Анализ электрических цепей

Автор: Пользователь скрыл имя, 15 Декабря 2010 в 21:40, курсовая работа

Описание работы

Для электрической цепи, изображенной на рис. 1, выполнить следующее:
1) составить на основании законов Кирхгофа систему уравнений для определения токов во всех ветвях схемы;
2) определить токи во всех ветвях схемы, используя метод контурных токов;
3) определить токи во всех ветвях схемы на основании метода наложения;
4) составить баланс мощностей для заданной схемы;
5) результаты расчетов токов по пунктам 2 и 3 представить в виде таблицы и сравнить;
6) определить ток во второй ветви методом эквивалентного генератора;
7) построить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура включающего обе ЭДС.

Скачать полностью (851.10 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Работа содержит 1 файл

КурПроэкт.docx

— 874.51 Кб (Скачать)

Строим вольтамперную характеристику I_1,2=ƒ(U), согласно данным Таб. 2.

Строим вольтамперную характеристику I₃=ƒ(U), по формуле I=

Таб. 3

U, B	40	80	120	160	200	240
I_{НЭ1, НЭ2}	0,4	1,1	1,95	2,95	3,75	4,5
I₃	1,05	2,1	3,15	4,2	5,25	6,3
I_{НЭ1, НЭ2,3}	1,45	3,2	5,1	7,15	9	10,8

Строим вольтамперную характеристику I_1,2,3=ƒ(U), согласно данным Таб. 3.

Рис. 11

I=9,8 A; I₁=4,1 A; I₂=4,1 A; I₃=5,7 A; U₁=130 B; U₂=90 B; U₃=220 B.

2.1 Расчет однофазных линейных электрических цепей переменного тока.

К зажимам электрической цепи, схема которой приведена на рис. 12 , подключен источник синусоидального напряжения u=20sin(ωt-20^o) B, частотой 50 Гц.

Параметры элементов схемы: R₁=15 Ом, R₂=30 Ом, L₁=15,9 мГн, L₂=127 мГн, С₁=79,5 мкФ, С₂=106 мкФ.

Выполнить следующее:

Определить реактивные сопротивления элементов цепи.
Определить действующие значения токов во всех ветвях цепи.
Записать уравнения мгновенного значения тока источника.
Составить баланс активных и реактивных мощностей.
Построить векторную диаграмму токов, совмещенную с топографической векторной диаграммой напряжений.

Рис. 12

Дано: R₁=15 Ом, R₂=30 Ом,

L₁=15,9 мГн, L₂=127 мГн,

С₁=79,5 мкФ, С₂=106 мкФ.

Определить:X_L1, X_L2, X_C1, X_C2,

I, I₁, I₂, I₃, i

Реактивные сопротивления элементов цепи:

X_L1=ωL₁=2πƒL₁=314·15,9 10^-3≈5 Ом

X_L2=ωL₂=2πƒL₂=314·127·10^-3≈40 Ом

X_C1= Ом

X_C2=

Расчет токов в ветвях цепи выполняем методом эквивалентных преобразований. Представим схему в следующем виде:

Рис. 13

Находим комплексное сопротивление ветвей, затем всей цепи:

Z₁=jX_L1=j5=5 Ом

Z₂=R₂+j(X_L2 - X_C2)=30+j(40-30)=30+j10=31,6 Ом

Z₃=R₁-jX_C1=15-j40=42,7 Ом

Z=₌

= Ом

Выразим действующее напряжение в комплексной форме:

Определим токи

İ₁=

İ₂=

İ₃=

İ=

Уравнение мгновенного значения тока:

i=I_msin(ωt+ȹ_i)

i=2,72·

Комплексная мощность цепи:

B·A

S_ист=38,4 В·А

P_ист=7,9 Вт

Q_ист=38 вар

P_пр=I₃²·R₁+I₂²·R₂=0,33²·15+0,45²·30=7,7 Вт

Q_пр=I₁²·X_L1-I₃²·X_C1-I₂²·X_C2+ I₂²·X_L2=2,84²·5-0,33²·40-0,45²·30+0,45²·40=

=38 вар.

Баланс мощностей выполняется.

Напряжение на элементах схемы:

U_AB=I₂·X_C2=0,45·30=13,5 B

U_BD=I₂·R₂=0,45·30=13,5 B

U_DE=I₂·X_L2=0,45·40=18 B

U_AC=I₃·R₁=0,33·15=5 B

U_CE=I₃·X_C1=0,33·40=13 B

Выбираем масштаб:

М_I=0,5 А/см, M_U=2,5 B/см

Определяем длины векторов токов и напряжений

Строим диаграмму

Рис. 14

2.2 Расчет трехфазных линейных электрических цепей переменного тока.

В цепи, изображенной на рис. 15, потребители трехфазного тока соединены звездой. Известно фазное напряжение U_Ф=220 В и сопротивление фаз R_A=36 Ом, X_LB=20 Oм, X_LС=50 Ом, X_СB=65 Ом

Выполнить следующее:

Определить фазные токи.
Определить ток в нулевом проводе.
Определить активную, реактивную и полную мощность каждой фазы и всей трехфазной цепи.
Определить угол сдвига фаз между током и напряжением в каждой фазе.
Начертить в масштабе векторную диаграмму трехфазной цепи.

Рис. 15

Дано:U_Ф=220 В, R_A=36 Ом,

X_СA=48 Ом X_LB=20 Oм,

X_LС=50 Ом, X_СB=65 Ом

Определить:I_A, I_B, I_C, I_N ,P_A, P_B, P_C, P, Q_A, Q_B, Q_C, Q, S_A, S_B, S_C, S.

_A=U_Ф=220

_B= U_Ф=220

_C= U_Ф=220

Z_A= R_A-j X_СA=36-j48=60Ом,

ȹ_A=

Z_B= -jX_СB+jX_LB =-j20+j65=45Ом,

ȹ_B=

Z_C=jX_LC =j50=50Ом,

ȹ_C=

İ_A===3,7·=2,23+j2,95 A,

İ_B===4,9·=4,24-j2,45 A,

İ_C===4,4·=3,81-j2,2 A,

İ_N=İ_A+ İ_B+ İ_C=2,23+j2,95+4,24-j2,45+3,81-j2,2=10,28+j2,2=10,63· A
=_A·=220··3,7·=814·=490-j650 B·A

P_A=490 Bт, Q_A=-650 вар, S_A=814 B·A

=_B·=220··4,9·=1078·=-j1078 B·A

P_B=0, Q_B=-1078 вар, S_B=1078 B·A

=_C·=220··4,4·=968·=j968 B·A

P_C=0, Q_C=968 вар, S_C=968 B·A

=++=490-j650-j1078+j968=490-j760=904 B·A

P=490 Bт, Q=-760 вар,S=904 B·A

ȹ_A=, ȹ_B=, ȹ_C=

Выбираем масштаб:

М_I=1 А/см, M_U=40 B/см

Определяем длины векторов токов и напряжений

==5,5 см

3,7 см

4,9 см

4,4 см

Строим диаграмму

Рис. 16

2.3 .Исследование переходных процессов в электрических цепях.

При размыкании выключается цепь рис. 17. Определить пр ток в цепи и энергию магнитного поля при t=3τ. Построить графики i=ƒ(t), и e_L= ƒ(t).

Рис. 17

Дано:L=0,12 Гн, R=12 Ом,

R_P=10 U=60 B.

Определить: t, W_M

Определяем время переходного процесса.

Определяем постоянную времени переходного процесса

τ=≈0,0055 c.

t=5·τ=5·0,0055=0,0275 c.

Определяем ток в цепи и энергию магнитного поля при t=3τ.

i₃=i₀· , где i₀===5 A

i₃=5·=0,2 A

W_M===0,0024 Дж.

i=i_УСТ+i_СВ ,где i_УСТ=0, i_СВ=i_0·=5

строим график i=ƒ(t),задавшись моментами времени t=0, t=τ, t=2τ, t=3τ, t=4τ, t=5τ.

Таб. 4

t, c	0	τ	2τ	3τ	4τ	5τ
i A	5	1,8	0,7	0,2	0,1	0,03

Рис. 18

В соответствии с законом изменения ЭДС самоиндукции получим

e_L=-L=-L=i₀·L··= i₀·(R+R_p)·=5(10+12)·=110·

строим график e_L =ƒ(t),задавшись моментами времени t=0, t=τ, t=2τ, t=3τ, t=4τ, t=5τ.

Таб. 5

t, c	0	τ	2τ	3τ	4τ	5τ
e_L, B	110	40,4	14,8	5,4	2	0,7

Информация о работе Анализ электрических цепей