Лабораторные и задачи по электротехнике Методы расчета цепей

Начертательная геометрия
Фронтально проецирующая плоскость
Фронтальная плоскость уровня
Фронталь плоскости
Прямая, параллельная плоскости
Взаимная параллельность плоскостей
Примеры изображения плоскостей общего и частного положения
Задание поверхности на комплексном чертеже
Определитель поверхности
Алгоритм конструирования поверхности
Развертывающиеся поверхности
Комплексный чертеж призматической поверхности
Задание кривых линейчатых поверхностей
Задание цилиндрической поверхности общего вида на комплексном чертеже
Неразвертывающиеся линейчатые поверхности с двумя направляющими
Алгоритм построения цилиндроида
Коноид
Поверхности вращения
Поверхности вращения второго порядка
Сфера образуется вращением окружности
Эллипсоид вращения
Гиперболоид вращения
Тор- поверхность вращения 4 порядка
Сконструировать поверхность: тор-кольцо
Винтовые поверхности
Решение позиционных и метрических задач
Позиционные задачи
Решение главных позиционных задач
Конические сечения
Построить линию пересечения сферы
Метрические задачи.
Построение плоскости, касательной к поверхности
Задачи на определение расстояний между геометрическими фигурами
Преобразование комплексного чертежа
Плоский чертёж
Третья основная задача преобразования комплексного чертежа
Решение четырех основных задач преобразованием комплексного чертежа
Плоскость общего положения поставить в положение проецирующей
Решение позиционных задач с помощью преобразования комплексного чертежа
Технические чертежи

Изображения на технических чертежах

Разрезы
Классификация разрезов
Соединение части вида и части разреза
Сечения
Выносные элементы
По наглядному изображению построить три вида детали и выполнить необходимые разрезы.
Построить три вида детали и выполнить необходимые разрезы
Сфера
Аксонометрия
Изометрия окружности
Прямоугольная диметрия
Сети, компьютеры
Локальные и глобальные
компьютерные сети
Методы маршрутизации
Построение сети
Технология Ethernet
Технология мобильных сетей
Адресация в IP-сетях
Вычислительные сети
Адресация в сетях
Топология сети
Глобальная компьютерная сеть Интернет
Электронная почта
Адрес E-mail
Поиск информации в Интернет
Структурированные кабельные системы
Математика
Аналитическая геометрия
Векторная алгебра
Пределы
Примеры вычисления интегралов
Производная и дифференциал
Изменить порядок интегрирования
в интеграле
Вычислить двойной интеграл
Интегрирование по частям
Исследовать на сходимость ряд
Вычислить предел функции
Решение типового варианта
контрольной работы
Энергетика
Курс лекций общая энергетика
Физика, электротехника
Лабораторная работа по ТОЭ
Двигатели, генераторы, трансформаторы
Контрольная по физике
ТОЭ теоретические основы
электротехники
Цифровые электронные устройства
Способы охлаждения
полупроводниковых приборов
Теория электрических цепей
Тормозное рентгеновское излучение
Ядерная модель атома
Равновесная плотность энергии излучения
Способы получения
интерференционной картины
Понятие когерентности
Явление дифракции
Дифракция от круглого отверстия
Дифракция Фраунгофера от щели
Дифракционная решетка
Тепловое излучение. Формула Планка
Техническая механика
Контрольная работа
Курс лекций
Лабораторные работы
Задачи по сопромату
Моменты инерции сечения
Деформации и перемещения при кручении
валов
Определение опорных реакций
Расчет статически неопределимых балок
Расчет ферм
Расчеты на прочность по допускаемым
напряжениям
Моменты инерции
Изгиб с кручением
Вычислить упругую объемную
деформацию
Рассчитатьна прочность по III-ей теории
прочности
История искусства
Лекции по эргономике
для дизайнеров интерьера
Египет, Индия и Китай
Доисторическая эпоха
Буддизм
Ассирия
ЭЛЛАДА
Коринфский стиль
Рим
Хлеба и зрелищ
этрусский дом
ДРЕВНЕХРИСТИАНСКАЯ ЭПОХА
Борьба язычества с христианством
римские катакомбы
САСАНИДЫ
Магометанство
Появление арабов в Европе
История искусства государства
Российского

Дальнейшее развитие христианства
в Европе

Византийская архитектура
Новгорода и Пскова
Покровский собор в Филях
четыре вида древней иконописи
Иконоборство
Эпоха петровских преобразований
История искусства западной Европы
периода Возрождения
Романский стиль. — Готика
Церковь Парижской Богоматери
ИТАЛИЯ В ЭПОХУ ВОЗРОЖДЕНИЯ
Жизнь Италии в эпоху Возрождения
Ломбардское направление живопис
НИДЕРЛАНДЫ
Леонардо да Винчи
Общее состояние искусств в Европе.
Народные росписи
Уральский расписной туесок
Нижнетагильские туеса
А.Н.Голубева «Тагильский букет»
 

Методы расчета электрических цепей постоянного тока При решении задач, в которых необходимо провести расчет электрической цепи, наиболее часто используются следующие методы: метод свертывания, метод подобных (пропорциональных) величин, правила Кирхгофа, метод двух узлов и метод наложения токов.

Лабораторная работа 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЦЕПИ, СОДЕРЖАЩЕЙ ОДИН РЕАКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ И РЕЗИСТОР Цель работы Экспериментальное исследование переходных процессов в RC-цепи при воздействии прямоугольного импульса напряжения.

Лабораторная работа 2

АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ КОЛЕБАТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ с использованием программы FASTMEAN С помощью программы FASTMEAN смоделировать переходные процессы в последовательном колебательном контуре и исследовать влияние параметров контура на режимы колебаний.

Лабораторная работа 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ РЕЗОНАНСНОМ КОНТУРЕ Экспериментально исследовать переходные процессы в последовательном колебательном контуре RLC при воздействии прямоугольного импульса.

Лабораторная работа 4

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СПЕКТРА КОЛЕБАНИЙ ПАССИВНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПЬЮ Изучение спектрального метода анализа электрических цепей.

Лабораторная работа 5

АНАЛИЗ ЧАСТОТНЫХ И ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПАССИВНОГО И АКТИВНОГО ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ с использованием программы FASTMEAN

Лабораторная работа 6

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ДЛИННОЙ ЛИНИИ Экспериментальное исследование распределения действующего значения напряжения в длинной линии в различных режимах работы.

Лабораторная работа 7

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕАКЦИИ НЕЛИНЕЙНОЙ РЕЗИСТИВНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПРИ ГАРМОНИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ с использованием программы FASTMEAN

Работа с программой FASTMEAN Программа моделирования электрических цепей FASTMEAN позволяет провести анализ по постоянному току, расчет переходного процесса, спектров сигналов, частотных характеристик (АЧХ/ФЧХ) для цепей, содержащих как линейные, так и нелинейные элементы. Имеется возможность многовариантного анализа, удобная для оценки влияния тех или иных параметров элементов на характеристики цепи.

Лабораторная работа Элементы электрических цепей постоянного тока. Проверка основных методов расчета электрических цепей Цель работы: изучение свойств основных элементов электрических цепей постоянного тока; построение вольт-амперных характеристик.

Исследование установившихся процессов, явления резонанса и частотных характеристик в цепях синусоидального тока Цель работы: экспериментальная проверка законов Ома и Кирхгофа для комплексных токов, экспериментальное исследование резонансного режима в цепях синусоидального тока, построение частотных характеристик.

Методические указания к лабораторной работе по дисциплине “Электротехника” Цель работы: опытная проверка законов Ома и Кирхгофа и применение их для расчета электрических цепей постоянного тока.

 Исследование переходных процессов при разряде конденсатора Цель работы: ознакомиться с иллюстрацией переходного процесса в лабораторных условиях и выявить факторы, влияющие на его характер и продолжительность.

Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения

Расчет переходных процессов в линейных электрических цепях классическим методом Классический метод расчета переходных процессов заключается в непосредственном интегрировании дифференциальных уравнений, описывающих изменения токов и напряжений на участках цепи в переходном процессе.

Переходные процессы в неразветвленных электрических цепях с сопротивлением и индуктивностью Общий анализ переходного процесса в цепи r, L

Включение цепи с сопротивлением и индуктивностью под постоянное напряжение Рассмотрим переходный процесс, возникающий при включении катушки с сопротивлением R и индуктивностью L под постоянное напряжение U.

Переходные процессы в неразветвленных электрических цепях с сопротивлением и емкостью

Законы Ома и Кирхгофа в операторной форме

Примеры решения задач

Примеры расчета переходных процессов в линейных электрических цепях классическим методом В основе классического метода расчета переходных процессов в электрических цепях лежит составление интегрально-дифференциальных уравнений для мгновенных значений токов и напряжений. Эти уравнения составляют для схем, полученных после коммутации, основываясь на известных методах расчета электрических цепей, таких как метод непосредственного применения законов Кирхгофа, метод контурных токов, метод узловых потенциалов. Решение полученной системы уравнений относительно выбранной переменной и составляет сущность классического метода.

Расчет переходных процессов в линейных электрических цепях операторным методом

Пример В цепи = 60 В,  = 5 Ом,  = 10 Ом. В момент времени t = 0 замыкается ключ. Требуется определить токи цепи и напряжение на участке аб (uаб) в моменты времени ,   На основе качественного анализа цепи построить зависимости указанных величин от времени.

Пример Определить начальные значения напряжения на катушке индуктивности и ток через ёмкость в цепи (рис. 6), если U0 = 200 B; r1 = 100 Ом; r2 = 100 Ом, r3 = 50 Ом.

Практическое занятие № 2.

Переходные процессы в электрических цепях. Составление характеристического уравнения Цель: получить навыки составления характеристического уравнения методами «входного сопротивления» и «главного определителя».

Пример 2.2. Для условий примера 2.1 составить характеристическое уравнение методом «входного сопротивления», найти его корни.

Рассчитать все токи в цепи и напряжение на конденсаторе после замыкания ключа

Пример 3.3 Рассчитать ток в цепи после размыкания ключа. В цепи действует синусоидальный источник напряжения u, В, . Параметры цепи: r1 = 30 Ом; r2 = 70 Ом; L = 0,2 Гн.

Практическое занятие № 4. Некорректная коммутация Цель: определить начальные и принужденные значения токов и напряжений при некорректной коммутации с использованием принципа непрерывности магнитного потока и закона сохранения электрического заряда.

Определить токи  и напряжение  на резисторе r1 при , t = 0.

Практическое занятие № 5.

Расчет переходного процесса в цепях второго порядка классическим методом Цель: обобщить основные этапы анализа переходных процессов в линейных цепях с сосредоточенными параметрами классическим методом.

Пример 5.2. Найти начальные значения напряжения на катушках индуктивности после замыкания ключа, ток в катушке L1 при , если: U0 = 100 B;
r1 = 20 Ом; r2 = 10 Ом, L = L1 = L2 = 0,1 Гн.

Последовательность расчета переходных процессов операторным методом

Методика составления операторных схем замещения

Определение оригиналов токов и напряжений по известным изображениям Цель: приобрести навыки нахождения оригиналов токов и напряжений по их изображениям.

Для данных примера 6.2 найти изображение и оригинал напряжения на конденсаторе.

Частотный метод расчета переходных процессов В основу частотного (спектрального) метода положено интегральное преобразование Фурье. Этот метод нашел широкое применение при анализе реакции цепи на воздействие импульса тока или напряжения.

Частотным методом рассчитать токи в цепи при подключении данной электрической схемы к источнику экспоненциальной эдс . Параметры цепи: r = 10 Ом, L = 0,1 Гн, С = 100 мкФ.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИКЛАДНЫХ ПАКЕТОВ ЭВМ ДЛЯ РАСЧЕТА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

Использование программы Mathcad для экспериментального исследования переходных процессов в сложных электрических цепях

Формы представления синусоидальных напряжений, ЭДС и токов Допустим, что имеем некоторую цепь, в которую включены источники питания, вырабатывающие электроэнергию с синусоидальной ЭДС или синусоидального тока одной частоты, а также приёмники (резисторы, катушки индуктивности, конденсаторы). Для того, чтобы экспериментально или теоретически изучить режим работы такой цепи (а может быть и область возможных режимов работы), необходимо, прежде всего, уяснить, каким образом представлять синусоидально изменяющиеся во времени параметры режимов работы этой цепи. Т.е., иными словами, в какой форме представлять синусоидальные напряжения, ЭДС или ток для того, чтобы с этими представлениями можно было удобно и наглядно проводить расчёты или измерения.

Участок цепи с резистивным элементом Резистивным (или R-элементом) называют такой элемент схемы замещения, который способен лишь безвозвратно потреблять электроэнергию, преобразуя её в неэлектрические виды энергии (например, в тепловую с рассеянием её в окружающее пространство). Другими энергетическими свойствами эта модель не обладает. Её реальными прообразами являются, например, нагревательные элементы электрической печи, лампы накаливания, а также специальные элементы электронных схем – резисторы. Однако эти прообразы обладают многими другими физическими свойствами, не являющимися для них основными, поэтому в модели эти свойства не учитываются.

Участок цепи с ёмкостным элементом Ёмкостным или С-элементом принято называть такой элемент схемы замещения, который, в энергетическом отношении, способен лишь к преобразованию электрической энергии источника и её накоплению в виде энергии собственного электрического поля (поля зарядов). При определенных условиях он способен совершать обратное преобразование, отдавая всю накопленную энергию без остатка во внешнюю цепь

Участок схемы с последовательным соединением R- и L-элементов С помощью рассмотренных элементов можно изобразить линейную схему замещения любого электротехнического устройства. Например, катушку индуктивности на достаточно низкой частоте синусоидального тока можно представить следующей схемой замещения.

Методические указания к решению задачи 1 Решение этой задачи требует знания закона Ома для всей цепи и его участков, первого закона Кирхгофа и методики определения эквивалентного сопротивления цепи при смешанном соединении резисторов.

Методические указания к решению задач 2, 3, 4 Эти задачи относятся к неразветвленным и разветвленным цепям переменного тока.

Пример 5. В трехфазную четырехпроводпую сеть включены звездой лампы накаливания мощностью Р=300 Вт каждая. В фазу А включили 30 ламп, в фазу В — 50 ламп и в фазу С — 20 ламп. Линейное напряжение сети UНОМ=380 В (рис. 5, а). Определить токи в фазах и начертить векторную диаграмму цепи, из которой найти числовое значение тока в нулевом проводе.

Пример 10. В трехфазную четырехпроводную сеть включены печь сопротивления, представляющая собой симметричную нагрузку, соединенную треугольником, и несимметричная осветительная нагрузка в виде ламп накаливания, соединенных звездой . Мощность каждой фазы печи Рп=10 кВт. Мощность каждой лампы Рл=200 Вт

Задача 2 Цепь переменного тока содержит различные элементы (резисторы, индуктивности, емкости), включенные последовательно.

Задача 5. Для освещения трех одинаковых участков производственного помещения установили люминесцентные лампы мощностью Рл=40 Вт каждая. Общее число ламп в помещении распределено поровну между участками. Лампы рассчитаны на напряжение U л; линейное напряжение трехфазной сети равно Uном.

Задача 8. В трехфазную четырехпроводную сеть включили трехфазную сушильную печь, представляющую собой симметричную активно-индуктивную нагрузку с сопротивлениями Rп и хп и лампы накаливания мощностью Рл каждая. Обмотки печи соединены треугольником

Задача 14. В трехфазную трехпроводную сеть с линейным напряжением Uном включили треугольником разные по характеру сопротивления (рис. 78—87). Определить фазные токи и начертить в масштабе векторную диаграмму цепи. Из векторной диаграммы определить численные значения линейных токов

Пример 12. Однофазный понижающий трансформатор номинальной мощностью Sном = 500 В·А служит для питания ламп местного освещения металлорежущих станков.

Пример 18. Генератор с параллельным возбуждением рассчитан на напряжение Uном =220 В и имеет сопротивление обмотки якоря Ra= 0,08Ом, сопротивление обмотки возбуждения Rв = 55Ом. Генератор нагружен на сопротивление Rн =1,1 Ом. К.п.д. генератора ηг=0,85.

Задача 12. Трехфазный асинхронный электродвигатель с коротко-замкнутым ротором имеет следующие номинальные характеристики: мощность Рном2; напряжение Uном; ток статора Iном; коэффициент полезного действия ηном; коэффициент мощности cos φном. Частота вращения ротора равна nном2 при скольжении sном. Синхронная частота вращения n1. Обмотка статора выполнена на p пар полюсов. Частота тока в сети f1, частота тока в роторе f2s. Двигатель развивает номинальный  момент Мном