Реферат: Анализ состояния электрических цепей скачать бесплатно

Главная страница >> Реферат >> Электротехника >> Анализ состояния электрических цепей

Реферат: Анализ состояния электрических цепей

Электротехника - это наука о процессах, связанных с практическими применением электрических и магнитных явлений. Так же называют отрасль техники, которая применяет их в промышленности, медицине, военном деле и т.д.

Дата добавления на сайт: 01 июня 2025

Заказать курсовую работу

Заказать реферат и др.

Скачать данную работу

Содержание

Введение
1. Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока
1.1 Составления на основание закона Кирхгофа системы уравнения для всех цепей тока
1.2 Определение токов во всех ветвях методом контурных токов
2. Расчет однофазных цепей переменного тока
2.1 Определяем реактивное сопротивление элементов цепи
2.2 Выразим действующие значение напряжения в комплексной форме
2.3 Уравнение мгновенного значения тока источника
2.4 Составим баланс мощностей
2.5 Для построения векторной диаграммы токов, совмещенной с топографической диаграммой напряжений, рассчитаем напряжение на каждом элементе схемы замещения
3. Расчет трехфазных электрических цепей переменного тока
Заключение
Список литературы
Введение

Электротехника - это наука о процессах, связанных с практическими применением электрических и магнитных явлений. Так же называют отрасль техники, которая применяет их в промышленности, медицине, военном деле и т.д.
Большое значение электротехники во всех областях деятельности человека объясняется преимуществами электрической энергий перед другими видами энергий, а именно:
)Электрическую энергию легко преобразовать в другие виды энергии (механическую, тепловую, световую, химическую и т.д.), и наоборот, в электрическую энергию легко преобразуются любые другие виды энергий;
2)Электрическую энергию можно предавать практически на любые расстояние. Это дает возможность строить электростанций в местах, где имеются природные энергетические ресурсы;
)Электрическую энергию удобно дробить на любые части в электрических цепях;
)Процессы получения, передачи и потребителя электроэнергий легко поддаются автоматизаций;
В настоящее время электрическая энергия является практически единственным видом энергий для искусственного освещения. Можно, что без электрической энергии невозможна нормальная жизнь современного общества.
Единственным недостатком электрической энергии является невозможность запасать ее в больших количествах и сохранять эти запасы в течение длительного времени.
электрическая цепь ток мощность
1. Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока

1.1 Составления на основание закона Кирхгофа системы уравнения для всех цепей тока

Анализ состояния электрических цепей (рис. 1)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 1)

Рисунок 1.1 - Схема электрической цепи постоянного тока

Таблица 1.1 - Числовые параметры электрической цепи постоянного тока

E1, В	Е2, В	R1ьОм	R2, Ом	R3, Ом	R4, Ом	R5, Ом	R6, Ом	r01, Ом	r02, Ом
20	40	64	48	32	25	51	15	1	2

)Составить систему уравнений, применяя законы Кирхгофа для определения токов во всех ветвях
Метод узловых и контурных уравнений основан на применений первого и второго законов Кирхгофа. Он не требует никаких преобразований схемы и пригоден для расчета любой цепи.
При расчете данным методом произвольно задали направления токов в ветвях I1, I2, I3, I4, I5
Составим систему уравнений. В системе должно быть столько уравнений, сколько в цепи ветвей (неизвестных токов)
В заданной цепи шесть ветвей, значит, в системе должно быть шесть уравнений (m=6). Сначала составляем уравнения для узлов по первому закону Кирхгофа.
Для цепи с n-узлами можно составить (n=1) независимых уравнений. В нашей цепи при узлах (A,B,C), значит, число уравнений: n-1=4-1=3
Составляем два уравнения для любых 2-х узлов, например для узлов А, В и С

Анализ состояния электрических цепей (рис. 2)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 2)

Всего в системе должно быть шесть уравнений. Три уже есть. Три недостающих уравнения составляю по второму закону Кирхгофа, выбрав для этого определенные контуры. Принимаю обход контура по часовой стрелки и, учитывая правила знаков, получаю три недостающих уравнения:

Анализ состояния электрических цепей (рис. 3)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 3)

ЭДС в контуре берется со знаком "+”, если направление ЭДС совпадает с обходом контура, если не совпадает знак С.
Падение напряжения на сопротивлении контура берется со знаком "+”, если направление тока в нем совпадает с обходом контура, со знаком "-”, если не совпадает.
Мы получим систему из шести уравнений с шестью неизвестными:

Анализ состояния электрических цепей (рис. 4)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 4)

1.2 Определение токов во всех ветвях методом контурных токов

Анализ состояния электрических цепей (рис. 5)

Рисунок 1.2

Метод контурных токов основан на использовании только второго закона Кирхгофа. Это позволяет уменьшить число уравнений.
Итак, в заданной цепи можно рассмотреть три контурных - ячейки и ввести для них контурные токи I11, I22, I33
Записываю систему контурных уравнения, составленных по второму закону Кирхгофа, для трех контуров:

Анализ состояния электрических цепей (рис. 6)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 6)

Подставляю значения сопротивлений и ЭДС и получаю следующую систему:

Анализ состояния электрических цепей (рис. 7)

Полученную систему решаю с помощью компьютерной программы по расчету матричных систем и получаю следующие результаты:

Анализ состояния электрических цепей (рис. 8)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 8)

Используя соотношения между токами контуров и ветвей, получаю значение токов ветвей:

Анализ состояния электрических цепей (рис. 9)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 10)

Для заданной схемы составляю баланс мощностей и проверяю правильность расчета:

Анализ состояния электрических цепей (рис. 11)

,38

Анализ состояния электрических цепей (рис. 12)

15,377 Вт - баланс мощностей сходится, что говорит о правильности расчета.
2. Расчет однофазных цепей переменного тока

К зажимам электрической цепи подключен источник синусоидального напряжения u = Um*sin (wt + y/u) B частотой f=50Гц. Заданы амплитуда, начальная фаза напряжения и параметры элементов цепи. Амплитуда, начальной фазы напряжения n параметры элементов цепи заданы в таблицу 2.1
Схема однофазной электрической цепи переменного тока

Таблица 2.1
Числовые параметры схем однофазных электрических цепей

Uм В	y/u	R1, Ом	R2, Ом	L1, мГн	L2, мГн	С1, мкФ	С2, мкФ
20	600	10	15	63,6	31,8	318	318

Определить: XL1, XL2, X C1, X C2, I1, I 2, I 3, I 4, i

Анализ состояния электрических цепей (рис. 13)

Рисунок 2.1

2.1 Определяем реактивное сопротивление элементов цепи

XL1 = 314*63,6* Анализ состояния электрических цепей (рис. 14)

= 20=314*31,8* Анализ состояния электрических цепей (рис. 15)

= 10
X C1 Анализ состояния электрических цепей (рис. 16)

X C2

Анализ состояния электрических цепей (рис. 17)

=10

Расчет токов в ветвях цепи выполняем методом эквивалентных преобразований
Представим схему приведенную на рисунке 2.1 в следующим виде

Анализ состояния электрических цепей (рис. 18)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 18)

Запишем комплексное сопротивление ветвей:

Анализ состояния электрических цепей (рис. 19)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 20)

Ом

Анализ состояния электрических цепей (рис. 21)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 22)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 23)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 24)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 25)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 26)

Ом

Определяем эквивалентное комплексное сопротивление цепи: Анализ состояния электрических цепей (рис. 27)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 28)

2.2 Выразим действующие значение напряжения в комплексной форме

Вычисляем ток ветвей и общей ток цепи:

Анализ состояния электрических цепей (рис. 31)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 31)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 32)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 33)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 34)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 35)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 36)

Действующие значение тока:

Анализ состояния электрических цепей (рис. 37)

= 1,703 А

Анализ состояния электрических цепей (рис. 38)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 39)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 40)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 41)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 42)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 43)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 44)

2.3 Уравнение мгновенного значения тока источника

Анализ состояния электрических цепей (рис. 45)

.

Находим максимально токовое значение:
= Анализ состояния электрических цепей (рис. 46)

Начальная фаза вектора тока Анализ состояния электрических цепей (рис. 47)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 48)

Запишем мгновенное значение тока источника для данной цепи:

Анализ состояния электрических цепей (рис. 49)

A

2.4 Составим баланс мощностей

Анализ состояния электрических цепей (рис. 50)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 51)

BA

Активная мощность источника Анализ состояния электрических цепей (рис. 52)

Вт
Реактивная мощность источника Анализ состояния электрических цепей (рис. 53)

Вар
Находим активную мощность приемников

Анализ состояния электрических цепей (рис. 54)

Вт

Находим реактивную мощность приемников:

Анализ состояния электрических цепей (рис. 55)

Вар

Баланс мощностей сходится

.5 Для построения векторной диаграммы токов, совмещенной с топографической диаграммой напряжений, рассчитаем напряжение на каждом элементе схемы замещения

Анализ состояния электрических цепей (рис. 56)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 56)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 57)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 58)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 59)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 60)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 61)

В
3. Расчет трехфазных электрических цепей переменного тока

Таблица 3.1
Числовые параметры и схема соединения трехфазной электрической цепи переменного тока

В В	Сопротивление фаз	Схема соединения
	Ом	Ом
220	24	20	32	36	30	Y

Анализ состояния электрических цепей (рис. 62)

Расчет буду вести символическим методом.
. Комплексы фазных напряжений записываю из условия, что вектор Анализ состояния электрических цепей (рис. 63)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 63)

совмещен с действительной осью комплексной плоскости.

Анализ состояния электрических цепей (рис. 64)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 65)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 66)

В

2. Вычисляю комплексы фазных сопротивлений:

Анализ состояния электрических цепей (рис. 67)

Ом

Анализ состояния электрических цепей (рис. 68)

Ом

Анализ состояния электрических цепей (рис. 69)

Ом

Анализ состояния электрических цепей (рис. 70)

Ом;

Анализ состояния электрических цепей (рис. 71)

;

Анализ состояния электрических цепей (рис. 72)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 73)

Ом;

Анализ состояния электрических цепей (рис. 74)

;

Анализ состояния электрических цепей (рис. 75)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 76)

Ом;

Анализ состояния электрических цепей (рис. 77)

;

Анализ состояния электрических цепей (рис. 78)

3. Определяю ток в нулевом проводе:

Анализ состояния электрических цепей (рис. 79)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 80)

;

Анализ состояния электрических цепей (рис. 81)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 82)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 83)

;

Анализ состояния электрических цепей (рис. 84)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 85)

Анализ состояния электрических цепей (рис. 86)

;
Заключение

В данном курсовом проекте мной был произведен расчет линейных электрических цепей постоянного тока, расчет однофазных линейных электрических цепей переменного тока и расчет трехфазных линейных цепей синусоидального тока.
При расчете линейных электрических цепей постоянного тока наиболее точным и простым методом является метод контурных токов. Однако, и метод наложения, дает такие же результаты расчетов токов. Поэтому, каким - бы методом мы не рассчитывали линейную электрическую цепь постоянного тока, каждый из них будет справедлив.
При расчете однофазных линейных электрических цепей синусоидального тока использовал символический метод расчета (т.е. при помощи комплексных чисел). Т.к. эти цепи представляют собой смешанное соединение элементов, то только этот метод может дать наиболее точные расчеты.
Расчет трехфазных линейных электрических цепей синусоидального тока производил в зависимости от схемы соединения однофазных приемников - звезда.
С помощью курсового проекта я наиболее тонко закрепил теоретические знания по дисциплине "Теоретические основы электротехники" и приобрел практические навыки по расчету линейных электрических цепей.
Список литературы

1.Атабеков Г.И. - Теоретические основы электротехники. - М., 1978.
2.Буртаев Ю.В., Овсянников П.Н. - Теоретические основы электротехники. - М., 1984.
.Гилицкая Л.Н. - Теоретические основы электротехники. Курсовое проектирование - Мн., 1997.
.Государственные стандарты Республики Беларусь.
.Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электротехники. - М., 1981.
.Зайчик М.Ю. - Сборник задач и упражнений по теоретической электротехнике. - М., 1989.

Реферат: Анализ состояния электрических цепей

Комментарии: