Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

Кафедра: теоретическая Работа защищена

электротехника с оценкой_________

Дисциплина: Теоретические Руководитель:

основы электротехники Комякова О.О.

______________

Курсовая работа «Расчет установившихся режимов в линейных электрических цепях»

Выполнил:

студент ИАТИТа

гр. 20 И Нагорной А.Д.

__________________

Омск 2011

Реферат

УДК 621.3

В курсовой работе «Расчет установившихся режимов

в линейных электрических цепях» рассматриваются методы расчета линейных электрических цепей при постоянных, синусоидальных напряжениях и токах, однофазных цепей при несинусоидальном питающем напряжении и трехфазные цепи. Курсовая работа содержит теоретические сведения по каждому разделу, результаты экспериментов, пример расчета установившихся режимов и примеры решения задач.

Постоянный ток, законы Кирхгофа, контурные токи, резонанс, трёхфазные цепи, топографические диаграммы.

Курсовая работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 03.

Содержание

Содержание 3

Введение 5

1 Исследование и расчет цепей постоянного тока 7

1.1 Цель работы 7

1.2 Особенности выполнения работы. 7

1.3 Экспериментальная часть 8

1.4 Расчётная часть 10

1.4.1 Метод контурных токов 11

1.4.2 Метод узловых потенциалов 14

1.4.3 Метод эквивалентного генератора 15

1.4.4 Проверка баланса мощностей в схеме 17

2 Экспериментальная часть 18

2.1 Определение параметров элементов 18

2.2 Расчетная часть 21

2.2.1 Расчет L и C 21

2.2.2 Последовательное соединение элементов 23

2.2.3 Смешанное соединение элементов 24

2.2.4 Индуктивно связанные катушки 25

2.2.5 Векторные диаграммы 27

3 Исследование линейной электрической цепи при несинусоидальном входном напряжении. 29

3.1 Цель работы 29

3.2 Экспериментальная часть 29

3.3 Расчетная часть 30

3.3.1 Разложение входного напряжения в ряд Фурье 30

3.3.2 Расчет мгновенных значений гармоник входного тока 31

3.3.3 Определение действующих значений тока и напряжений 32

3.3.4 Определение значений P,Q,S, коэффициентов мощности, несинусоидальности напряжения и тока 33

3.4 Задача 1 35

3.5 Задача 2 37

4 Исследование трехфазных цепей 38

4.1 Цель работы 38

4.2 Расчётно-экспериментальная работа № 4 39

4.2.1 Векторные диаграммы 39

4.2.2 Задача 1 44

4.2.3 Задача 2 47

5 Четырёхполюсники 49

5.1 Задача. 49

6 Заключение 53

7 Библиографический список 54

Введение

Данная работа представляет собой итог работы, проведенной за время обучения теоретических основ электротехники. Фактически всю работу можно разделить на четыре части, каждая из которых состоит из разделов, посвященных соответствующей теме. В каждом разделе имеются теоретические сведения, которые помогают легче освоить изложенный далее материал.

Первая часть посвящена исследованию и расчету цепей постоянного тока, где рассматриваются вопросы по решению задач различными методами:

• Методом контурных токов

• Методом узловых потенциалов

• Методом наложения

• Методом эквивалентного генератора

Также приведено сравнение вышеуказанных методов.

Вторая часть описывает исследования и расчет цепей синусоидального тока. Дается представление резонанса, причины и необходимые условия его возникновения. Решены задачи по расчету установившихся режимов в цепях синусоидального тока.

Третья часть предусматривает исследование и расчет линейных однофазных цепей при несинусоидальном питающем напряжении. Большое внимание уделялось на теоретические сведения.

Четвертый раздел посвящен исследованию трехфазных цепей, наиболее сложной теме курса. Решены и разобраны конкретные задачи.

Все расчеты подтверждены лабораторными исследованиями.

1. Исследование и расчет цепей постоянного тока

   1. Цель работы

1. Освоение методики измерения токов, напряжений, потенциалов.

2. Опытная проверка законов Кирхгофа и принципа наложения.

3. Расчёт токов, узловых потенциалов, эквивалентного генератора.

4. Построение потенциальной диаграммы.

5. Составление баланса мощностей.

6. Сравнение результатов опыта и расчёта.

2. Особенности выполнения работы.

Проверка методов расчёта цепей постоянного тока состоит в измерении токов, напряжений, потенциалов и сравнение их с результатами расчётов. На первом занятии необходимо освоить методику измерения ЭДС, токов, напряжений, потенциалов и провести измерения по программе из задания на расчётно-экспериментальную работу (РЭР).

3. Экспериментальная часть

1. Измеряем Е₁ и Е₂ , показания заносим в таблицу 1.1.

Параметры исследуемой цепи

Таблица1.1

Значения ЭДС, В		Сопротивления резисторов , Ом						Сопротивления амперметров, Ом
Е1	Е2	R1	R2	R3	R4	R5	R6	RA1	RA2	RA3
10	10	33	150	35	34		60	1	1	1

2. При замкнутом ключе S измеряем токи от действия обеих ЭДС, полученные значения заносим в таблицу 1.2 и 1.4 .

Сравнение значений токов, полученных расчётами и в опыте

Таблица 1.2

Токи в ветвях, мА					Способ определения
I1	I2	I3	I4	I5
90	40	130			Опытным путём
95	36	131	70	-34	Методом контурных токов
91	37	130	69	-35	Методом узловых потенциалов
					Методом эквивалентного генератора

3. Принимаем потенциал одного из узлов схемы (узла номер 4) равным нулю, измеряем потенциалы указанных точек, заносим их в таблицу 1.3

Сравнение значений потенциалов, полученных расчетом и в опыте

Таблица 1.3

Потенциалы точек цепи, В						Способ определения
φ1	φ2	φ3	φ4	φ5	φ6
3	2	0	10			Опытным путём
3.35	1.84	0	10			Методом узловых потенциалов

4. Измеряем и заносим в таблицу 1.4 значения токов от действия Е₁, Е₂ .

Проверка принципа наложения

Таблица 1.4

включены ЭДС, В	Токи, мА
	опыт			расчёт
Е1	I'1	I'2	I'3	Преобразованием цепи
				I'1	I'2	I'3
	67	-17	50
Е2	I''1	I''2	I''3	Преобразованием цепи
				I''1	I''2	I''3
	-18	58	40
Е1, Е2	I1	I2	I3	Методом наложения
				I1	I2	I3
	49	40	89

5. Включаем в схему Е₁ и Е₂, измеряем ток I₃ при R3=0, затем размыкаем ключ S и измеряем напряжение между точками 2 и 3. полученные значения заносим в таблицу 1.5

Параметры эквивалентного генератора

Таблица 1.5

Напряжение холостого хода Eг=U23Х,X, В	Ток короткого замыкания IЗ К.З, мА	Сопротивление RГ , Ом	Способ определения
3.4	85	40	Опыт
3.4		39	Расчёт