Исследование переходного процесса в цепях переменного и постоянного тока - Физика и энергетика курсовая работа

Главная

Физика и энергетика
Исследование переходного процесса в цепях переменного и постоянного тока

Определение классическим и операторным методом переходного значения тока или напряжения на этапах последовательного срабатывания коммутаторов. Построение графического изображения переходного процесса включения катушки с током на синусоидальное напряжение.


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.

1. Исследование переходного процесса в цепи постоянного тока
1.1 Исследование переходного процесса классическим методом
1.2 Исследование переходного процесса операторным методом
1.3 Сравнение результатов расчета двумя методами
1.4 Построение графика функции заданной величины
2. Исследование переходного процесса в цепи переменного тока
Используя исходные данные, приведенные в таблице 1, для схемы, изображенной на рис.1, необходимо:
1.1. Определить классическим методом переходное значение тока или напряжения на этапах последовательного срабатывания коммутаторов К 1 и К 2 ;
1.2. Определить операторным методом переходное значение той же величины, что и в пункте 1, электрической величины на первом интервале (сработал только коммутатор К 1 );
1.3. Сравнить результаты расчетов по пунктам 1.1 и 1.2 и оценить погрешность расчетов.
1.4. Построить график зависимости найденного в пункте 1.1 значения тока или напряжения в функции от времени.
2. Используя исходные данные, приведенные в таблице 2, определить, в какой момент времени ток через обмотку электромагнита с параметрами L и R, включаемую на синусоидальное напряжение U m sin(314t+Ш), достигает максимального значения. Найти при этом его амплитуду и построить кривую этого переходного тока.
Таблица 1. Исходные данные к первой части курсовой работы.
Таблица 2. Исходные данные ко второй части курсовой работы.
Рисунок 1. Расчетная схема к 1 части курсовой работы.
1. Исследование переходного процесса в цепи постоянного тока
1.1 Исследование переходного процесса классическим методом
Соответствующая схема представлена на рис. 2.

Рисунок 2. Схема для расчета докоммутационного режима работы (t<0).
Определим начальные условия. Значения и в соответствии с законами коммутации определяются из докоммутационной схемы. Поскольку первая ветвь (содержащая источник) в докоммутационной схеме замкнута через R 1 , R 2 C, то есть фактически разомкнута (т.к. емкость в цепи постоянного тока имеет бесконечное сопротивление), определим:
Напряжение на конденсаторе равно напряжению источника напряжения.
Найдем теперь значения производных этих функций в нулевой момент времени, исходя из системы уравнений, составленной по законам Кирхгофа для момента времени t = 0 .
Принужденная составляющая является частным решением неоднородной системы и определяет токи при достаточно больших t, когда переходные процессы закончились. Свободные составляющие являются общим решением однородной системы.

Рис. 3. Схема сразу после коммутации t=0+.
Запишем систему уравнений Кирхгофа для полученной схемы:
Произведем алгебраизацию полученной системы уравнений.
Полученная система уравнений имеет решение, отличное от нуля, если ее определитель равен нулю:
Из (3) получим характеристическое уравнение:
Для упрощения нахождения корней характеристического уравнения обозначим:
Определим корни характеристического уравнения:
Корни характеристического уравнения комплексные и разные, следовательно переходный процесс носит периодический характер, вид уравнения для свободной составляющей тока на резисторе R 1 будет:
Определим принужденную составляющую, исходя из послекоммутационной схемы. В схеме действует источник постоянного напряжения. При постоянных токах сопротивление катушки индуктивности равно нулю, а сопротивление конденсатора бесконечно (разрыв ветви). Таким образом, послекоммутационная схема имеет вид:

Рис. 4. Схема для расчета установившегося режима на первом этапе коммутации.
Определяем принужденные составляющие i 1 и u c :
Исходя из начальных условий, составим систему уравнений для определения постоянных интегрирования:
Запишем значения коэффициентов А 1 и А 2 в показательной форме:
Аналогично составляем систему уравнений для определения В 1 и В 2 :
Запишем значения коэффициентов А 1 и А 2 в показательной форме:
Показатель затухания колебательного процесса б=616.
Определим время срабатывания второго ключа:
Определим значения тока в катушке и напряжения на конденсаторе в момент коммутации:

Рис. 5. Расчетная схема после второй коммутации, момент времени t 1 .
Найдем теперь значения производных этих функций в момент времени t 1 , исходя из системы уравнений, составленной по законам Кирхгофа для момента времени t 1 = 1,655629 c.
Запишем систему уравнений Кирхгофа для полученной схемы:
Из этой системы, произведя алгебраизацию, найдем:
По полученным формулам видно, что искомое значение i 2св не зависит от процессов перераспределения энергии в катушке и конденсаторе и однозначно определяется полученной формулой (25):
1.2 Определить операторным методом значение i 2 на первом интервале
Составим операторную схему замещения (рис. 6):
Рис. 6. Операторная схема замещения.
Составим по схеме замещения систему уравнений Кирхгофа:
Перепишем третье уравнение системы (27) в виде:
Из второго уравнения системы получим:
Подставив (28) и (29) в первое уравнение системы (27), получим:
Раскрывая скобки в полученном выражении, учитывая, что изображение приложенного напряжения будет получим:
Группируя подобные слагаемые, получим:
Представив изображение тока I 2 (p) в виде отношения полиномов
Найдем коэффициенты А 1 , А 2 , А 3 :
1.3 Сравнить результаты расчетов по пунктам 1 и 2
Сделаем расчет по формулам, полученным в пунктах 1 и 2, в некоторые моменты времени, составим таблицу и найдем погрешности:
Таблица 1. Сравнение результатов расчета двумя методами
Из расчетных данных видно, что средняя погрешность вычислений не превышает 3%, то есть расчет сделан верно.
1.4 Построить график функции i 1 (t), найденной в 1 пункте
Сделаем расчет значений для первого интервала с шагом:
Таблица 2. Расчетные значения для построения графика функции i 2 (t)
График функции I 2 (t) будет иметь вид:
Рис.7 Переходный процесс в разветвленной электрической цепи.
2. Исследование переходного процесса в цепи переменного тока
Используя данные таб.2, определить, в какой момент времени ток через обмотку электромагнита с заданными параметрами, включаемую на синусоидальное напряжение, достигает максимального значения. Найти его амплитуду и построить кривую этого переходного тока.
Рассмотрим процесс включения электромагнита на синусоидальное напряжение:
Ток в установившемся режиме при этом будет:
Постоянная А определяется из начального условия, что ток до включения был равен нулю:
Подставляя исходные данные задачи, получим:
Формула зависимости тока от времени будет:
Максимальное значение тока через обмотку будет проходить при минимальном значении первого слагаемого (минимум синусоиды), в первом периоде, так как с течением времени второе слагаемое будет стремиться к 0.
Найдем время t, при котором значение тока будет максимально, для этого необходимо выполнение условия:
Для построения графика переходного процесса составим расчетную таблицу значений тока:
Таблица 3. Расчетные значения тока при подключении катушки на синусоидальное напряжение.
График переходного процесса представлен на рис. 8.
Рис. 8. Переходный процесс включения катушки с током на синусоидальное напряжение.
1. К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.В. Коровкин, В.Л. Чечурин. Теоретические основы электротехники. Учебник для ВУЗов, т.2 изд. 4. СпБ: ПИТЕР, 2004 г. 575 с.
2. Бессонов Л.И. Теоретические основы электротехники. - М.: Высшая школа, 1973 г. 750 с.
3. Основы теории цепей. Г.В. Зевеке, П.А.Ионкин, А.В. Нетушин и др. - М. :Энергия, 1972 г. 752 с.
4. Методические указания к оформлению учебно-технической документации. Сост. А.Н. Шпиганович, В.И. Бойчевский, Липецк: ЛГТУ, 1997 г. 32 с.
5. Гинсбург С.Г. Методы решения задач по переходным процессам в электрических сетях. М.: Советское радио, 1950 г. 404 с.
Виды определения напряжения и состояния цепи методом контурных токов. Примеры расчета переходного процесса классическим методом в линейной электрической цепи. Решение системы уравнений методом Крамера. Вычисление затраченной мощности на сопротивлениях. контрольная работа [494,5 K], добавлен 28.01.2015
Ток переходного процесса в ветви с индуктивностью. Переходное напряжение на конденсаторе. Определение свободных составляющих тока через катушку и напряжения на конденсаторе. Составление операторной схемы. Цепи постоянного тока, короткое замыкание. курсовая работа [200,7 K], добавлен 15.08.2012
Расчет переходного процесса в электрической цепи I порядка. Методика вычисления переходного процесса, протекающего в электрической цепи с двумя реактивными элементами. Зависимость от времени напряжения и тока реактивного элемента после коммутации. контрольная работа [47,8 K], добавлен 27.10.2010
Расчет переходного процесса. Амплитудное значение напряжения в катушке. Значение источника напряжения в момент коммутации. Начальный закон изменения напряжения. Метод входного сопротивления. Схема электрической цепи для расчета переходного процесса. курсовая работа [555,6 K], добавлен 08.11.2015
Простейшая трехфазная цепь, протекание переходного процесса. Особенности изменения угла сдвига тока относительно напряжения. Условия образования наибольшей величины в периодической составляющей тока короткого замыкания. Кривые тока на выходах генератора. презентация [318,4 K], добавлен 30.10.2013
Определение закона изменения тока в катушке индуктивности классическим методом и методом интеграла Дюамеля. Решение системы уравнений состояния цепи после срабатывания ключа. Нахождение изображения напряжения на конденсаторе с помощью метода двух узлов. контрольная работа [281,0 K], добавлен 18.08.2013
Специфические особенности расчета цепи постоянного тока классическим методом. Характеристика и расчет цепи постоянного тока операторным методом. Сравнительный анализ результатов произведенных расчетов. Особенности расчета цепи синусоидального тока. реферат [863,1 K], добавлен 30.08.2012
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



Исследование переходного процесса в цепях переменного и постоянного тока курсовая работа. Физика и энергетика.
Реферат: All Quiet On The Western Front Alienation
Сочинение Рассуждение На Тему Равнодушие 9.3
Дипломная работа по теме Юридическая практика реализации договора на оказание платных образовательных услуг
Курсовая Работа По Экономике России
Дипломная работа: "Заказные" убийства и их предупреждение
Реферат: Their Eyes Were Wathiching God Essay Research
Курсовая работа по теме Оценка конкурентоспособности товара и производства
Сочинение по теме Человек и тоталитарная система (по произведению А.И.Солженицына "Архипелаг Гулаг")
Контрольная работа по теме Привлечение инвестиций в инфраструктурные проекты на основе государственно-частного партнерства
Реферат по теме Безопасность моего жилища
Реферат: Operation Barbarossa
Сочинение Подберите Материалы К Описанию Помещения
Теоретический Уровень Исследования Реферат
Доклад: Особенности сексуальных расстройств и тактики их лечения
Связь Человека И Природы Сочинение Егэ
Курсовая работа по теме Моделирование рекреационного Черноморско-Азовского региона с целью развития регионального туризма
СОБРАНИЕ УЛОЖЕНИЙ 1649 ГОДА План
Реферат: Анализ финансового состояния предприятия на примере ООО Матрица
Эссе По Менеджменту С Примерами На Заказ
Дипломная работа по теме Тема женщины в философском творчестве В.В. Розанова
Нарушение условий осуществления полномочий - Государство и право контрольная работа
Язык разметки гипертекста HTML - Программирование, компьютеры и кибернетика презентация
Поетична спадщина Адама Міцкевича - Литература дипломная работа