учебно-издательском

совете ДонГТУ,

протокол №  от.20 г.

Донецк – 2009

УДК 621.3.01. (071)

М54

Методические указания для выполнения домашних заданий по теоретической электротехнике – Донецк: ДонНТУ, 2009, 68 с.

Приводятся задания по всем основным разделам курсов, которые могут быть объединены понятием «Теоретическая электротехника» (ТОЭ, теория электрических и магнитных цепей, теория электромагнитного поля и др.) и набор которых в зависимости от специальности является содержанием индивидуальных домашних заданий студентов дневной формы обучения. По некоторым заданиям даны методические указания, облегчающие их выполнение.

Составители:                         В.Ф. Денник, проф.

А.В. Корощенко, доц.

Е.А. Журавель, доц.

Отв. за выпуск                  М.М. Федоров, проф.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Общие методические указания по выполнению домашних заданий………... 4

1. Линейные цепи постоянного тока …………………………………………. 8

2. Электрические цепи синусоидального тока, включая цепи со взаимной индуктивностью и четырёхполюсники     …………………….……….. 11

3. Трёхфазные цепи ……………...…………………………………………… 21

4. Цепи несинусоидального тока …..……………………………………….. 24

5. Переходные процессы в цепях с сосредоточенными параметрами …….. 27

6. Нелинейные электрические и магнитные цепи постоянного тока ………..35

7. Нелинейные цепи переменного тока. Переходные процессы в нелинейных цепях …………………………………………………………………….…… 41

8. Электрические цепи с распределёнными параметрами в установившихся и переходных режимах                           ………………………………..…. 48

9. Теория электромагнитного поля..…………………………………………. 53

Литература……………………. ……………………………………………. 68

Приложение …………………………………………………………………...89

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров