Анализ электрического состояния линейных электрических цепей постоянного тока - Физика и энергетика курсовая работа

Главная

Физика и энергетика
Анализ электрического состояния линейных электрических цепей постоянного тока

Анализ электрического состояния цепей постоянного или переменного тока. Системы уравнений для определения токов во всех ветвях схемы на основании законов Кирхгофа. Исследование переходных процессов в электрических цепях. Расчет реактивных сопротивлений.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования Республики Беларусь
Гомельский государственный дорожно-строительный техникум
“Теоретические основы электротехники”
Выполнил: Лукашевич Алексей Николаевич
Проверил: Авраменко Светлана Прокофьевна
Целью данного курсового проекта является формирование у учащегося навыков по решению различных типов задач.
Задача анализа электрического состояния цепей постоянного/переменного тока заключается в определении токов в отдельных ветвях, напряжения между двумя любыми узлами цепи или конкретно на отдельном элементе, а также построение необходимых диаграмм. Расчеты производятся различными методами: по I и II закону Кирхгофа, методом наложения, методом эквивалентного генератора, используется метод расчета электрической цепи с помощью комплексных чисел. При этом задаются: конфигурация и параметры цепи, параметры элементов включенных в цепь, а также параметры источников питания. Если цепь содержит хотя бы один нелинейный элемент, то к ней применяется графический метод решения. Если исследуются переходные процессы в электрической цепи, то необходимо знать начальные значения токов на индуктивностях и напряжения на емкостях.
Работа над данным курсовым проектом позволяет решить следующие задачи:
закрепление теоретических знаний, полученных на лекционном курсе;
развитие творческого технического мышления;
усвоение методики выполнения расчетов;
развитие навыков по работе со справочной литературой;
развитие умения составления и оформления пояснительной записки и графической части проекта;
Курсовое проектирование по предмету “Теоретические основы электротехники” является завершающим этапом изучения данного предмета и занимает важное место в процессе подготовки будущего специалиста к работе на производстве.
Схема электрической цепи постоянного тока:
E1=30B. r01=3Om. R1=16Om. R3=22Om. R5=43Om R7=55Om.
E2=40B. r02=2Om R2=27Om. R4=33Om. R6=51Om.
E2-E1=R3I3-(R5+r01) I5+(R6+r02) I6; 10=53I6-46I5+22I3;
E1=R2I2+(R5+r01) I5+R7I7; 0=55I7+27I2+46I5;
0=R4I4-R3I3-R2I2; 0=33I4-22I3-27I2;
Решив данную систему, мы найдем истинные токи в ветвях.
Преобразуем схему (рис.1.0) в эквивалентную (рис.1.1):
Составляем уравнения для 4-х. контуров:
E2-E1=IK1(R6+r02+r01+R5+R3) +IK2(R5+r01) - IK3R3;
E1= IK2(R5+r01+R7+R2) +IK3R2-IK1(R5+r01);
0=IK3(R4+R3+R2) - IK2R2-IK1R3-IK4R4;
49IK4-33IK3 => 49IK4=33IK3 => IK4=0,67347IK3;
10=121((128IK2-27IK3-30) /46) - 46IK2-22IK3 =>
IK2=(93,02174IK3+88,91304) /290,69566;
0=59,77549IK3-8,63992IK3-8,3583-6,67634IK3-4,37631
Вычисляем истинные токи ветвей электрической цепи, выполняя алгебраическое сложение контурных токов, учитывая их направление:
a) Нахождение частных токов при исключении источника питания Е2:
Преобразовываем схему (рис.1.0) в эквивалентные схемы на (рис.1.2), (рис.1.3) и (рис.1.4) без Е2, оставив лишь его внутреннее сопротивление r02:
R2 R7 I/7
R3 I/3 I/4 I/6
R 14 =(R 1 R 4 )/(R 1 +R 4 )=(16*33)/(16+33)=10,77551 Om;
R214=(R2R14) /(R2+R3+R14) =(27*10.7755) /(27+10.7755+22) =4,86719 Om;
R23=(R2R3) /(R2+R3+R14) =(27*22) /(27+22+10.7755) =9,93718 Om;
R314=(R3R14) /(R3+R14+R2) =(22*10.7755) /(22+10.7755+27) =3,96586 Om;
R2147=R214+R7= 4.8672+55=59,86719 Om;
R314602=R314+R602= 3.9659+53=56,96586 Om;
RЭКВ. =R5+R23+(R2147R314602) /(R2147+R314602) +r1= =43+9.9372+(59.8672*56.9659) /(59.8672+56.9659) +3=85,12743 Om;
I/=E1/RЭКВ. = 30/85.1275=0,35241 A.
I/7=I/(R314+R602) /(R214+R7+R314+R602) = =0.35241*(3.96586+53) /(4.86719+55+3.96586+53) =0,17182 A.;
I/602=I/6=I/(R214+R7) /(R214+R7+R314+R602) = =0.35241*(9.93718+55) /(9.93718+55+3.96586+53) =0,18058 A.;
По II закону Кирхгофа находим частный ток (I/14):
I/14=(I/602R602-I/7R7) /R14= (0.18058*53-0.17182*55) /10.77551=0,0111 A.;
U14=I/14R14= 0.0111*10.77551=0,11961 B.;
I/2=I/7-I/14= 0,17182-0,0111=0,16072 A.;
I/3=I/1+I/4+I/6= 0,00748+0,00362+0,18058=0, 19168 A.;
b) Нахождение частных токов при исключении источника питания Е1:
Преобразуем схему (рис.1.0) в эквивалентные схемы на (рис.1.5), (рис.1.6) и (рис.1.7) без Е1, оставив лишь его внутреннее сопротивление r01:
R 3 I // 3 I // 4 I // 6
R 14 =(R 1 R 4 )/(R 1 +R 4 )=(16*33)/(16+33)=10,7755 Om;
R27=(R2R7)/(R2+R7+R501)=(27*55)/(27+55+46)=11,60156 Om;
R2501=(R2R501)/(R2+R7+R501)=(27*46)/(27+55+46)=9,70313 Om;
R7501=(R7R501)/(R2+R7+R501)=(55*46)/(27+55+46)=19,76563 Om;
R1427=R14+R27=10,7755+11,60156=22,37707 Om;
R32501=R3+R2501=22+9,70313=31,70313 Om;
RЭКВ=R6+R7501+(R1427R32501)/(R1427+R32501)+r02=51+19,76563+(22,37707*31,70313)/
I//14=I//((R3+R2501)/(R14+R27+R3+R2501))=0,46575*((22+9,70313)/ /(10,7755+11,60156+22+9,70313))= 0,27303 A.;
I//3=I//*((R14+R27)/(R14+R27+R3+R2501))=0,46575*((10,7755+11,60156)/ /(10,7755+11,60156+22+9,70313))=0.19272 A.;
U14=I//14*R14=0,27303*10,77551=2,94204 B.;
По II закону Кирхгофа находим частный ток (I // 5):
E2=I // 6(R6+r02) +I // 5(R5+r01) +I // 3R3;
I // 5=(E2-I // 6(R6+r02) - I // 3R3) /(R5+r01) =(40-0,46575*(51+2) - 0, 19272*22) /(43*3) =
По I закону Кирхгофа находим частный ток (I // 7 и I // 2):
I // 7=I // 6-I // 5=0,46575-0,24077=0,22498 A.;
I // 2=I // 7-I // 1-I // 4=0,22498-0,18388-0,08915=-0,04805 A.;
Вычисляем токи, текущие в ветвях электрической цепи, выполняя алгебраическое сложение частных токов, учитывая их направление:
I1=I/1+I // 1=0,00748 +0,18388 =0,2151 A.;
I2=I/2-I // 2=0,16072-0,04805=0,11267 A.;
I3=I/3-I // 3=0, 19168-0, 19272=-0,00104 A.;
I4=I/4+I // 4=0,00362+0,08915=0,09277 A.;
I5=I/5-I // 5=0,3524-0,24077=0,11163 A.;
I6=I // 6-I/6=0,46575-0,1877=0,27805 A.;
I7=I/7+I // 7=0,1718+0,22498=0,39678 A.;
E1I5+E2I6=I21R1+I22R2+I23R3+I24R4+I25(R5+r01) +I26(R6+r02) +I27R7;
3,88263+10,6064=1,124957+0, 20347+0,03994+0,059915+0,77049+3,726420+8,563179;
Удаляем резистор R2 и находим интересующие нас токи электрической цепи в режиме холостого хода (рис.1.8):
I1 I4 IK2 R7 I7
Для I контура: E 2 -E 1 =I K 1 (R 6 +r 02 +r 01 +R 5 +R 3 )-I K 2 (R 5 +r 01 )-I K 3 R 3 ;
Для II контура: E 1 =I K 2 (R 7 +R 5 +r 01 )-I K 1 (R 5 +r 01 );
Для III контура: 0=I k 3 (R 4 +R 3 )-I K 3 R 3 ;
0=55I K3 -22I K1 ; => I K1 =55I K3 /22;
10=280,5I K3 -46I K2 ; => I K2 =(280,5I K3 -10)/46;
30=615,88043I K3 -21,95652-115I K3 ; =>
Находим эквивалентное сопротивление данной электрической цепи:
R143=(R1R3R4) /(R1+R3+R4) =11616/71=163,60563 Om.;
/(R143602+R5+r01) =9963,85898/262,60563=37,94229 Om.;
a ц a =ц b +I 3 R 3 +I 4 R 4 ;
I 4 b ц a -ц b =I 3 R 3 +I 4 R 4 ;
R 4 U ab = ц a -ц b =3,42903+3,42903=6,85806 B.;
I 2 =U ab /R 2 +R ЭКВ =6,85806/119,94229=0,05718 A.;
Возьмем контур ABCDEFG (рис.1.10). Обход контура будем проводить против часовой стрелки и заземлим точку А.
I=(E2-E1) /(R5+R3+R6+r01+r02) =10/121=0,08264 A.;
E R5 D r01 C E1 B
R3 I
U=200 B.; R3=27 Om.; R4=30 Om.; ВАХ нелинейных элементов (рис.2.1);
40 80 120 160 200 240 280 U, B
По формуле I=U/R строим ВАХ линейных элементов совмещенной с ВАХ нелинейных элементов (рис.2.2).
Элементы R4 и НЭ2 соединены последовательно, следовательно строим их результирующую ВАХ (H24) путем алгебраического сложения напряжений при выбранном токе UH4=UHЭ2+UR4;
Элемент Н24 и НЭ1 соединены параллельно, следовательно строим их результирующую ВАХ (H124) путем алгебраического сложения токов при выбранном напряжении IH124=IH24+IHЭ1;
Элементы Н124 и R3 соединены последовательно, следовательно строим их результирующую ВАХ (H1234) таким же образом, что и в первом случае UH1234=UH124+UR3;
С помощью полученной ВАХ H1234 определяем токи в ветвях и напряжения на элементах.
U=Umsin(щt+ш) R1=16Om L1=33 mkГн
f=18 kГц R2=30 Om L2=5,1 mkГн
Um=56 B R3=42 Om C1=22 mkФ
ш=-60 град C2=5,0 mkФ
Представим схему (рис.3.0) в виде (рис.3.1):
Находим комплексные сопротивления ветвей, затем участков цепи и всей цепи:
Z34=(Z3Z4) /(Z3+Z4) =17,5161-j0,0917=17,5163e-j0,3 Om;
Нaходим действительное значение напряжения:
3.4 Составление баланса активных и реактивных мощностей:
SИСТ=47,516 ВА (полная мощность источника);
PИСТ=47,2972 Вт (активная мощность источника);
QИСТ=4,5542 Вар (реактивная мощность);
QПР=I21(-XC1) +I22XL1+I23XL2+I24(-XC2) =4,5402 Вар;
Определяем длину вектора по формулам lI=Э/MI и lU=U/MU:
Определяем ток в нулевом проводе, для этого строим векторную диаграмму.
Под углом 1200 относительно друг друга строятся векторы фазных напряжений одинаковой длинны, векторы же фазных токов строятся в масштабе под углами ц относительно соответствующих фазных напряжений. Если нагрузка носит индуктивный характер, то вектор тока отстает от напряжения на угол ц, если же емкостной, то опережает на угол ц.
Из диаграммы видно, что ток в нулевом проводе равен I0=0,16 A;
Выражаем фазные напряжения в комплексной форме:
Выражаем фазные сопротивления в комплексной форме:
Выражаем фазные токи в комплексной форме:
SОБЩ=SA+SB+SC=384, 19197+j747,26777=840,24555ej63 BA;
1. Закон изменения тока и ЭДС в цепи постоянного тока;
2. Длительность переходных процессов (t=5ф);
3. Энергию магнитного поля в момент времени t=3ф;
Разомкнем переключатель в положение 1. Конденсатор отключается от источника и образуется контур разряда:
Определяем ток в цепи в момент времени t = 3 фи:
Определяем энергию электрического поля конденсатора в момент времени t = 3 фи:
Вычисляем значения напряжений на конденсаторе в различные моменты времени по формуле: uC=ue-t/ф;
конденсаторе при его разрядке (рис.5.1)
Изменение тока на конденсаторе при его разрядке (рис.5.2)
В данном курсовом проекте я проводил:
анализ электрического состояния линейных электрических цепей постоянного тока
анализ электрического состояния нелинейных электрических цепей постоянного тока
анализ электрического состояния однофазных нелинейных электрических цепей переменного тока
анализ электрического состояния трехфазных нелинейных электрических цепей переменного тока
исследование переходных процессов в электрических цепях
Расчет линейных электрических цепей постоянного тока, определение токов во всех ветвях методов контурных токов, наложения, свертывания. Нелинейные электрические цепи постоянного тока. Анализ электрического состояния линейных цепей переменного тока. курсовая работа [351,4 K], добавлен 10.05.2013
Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока. Определение токов во всех ветвях методом контурных токов. Расчет однофазных цепей переменного тока. Уравнение мгновенного значения тока источника, баланс мощности. реферат [1,3 M], добавлен 05.11.2012
Решение линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока, однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока. Схема замещения электрической цепи, определение реактивных сопротивлений элементов цепи. Нахождение фазных токов. курсовая работа [685,5 K], добавлен 28.09.2014
Расчет линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока. Анализ состояния однофазных и трехфазных электрических цепей переменного тока. Исследование переходных процессов, составление баланса мощностей, построение векторных диаграмм для цепей. курсовая работа [1,5 M], добавлен 23.10.2014
Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока. Расчет однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока. Переходные процессы в электрических цепях, содержащих конденсатор и сопротивление. курсовая работа [4,4 M], добавлен 14.05.2010
Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока, однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока. Переходные процессы в электрических цепях. Комплектующие персонального компьютера. курсовая работа [393,3 K], добавлен 10.01.2016
Составление на основании законов Кирхгофа системы уравнений для определения токов во всех ветвях схемы. Определение токов во всех ветвях схемы, используя метод контурных токов и на основании метода наложения. Составление баланса мощностей для схемы. контрольная работа [60,3 K], добавлен 03.10.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Анализ электрического состояния линейных электрических цепей постоянного тока курсовая работа. Физика и энергетика.
Реферат: Industrial Revloution Essay Research Paper The industrial
Понятие И Содержание Инновационной Деятельности Эссе
Реферат: Chargaff Erwin Essay Research Paper Erwin ChargaffErwin
Курсовая работа по теме Организация работы службы приема и размещения в гостинице
Отчет по практике по теме Создание автоматизированной информационной системы
Практическое задание по теме Особенности строения кости и грудной клетки плотоядных
Реферат по теме Глобалізація системи масової комунікації
Реферат: Судові та інші правоохоронні органи як навчальна дисципліна предмет та система Основні поняття
Реферат Основные Средства Выразительности
Курсовая работа: Тонкости управления проектами
Реферат: Система команд. Структура слова команд. Синтаксис команд. Группы команд
Реферат: Environmental Treats Essay Research Paper Contemporary IssuesEnvironmental
Дипломная работа по теме Использование языка программирования Visual Basic for Applications (VBA) для обработки результатов А...
Курсовая работа по теме Расчет освещения ремонтно-механического цеха
Астафьев Собрание Сочинений В 15
Курсовая работа по теме Позиционирование территории (на примере Чановского района Новосибирской области)
Как Правильно Оформить Реферат В Казахстане
Курсовая работа по теме Применение технологий Java и JavaFX для разработки виртуальных лабораторий математического моделирования
Хочу Стать Медсестрой Сочинение
Реферат по теме Рейдерство в Україні
Николай Васильевич Гоголь - Литература презентация
Возрастные кризисы - Психология курсовая работа
Функции информационных систем - Программирование, компьютеры и кибернетика презентация