Помощь студентам дистанционного обучения: тесты, экзамены, сессия
Помощь с обучением
Оставляй заявку - сессия под ключ, тесты, практика, ВКР
Скоро защита?

Электрические цепи переменного синусоидального тока



Помощь с дистанционным обучением
Получи бесплатный расчет за 15 минут
 

Введите контактный e-mail:

 

Введите номер телефона

 

Что требуется сделать?

 

Каким способом с Вами связаться?:

E-mail
Телефон
Напишем вам на вашу почту
 
Перезвоним вам для уточнения деталей
 
Перезвоним вам для уточнения деталей
 

или напишите нам прямо сейчас

Написать в WhatsApp
 

Содержание

Введение 3
1. Исходные данные для расчета 4
2. Рассчитываемая схема 5
3. Содержание задания 6
4. Составление системы уравнений по законам Кирхгофа 7
5. Расчет токов в ветвях электрической цепи методом узловых потенциалов 10
6. Определение режимов работы источников 13
7. Расчет тока методом эквивалентного генератора 14
8. Построение графика мгновенных значений 18
9. Расчет показаний ваттметра 19
10. Построение векторной диаграммы 19
Заключение 20
Список использованных источников 21

Введение

Переменный ток получил гораздо большее распространение в промышленности и в быту, чем постоянный, так как упрощается конструкция электродвигателей, а синхронные генераторы могут быть выполнены на значительно большие мощности и более высокие напряжения, чем генераторы постоянного тока. Переменный ток позволяет легко изменять величину напряжения с помощью трансформаторов, что необходимо при передаче электроэнергии на большие расстояния.
Электрические цепи периодического переменного тока классифицируются в зависимости от формы кривой тока и его частоты, характера параметров, сложности электрических схем замещения, назначения.
Из всех возможных форм периодических токов наибольшее распространение получил синусоидальный ток. По сравнению с другими видами тока синусоидальный ток имеет то преимущество, что позволяет в общем случае наиболее экономично осуществлять производство, передачу, распределение и использование электрической энергии. Только при использовании синусоидального тока удается сохранить неизменными формы кривых напряжений и токов на всех участках сложной линейной цепи. Теория синусоидального тока является ключом к пониманию теории электрических цепей.
Целью курсовой работы является закрепление и углубление знаний по дисциплине, а также изучение и освоение методов анализа и расчета электрических цепей синусоидального тока.
В ходе выполнения работы решается задача по анализу и расчету разветвленной электрической цепи синусоидального тока с несколькими источниками ЭДС и источниками тока.

1. Исходные данные для расчета

Исходные данные для расчета приведены в таблицах 1.1 – 1.3.

Таблица №1.1

Е5,

В

Ψe5, град Е6,

В

Ψe6, град Е7,

В

Ψe7, град Е8,

В

Ψe8, град Е9,

В

Ψe9, град Е10,

В

Ψe10, град
39 275 25 -98 6 8 15 -94 9 -33 13 160

Таблица №1.2

Таблица №1.3

2. Рассчитываемая схема

Рис. 1

3. Содержание задания

Для электрической цепи переменного синусоидального тока, соответствующей индивидуальному заданию, необходимо выполнить следующие расчеты и графические построения:
1. Составить систему уравнений по законам Кирхгофа в интегрально-дифференциальном виде для мгновенных значений напряжений и токов.
2. Выполнить расчет токов в ветвях электрической цепи методом узловых потенциалов с проверкой правильности расчетов посредством составления баланса мощностей и оценкой их точности;
3. Определить режимы работы источников, имеющихся в заданной электрической цепи.
4. Рассчитать ток iL8(t) методом эквивалентного генератора.
5. Для тока iL8(t) построить график мгновенных значений.
6. Рассчитать показания ваттметра, включенного в одну из ветвей, расположенной между узлами 1 и 2.
7. Построить векторную диаграмму токов и напряжений для ветви, в которой включен ваттметр.

4. Составление системы уравнений по законам Кирхгофа

Изобразим схему электрической цепи с учетом характера элементов и обозначим условно-положительные направления токов в ветвях (см. рис. 2).

Рис. 2

Число уравнений, составляемых по законам Кирхгофа, должно соответствовать количеству неизвестных токов. Рассматриваемая цепь имеет восемь ветвей. Так как в двух ветвях цепи находятся источники тока, то токи в этих ветвях известны. Таким образом, для определения неизвестных токов необходимо составить шесть уравнений.
По первому закону Кирхгофа составляется на одно уравнение меньше, чем количество узлов. Цепь имеет четыре узла, поэтому по первому закону Кирхгофа составляем три уравнения (для узлов 1, 2, 3). Недостающие три уравнения составляем по второму закону Кирхгофа для трех независимых контуров, не содержащих ни одного источника тока. Обход контуров показан на рисунке.
С учетом вышеизложенного запишем систему уравнений по законам Кирхгофа в интегрально-дифференциальном виде для мгновенных значений напряжений и токов:
Связь между мгновенными значениями токов и напряжений на элементах цепи:
для резистора ;
для катушки индуктивности: , .
для конденсатора: , .
Тогда система уравнений может быть записана в следующем виде:

5. Расчет токов в ветвях электрической цепи методом узловых потенциалов

Составим схему замещения электрической цепи с обозначенными на ней комплексными величинами (см. рис. 3).

Рис. 3

В рассматриваемой схеме ветвь, включенная между узлами 2 и 4, содержит только идеальный источник ЭДС. Разность потенциалов на зажимах этой ветви равна ЭДС . Примем потенциал узла 2 равным нулю ( ), тогда потенциал и в качестве неизвестных остаются потенциалы узлов 1 и 3.
Таким образом, для определения неизвестных потенциалов необходимо составить систему из двух уравнений. В общем виде такая система выглядит следующим образом:

Рассчитаем значения коэффициентов системы:
– собственная проводимость узлов:
– общие проводимости узлов:
– узловые токи:
Подставляем коэффициенты в систему уравнений:

В результате решения системы уравнений получим:

Зная потенциалы узлов, определим токи в ветвях цепи:

Ток определим из уравнения, составленного по первому закону Кирхгофа для узла 4:

Проверим правильность расчетов посредством составления баланса мощностей.
Согласно закону сохранения энергии мощность, вырабатываемая источниками энергии, равна суммарной мощности, потребляемой приемниками. Уравнение баланса мощностей имеет вид:

Суммарная мощность источников:

где – комплексно-сопряженные токи, напряжения на источниках тока:

Суммарная мощность приемников:

После подстановки числовых значений и расчета с помощью программы MathCad получим:
ВА, следовательно, баланс мощностей выполняется, что подтверждает правильность выполненных расчетов.

6. Определение режимов работы источников

Режимы работы источников определяются по комплексам полных мощностей этих источников. Если , источник работает в режиме генератора, если – в режиме потребителя.
Рассчитаем комплексные мощности источников:

Таким образом, источники , и работают в режиме потребления энергии; остальные источники работают в генераторном режиме.

7. Расчет тока методом эквивалентного генератора

В соответствии с методом эквивалентного генератора искомый ток может быть выражен следующим образом:

Определим напряжение холостого хода эквивалентного генератора и его входное сопротивление.
Для определения напряжения холостого хода эквивалентного генератора используем метод узловых потенциалов. Расчет выполняем аналогично п. 5 в отношении схемы эквивалентного генератора, изображенной на рисунке 4.
Принимаем потенциал узла 2 равным нулю ( ), тогда потенциал и в качестве неизвестных остаются потенциалы узлов 1 и 3.
Значения коэффициентов системы:
– собственная проводимость узлов:
Рис. 4

– общие проводимости узлов:

– узловые токи:

После подстановки коэффициентов в систему уравнений и расчета получим:
Тогда напряжение холостого хода:

Для определения входного сопротивления исключим из цепи все источники энергии, при этом источник ЭДС заменим проводом с нулевым сопротивлением, а ветви с источниками тока – разомкнем (см. рис. 5).
Тогда входное сопротивление определяем, используя преобразование последовательного и параллельного соединения сопротивлений:

Рис. 5

Тогда искомый ток в соответствии с методом эквивалентного генератора:

Значение тока совпадает с полученным в п.5.

8. Построение графика мгновенных значений

Запишем мгновенное значение тока i1(t):
А,
где
.
Построим график мгновенных значений тока i1(t) (см. рис. 6).

Рис. 6

9. Расчет показаний ваттметра

Рассчитаем показания ваттметра, включенного в ветвь, расположенную между узлами 1 и 2.
Определим напряжение, на которое включен ваттметр:
В.
Ваттметр покажет активную мощность:
Вт.

10. Построение векторной диаграммы

Построим векторную диаграмму токов и напряжений для ветви, в которой включен ваттметр (см. рис. 7).

Рис. 7

Заключение

В ходе выполнения настоящей работы произведен анализ и расчет разветвленной электрической цепи синусоидального тока. Расчет выполнен методом узловых потенциалов и методом эквивалентного генератора в отношении тока одной из ветвей цепи. Проверка расчета показала соблюдение баланса активных и реактивных мощностей.
Построение векторной диаграммы наглядно показало наличие сдвига фаз между током и напряжением, построение временной диаграммы показало наличие ненулевой начальной фазы.

Список использованных источников

1. Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники [Текст] / Л. А. Бессонов. — М.: Высш. шк., 1984. — 527 с.
2. Зевеке, Г. В. Основы теории цепей [Текст] / Г. В. Зевеке, П. А. Ионкин, А. В. Нетушил, С. В. Страхов. — М. : Энергоатомиздат, 1989. — 529 с.
3. Поливанов, К. М. Теоретические основы электротехники [Текст] / К. М. Поливанов. — М.: Энергия, 1975. — 239 с.
4. Атабеков, Г. И. Теоретические основы электротехники [Текст] / Г. И. Атабеков. — М. : Энергия, 1978. — 245 с.

Помощь с дистанционным обучением
Получи бесплатный расчет за 15 минут
 

Введите контактный e-mail:

 

Введите номер телефона

 

Что требуется сделать?

 

Каким способом с Вами связаться?:

E-mail
Телефон
Напишем вам на вашу почту
 
Перезвоним вам для уточнения деталей
 
Перезвоним вам для уточнения деталей
 

или напишите нам прямо сейчас

Написать в WhatsApp
 

Оставить комментарий

 

Ваше имя:

Ваш E-mail:

Ваш комментарий

Inna Petrova 18 минут назад

Нужно пройти преддипломную практику у нескольких предметов написать введение и отчет по практике так де сдать 4 экзамена после практики

Иван, помощь с обучением 25 минут назад

Inna Petrova, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Коля 2 часа назад

Здравствуйте, сколько будет стоить данная работа и как заказать?

Иван, помощь с обучением 2 часа назад

Николай, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Инкогнито 5 часов назад

Сделать презентацию и защитную речь к дипломной работе по теме: Источники права социального обеспечения. Сам диплом готов, пришлю его Вам по запросу!

Иван, помощь с обучением 6 часов назад

Здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Василий 12 часов назад

Здравствуйте. ищу экзаменационные билеты с ответами для прохождения вступительного теста по теме Общая социальная психология на магистратуру в Московский институт психоанализа.

Иван, помощь с обучением 12 часов назад

Василий, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Анна Михайловна 1 день назад

Нужно закрыть предмет «Микроэкономика» за сколько времени и за какую цену сделаете?

Иван, помощь с обучением 1 день назад

Анна Михайловна, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Сергей 1 день назад

Здравствуйте. Нужен отчёт о прохождении практики, специальность Государственное и муниципальное управление. Планирую пройти практику в школе там, где работаю.

Иван, помощь с обучением 1 день назад

Сергей, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Инна 1 день назад

Добрый день! Учусь на 2 курсе по специальности земельно-имущественные отношения. Нужен отчет по учебной практике. Подскажите, пожалуйста, стоимость и сроки выполнения?

Иван, помощь с обучением 1 день назад

Инна, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Студент 2 дня назад

Здравствуйте, у меня сегодня начинается сессия, нужно будет ответить на вопросы по русскому и математике за определенное время онлайн. Сможете помочь? И сколько это будет стоить? Колледж КЭСИ, первый курс.

Иван, помощь с обучением 2 дня назад

Здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Ольга 2 дня назад

Требуется сделать практические задания по математике 40.02.01 Право и организация социального обеспечения семестр 2

Иван, помощь с обучением 2 дня назад

Ольга, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Вика 3 дня назад

сдача сессии по следующим предметам: Этика деловых отношений - Калашников В.Г. Управление соц. развитием организации- Пересада А. В. Документационное обеспечение управления - Рафикова В.М. Управление производительностью труда- Фаизова Э. Ф. Кадровый аудит- Рафикова В. М. Персональный брендинг - Фаизова Э. Ф. Эргономика труда- Калашников В. Г.

Иван, помощь с обучением 3 дня назад

Вика, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Игорь Валерьевич 3 дня назад

здравствуйте. помогите пройти итоговый тест по теме Обновление содержания образования: изменения организации и осуществления образовательной деятельности в соответствии с ФГОС НОО

Иван, помощь с обучением 3 дня назад

Игорь Валерьевич, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Вадим 4 дня назад

Пройти 7 тестов в личном кабинете. Сооружения и эксплуатация газонефтипровод и хранилищ

Иван, помощь с обучением 4 дня назад

Вадим, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Кирилл 4 дня назад

Здравствуйте! Нашел у вас на сайте задачу, какая мне необходима, можно узнать стоимость?

Иван, помощь с обучением 4 дня назад

Кирилл, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Oleg 4 дня назад

Требуется пройти задания первый семестр Специальность: 10.02.01 Организация и технология защиты информации. Химия сдана, история тоже. Сколько это будет стоить в комплексе и попредметно и сколько на это понадобится времени?

Иван, помощь с обучением 4 дня назад

Oleg, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Валерия 5 дней назад

ЗДРАВСТВУЙТЕ. СКАЖИТЕ МОЖЕТЕ ЛИ ВЫ ПОМОЧЬ С ВЫПОЛНЕНИЕМ практики и ВКР по банку ВТБ. ответьте пожалуйста если можно побыстрее , а то просто уже вся на нервяке из-за этой учебы. и сколько это будет стоить?

Иван, помощь с обучением 5 дней назад

Валерия, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Инкогнито 5 дней назад

Здравствуйте. Нужны ответы на вопросы для экзамена. Направление - Пожарная безопасность.

Иван, помощь с обучением 5 дней назад

Здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Иван неделю назад

Защита дипломной дистанционно, "Синергия", Направленность (профиль) Информационные системы и технологии, Бакалавр, тема: «Автоматизация приема и анализа заявок технической поддержки

Иван, помощь с обучением неделю назад

Иван, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru

Дарья неделю назад

Необходимо написать дипломную работу на тему: «Разработка проекта внедрения CRM-системы. + презентацию (слайды) для предзащиты ВКР. Презентация должна быть в формате PDF или формате файлов PowerPoint! Институт ТГУ Росдистант. Предыдущий исполнитель написал ВКР, но работа не прошла по антиплагиату. Предыдущий исполнитель пропал и не отвечает. Есть его работа, которую нужно исправить, либо переписать с нуля.

Иван, помощь с обучением неделю назад

Дарья, здравствуйте! Мы можем Вам помочь. Прошу Вас прислать всю необходимую информацию на почту и написать что необходимо выполнить. Я посмотрю описание к заданиям и напишу Вам стоимость и срок выполнения. Информацию нужно прислать на почту info@the-distance.ru