|
КОНТАКТЫ:
|
Адрес: Россия
394026 г.Воронеж, Московский пр., 14
Тел.: +7(4732) 21-09-19
Факс: +7(4732) 78-38-91
E-mail: rector@vorstu.ru
|
|
|
|
Задания для самостоятельной работы студентов
|
ГОУВПО "Воронежский государственный технический
университет"
Кафедра электротехники
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к расчетно-графическим заданиям N 1-3
по курсу "Электротехника и электроника"
для студентов специальности
всех специальностей
Воронеж 2009
Составители: ст. преп. Т.В. Попова,
канд. техн. наук Д.А. Тонн
УДК 621.313
Издание содержит задания и методические указания для выполнения расчетно-графических работ N 1-3 по курсу "Электротехника и электроника". Задания охватывают матери-ал первой части курса и рассчитаны на самостоятельную рабо-ту студентов, прививают навыки использования учебной лите-ратуры.
Табл. 5. Ил.16. Библиогр.: 12 назв.
Рецензент д-р техн. наук, проф. К.Е. Кононенко
Ответственный за выпуск зав кафедрой ЭТ
д-р техн. наук, проф. В.М. Питолин
Печатается по решению редакционно-издательского со-вета Воронежского государственного технического универси-тета
© ГОУВПО "Воронежский государственный
технический университет", 2009
ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ ЗАДАНИЙ
1. Расчетно-графическое задание (РГЗ) выполняется на отдельных листах чистой белой бумаги формата А4 с одной стороны рукописным способом либо с использованием ПК.
2. Титульный лист оформляется согласно образцу, при-веденному в приложении. На титульном листе должны быт указаны: номер варианта, дата выполнения задания, а также стоять подпись студента.
3. Номер варианта выбирается согласно порядковому номеру фамилии студента в журнале группы.
4. РГЗ должно содержать: задание и данные для расчета; исходную и преобразованную схемы; полный расчет по каж-дому пункту задания с необходимыми пояснениями, графика-ми, диаграммами; выводы.
5. Электрические схемы, графики и диаграммы выпол-няются согласно Госстандарту карандашом с помощью чер-тежных инструментов. В тексте задания на них обязательно даются ссылки.
6. Векторные и временные диаграммы выполняются на миллиметровой бумаге в масштабе, который обязательно ука-зывается.
Например: mu=10 В/cм; mi=0,5 А/см.
7. Все вычисления и преобразования в тексте задания сопровождаются пояснениями. Формулы и уравнения записы-ваются сначала в общем виде и затем в них производят подста-новку числовых значений.
8. Оформление расчетно-графических заданий должно соответствовать СТП ВГТУ.
1. РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ N1
АНАЛИЗ РАЗВЕТВЛЕННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1. Составить расчетную схему. Значение параметров цепи (рис. 1.1) указаны в таблице согласно варианту. Знак "минус" перед значением ЭДС означает, что в расчетной схеме ее направление противоположно указанному на рис. 1.1. Если в соответствующей графе вместо значения ЭДС указан "J", то в соответствующей ветви на место источника ЭДС необходимо включать источник тока, ток которого J равен 1A. Направления источников тока и ЭДС совпадают.
Рис.1.1
2. Рассчитать токи во всех ветвях схемы путем непо-средственного применения законов Кирхгофа.
3. Рассчитать токи в ветвях методом контурных токов.
4. Рассчитать токи во всех ветвях схемы методом узло-вых потенциалов (двух узлов). Сравнить значения токов, полу-ченных в пунктах 2, 3 и 4. Результаты сравнения представить в виде таблицы.
5. Построить потенциальную диаграмму для контура, содержащего не менее двух источников ЭДС.
6. Определить режимы работы источников электриче-ской энергии. Составить уравнение баланса мощностей.
N.
вар. E1,
В rв1,
Ом R1,
Ом E2,
В rв2,
Ом R2,
Ом E3,
В rв3,
Ом R3,
Ом E4,
В rв4,
Ом R4,
Ом
1 Ј - 90 - - 120 -120 10 145 220 10 140
2 250 15 110 100 20 200 J - 100 -80 10 170
3 220 20 100 - - 210 -150 20 110 -J - 100
4 J - 150 200 15 90 -100 10 100 160 15 180
5 -J - 210 200 20 160 210 5 100 -100 10 200
6 110 5 115 -210 10 160 80 - 60 Ј - 100
7 J - 180 -200 15 110 100 15 120 150 10 200
8 200 20 130 -J - 170 -150 25 80 100 10 100
9 180 5 175 -80 10 80 100 5 95 -Ј - 100
10 110 10 160 -J - 170 100 15 90 -200 25 120
11 -100 15 140 - - 150 -J - 200 200 20 90
12 150 20 150 220 15 95 -J - 160 100 15 220
13 180 10 200 -J - 110 -100 25 90 160 20 160
14 -J - 160 -200 15 130 150 25 95 180 20 200
15 200 15 180 -150 20 100 J - 170 110 15 70
16 250 20 220 -200 25 130 - - 100 J - 160
17 220 15 135 Ј - 100 140 10 100 -90 5 90
18 130 10 160 -180 10 135 Ј - 100 - - 120
19 -150 10 200 J - 140 150 10 110 - 10 90
20 J - 180 100 10 120 220 5 210 -100 25 80
21 100 15 150 -200 10 140 Ј - 145 - - 50
22 -150 10 140 -Ј - 150 90 5 110 140 15 100
23 -200 10 150 180 10 110 110 20 200 -J - 130
24 -100 15 120 250 20 140 -J - 170 100 15 210
25 - - 95 -100 25 160 200 20 200 J - 100
26 200 15 170 -100 10 120 J - 100 250 25 90
27 J - 100 200 10 150 - - 200 - 200 20 80
28 -150 20 150 200 10 130 100 5 210 -J - 70
29 200 10 130 J - 190 -150 10 100 110 15 110
30 220 10 100 J - 80 -100 15 200 110 20 110
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ N2
АНАЛИЗ ЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ
ОДНОФАЗНОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА
1. Составить, согласно варианту, схему расчетной элек-трической цепи (рис. 2.1). Значения параметров элементов це-пи указаны в табл. 2.1. Если какой-либо элемент в таблице обо-значен прочерком, то в схеме он отсутствует. Знак "минус" пе-ред значением ЭДС в табл. 2.1 означает, что на схеме ЭДС на-правлена в противоположную сторону.
2. Составить систему уравнений по законам Кирхгофа, необходимую для определения токов во всех ветвях схемы, в дифференциальной и символической формах.
3. Рассчитать комплексные действующие значения то-ков во всех ветвях схемы. Расчет выполняется любым методом.
4. Рассчитать напряжения на всех элементах схемы.
5. Построить в одних осях координат векторные диа-граммы токов и напряжений, рассчитанных в пунктах 3 и 4. Графически показать на векторной диаграмме выполнения за-конов Кирхгофа для рассматриваемой схемы.
Таблица 2.1
N e1 e2 e3 R1
Ом L1
Гн C1
мк R2
Ом L2
Гн C2
мк R3
Ом L3
Гн C3
мк
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
1 ea -ec - - 0,8 40 50 - 20 100 0,5 20 i3,uL3
2 - ea eв 50 0,5 10 - 0,1 20 100 - 30 i3,uR3
3 eв - ec 130 - - 20 0,5 30 150 0,8 10 i2,uC2
4 ea - -eв 40 0,8 30 60 - - 80 0,5 10 i3,uL3
5 ec eв - 35 0,5 60 100 0,2 10 20 - - i2,uC2
6 -ec ea - 60 0,3 - 100 0,5 10 140 0,4 - i2,uL2
7 eв -ec - 25 - 20 100 0,6 - 30 0,5 30 i1,uR1
8 eв ea - 200 - 10 150 0,6 50 120 0,5 - i2,uC2
9 ec - ea 100 0,3 - - 0,5 10 100 0,6 30 i3,uL3
10 -eв - ec - 0,4 20 100 - 30 120 0,5 40 i1,uC1
11 ea - -eв 100 0,5 10 150 0,3 - - 0,6 20 i1,uL1
12 - ec ea - - 20 150 0,5 10 30 0,2 20 i1,uC1
13 - -eв ea 100 0,4 10 - - 20 150 0,5 20 i1,uL1
14 -ea - eв 120 0,3 20 50 0,8 40 - - 20 i3,uC3
15 eв - ec 80 0,5 - 150 0,2 - 30 0,2 20 i1, uL2
16 ec -ea - 30 0.2 50 - 0.5 - 60 0.5 50 i1,uc1
17 ec eв - 45 - 30 100 0.1 10 10 0.6 - i3,uL3
18 - eв -ec 150 0,5 - 100 0,5 30 - 0,2 10 i2,uL2
19 ec - eв 50 0,2 10 60 0,5 - 200 - 30 i3,uc3
20 - eв ec - 0,5 50 80 0,2 20 100 - 30 i2,uC2
21 eв - ec 120 0,2 - 60 0,3 10 150 - 20 i1,uL1
22 ea - -eв 60 0.6 - 50 0.8 50 45 0.3 10 i2,uC2
23 ea - ec - 0.25 10 20 0.4 - 35 0.25 40 i2,uL2
24 ea - ec - 0,3 10 200 0,5 - 100 0,6 20 i1,uL1
25 ea ec - 50 - 10 100 0,2 20 - 0,5 40 i2,uL2
26 ec - eв 100 0,3 40 150 - 20 50 0,6 - i1,uL3
27 - -ec ea 200 0,25 10 - 0,8 40 100 - 20 i1,uC1
Продолжение таблицы 2.1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
28 - ec ea 125 0,5 - 30 - 20 80 0,5 10 i1,uR1
29 - ec -ea 140 - 20 - 0,6 40 100 0,5 50 i1,uc1
30 - eв ec 80 0,5 30 - 0,4 10 120 0,2 - i3,uC2
6. Записать мгновенные значения напряжения и тока, указанных в последней графе табл. 2.1. Построить их времен-ные диаграммы.
7. Рассчитать активную, реактивную и полную мощно-сти приемников и источников электрической энергии в цепи. Проверить баланс мощностей.
Примечание: для всех вариантов заданы следующие мгновенные значения ЭДС:
еa = 141sin(314t - 45°), В,
ев = 70,5 sin(314t + 60°), В,
ес = 221,5 sin (314t + 90°), В.
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ N 3
АНАЛИЗ ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ
Задача 3.1
К трехфазному генератору, создающему симметричную трехфазную систему синусоидальных ЭДС, фазы которого со-единены по схеме "звезда", подключена нагрузка, соединенная звездой с нейтральным проводом. Сопротивления фаз нагрузки Zа, Zb, Zс - последовательно соединенные R, L, C - элементы, состав которых в каждой фазе согласно варианту приведен в табл. 3.1. Сопротивления нейтрального и линейных проводов равны нулю.
Задание:
1. По составу элементов каждой фазы начертить прин-ципиальную схему трехфазной электрической цепи.
2. Рассчитать фазные и линейные токи и напряжения полнофазного режима цепи. Определить активную и реактив-ную мощности нагрузки. Построить векторную диаграмму то-ков и напряжений.
3. Рассчитать линейные и фазные токи и напряжения неполнофазного режима цепи, согласно данным табл. 3.1. По-строить векторную диаграмму токов и напряжений. Если не-полнофазный режим обусловлен коротким замыканием в фазе, то нейтральный провод отключается.
Задача 3.2
К трехфазному генератору, создающему симметричную трехфазную систему синусоидальных ЭДС, фазы которого со-единены по схеме "звезда", подключена нагрузка, соединенная треугольником. Сопротивления фаз нагрузки Zаb, Zbс, Zса - последовательно соединенные R, L, C - элементы, состав ко-торых в каждой фазе согласно варианту приведен в табл. 3.2.
Таблица 3.1
N
вар. Zа Zb Zс Неполнофазный режим
1 XL XC R R Za = ∞
2 XL XC R XL Zc = 0
3 R XL R XC R Zb = ∞
4 XC R XL R XL Zc = ∞
5 R XL XC R XL R Za = 0
6 XL R XC XC R Zc = ∞
7 XL XC R R XL Zb = 0
8 XC R XL XL XC R Za = ∞
9 XL XC R XC R Zc = 0
10 XL XC R R XL Za = ∞
11 XL R XL XC Zc = ∞
12 XL R R XC R Za = 0
13 XC R XL R R Zc = ∞
14 XC XC R XL R Zb = ∞
15 XL R XL XC R Za = 0
16 XC R XL XC R R Zc = ∞
17 R XC R XL XC R Zb = 0
18 XL XC R XC XL R Zc = ∞
19 XL R XC XL Zb = 0
20 XL XL XC R XC R Za = 0
21 XL XC R XL R Zb = ∞
22 R XC R XL R Za = 0
23 XC XL R XL XC R Zb = ∞
24 XL XC R XL R Zb = 0
25 XL XC XC R XL XC R Zb = 0
26 XL XL XC XC R Za = ∞
27 XC XL XC R XL R Zc = 0
28 XC R XL R XC Zb = 0
29 R XC R XL R Za = ∞
30 XL XC XC R XL Zc = 0
Таблица 3.2
N
вар. Zаb Zbc Zсa Неполнофазный режим
1 R XC R XL XC R ZAa = ∞
2 XL R R XC R Zca = ∞
3 XC R XL R R ZBb = ∞
4 XL XC XC R XL XC R ZAa = ∞
5 XL XL XC XC R ZCc = ∞
6 XL R XL XC R Zab = ∞
7 XC R XL XC R R Zbc = ∞
8 XL XC XC R XL ZCc = ∞
9 XC XL R XL XC R Zab = ∞
10 XL XC R XL R Zbc = ∞
11 XL XL XC R XC R ZAa = ∞
12 XC XL XC R XL R Zab = ∞
13 XL XC R XL R Zbc = ∞
14 R XC R XL R ZAa = ∞
15 XL R XL XC Zab = ∞
16 XC R XL R XC Zca = ∞
17 R XC R XL R ZBb = ∞
18 XL XC R XC XL R Zab = ∞
19 XL R XC XL Zbc = ∞
20 XL XC R R ZAa = ∞
21 XL XC R XL Zca = ∞
22 R XL XC R XL R Zab = ∞
23 XL R XC XC R Zbc = ∞
24 XL XC R R XL ZAa = ∞
25 XC R XL XL XC R Zca = ∞
26 XL XC R XC R ZBb = ∞
27 XL XC R R XL ZCc = ∞
28 XC XC R XL R Zca = ∞
29 R XL R XC R ZBb = ∞
30 XC R XL R XL ZCc = ∞
Задание:
1. По составу элементов каждой фазы начертить прин-ципиальную схему трехфазной электрической цепи, соединен-ной треугольником.
2. Рассчитать фазные и линейные токи и напряжения полнофазного режима цепи. Определить активную и реактив-ную мощности нагрузки. Построить векторную диаграмму то-ков и напряжений.
3. Рассчитать линейные и фазные токи и напряжения неполнофазного режима цепи, согласно данным таблицы 3.2. Построить векторную диаграмму рассчитанных токов и на-пряжений.
Примечание: параметры элементов цепи: XL=150 Ом, XC = 200 Ом, R =150 Ом, ЭДС фазы генератора ЕФ=220 В.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Воронежский государственный технический университет
Кафедра электротехники
Расчетно-графическое задание N_____
по курсу "Электротехника и электроника"
"Название задания"
Выполнил: студент гр. (номер группы)
(фамилия, инициалы).
Принял: (должность преподавателя)
(фамилия, инициалы).
Дата: (число, месяц, год).
Оценка: _____________________
Воронеж 20___
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник / Л.А. Бессонов. - 10-е изд. -М.: Гардарики, 2001.
2. Основы теории цепей / Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил, С.В. Страхов. - М.: Энергоатомиздат, 1989.
3. Поливанов К.М. Теоретические основы электротех-ники / К.М. Поливанов. - М.: Энергия, 1975.
4. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники / Г.И. Атабеков. - М.: Энергия, 1978.
5. Шебес М.Р. Задачник по теории линейных электриче-ских цепей / М.Р. Шебес, М.В Каблукова. - М.: Высш. шк., 1990.
6. Задачник по теоретическим основам электротехники (теория цепей) / под ред. К.М. Поливанова. - М.: Энергия, 1973.
7. Сборник задач и упражнений по теоретическим осно-вам электротехники / под ред. П.А.Ионкина. - М.: Энергоиздат, 1982.
8. Сборник задач по теоретическим основам электро-техники / под ред. Л.А. Бессонова. - М.: Высш. шк., 1988.
9. Борисов, Ю. М. Электротехника / Ю.М. Борисов, Д.Н. Липатов, Ю.Н. Зорин. - М.: Энергоатомиздат, 1985.
10. Касаткин А.С. Электротехника / А. С. Касаткин, М. В. Немцов. - М.: Высш. шк., 2000.
11. Сборник задач по теоретическим основам электро-техники / под ред. Л.А. Бессонова. - М.: Высш. шк., 1988.
12. Сборник задач по электротехнике и электронике / под ред. В.Г. Герасимова. - М.: Высш. шк., 1987.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к расчетно-графическим заданиям N 1-3
по курсу "Электротехника и электроника"
для студентов всех специальностей
Составители:
Попова Татьяна Владимировна
Тонн Дмитрий Александрович
В авторской редакции
Компьютерный набор Т.В. Поповой, Д.А. Тонна
ГОУВПО "Воронежский государственный технический
университет"
394026 Воронеж, Московский просп., 14
|
