12

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Кафедра “Электротехника и электроника”

И.В. Новаш

ЗАДАНИЯ К РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЕ № 1

по курсу “Теоретические основы электротехники”

для студентов групп 106111, 106121, 106211, 106221

Минск, 2012

РГР №1

Методы Расчета электрических цепей Задача № 1

Расчет сложной электрической цепи постоянного тока

Исходные данные:

Задана сложная электрическая цепь (рисунок. 1.1 – 1.35). Параметры отдельных элементов заданы в таблице 1.1. Вариант расчетной схемы определяется номером студента по списку группы в журнале; вариант задания исходных данных к расчетной схеме определяется номером группы.

Таблица 1.1.

Номер группы	Е1, В	Е2, В	J1, A	J2, A	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	R4, Ом	R5, Ом	R6, Ом	Расчетная ветвь
106111	330	230	1,0	2,0	120	160	150	175	145	135	1
106121	220	550	3,0	4,0	140	160	180	130	120	150	2
106211	450	350	5,0	2,0	220	260	230	220	240	280	3
106221	660	440	1,0	3,0	80	275	260	240	230	220	4

Содержание задания:

1. Определить токи в ветвях схемы методом по законам Кирхгофа;

2. Определить токи в ветвях схемы методом контурных токов;

3. Определить токи в ветвях схемы методом узловых потенциалов;

4. Определить ток в заданной расчетной ветви (таблица 1.1) методом эквивалентного генератора напряжения (Е_э , R₀) и эквивалентного генератора тока (J_э , G₀). Проверить соотношение между параметрами по формуле R₀=E_э/J_э;

5. Для метода эквивалентного генератора напряжения рассчитать, составить таблицу значений и построить график функции Р_k = f(R_k) для k-ой ветви при изменении сопротивления резистора R_k в диапазоне от 0 до десятикратного заданного;

6. Проверить выполнение баланса мощностей Р_ист=Р_пр;

7. Для выбранного контура схемы, включающего два источника ЭДС, рассчитать и построить в масштабе потенциальную диаграмму.

8. Рассчитать частичные токи во всех ветвях схемы для источника ЭДС Е₁ методом эквивалентных преобразований.

Методические указания:

1. Все расчёты выполнить с точностью учета первых 4-х значащих цифр в результатах расчётов;

2. Решение систем алгебраических уравнений выполнить с помощью ЭВМ;

3. Значения токов в ветвях расчетной схемы, определенные различными методами свести в таблицу для сравнения результатов расчета;

4. График Р_k = f(R_k) и потенциальную диаграмму построить на миллиметровой бумаге.

Задача № 2

Расчет однофазной электрической цепи переменного тока

Исходные данные:

К зажимам электрической цепи подключен источник синусоидального напряжения u=U_msin(t+_u), В частотой f =50 Гц. Амплитуда, начальная фаза напряжения и параметры элементов цепи заданы в таблице 2.1. Схемы замещения цепи приведены на рисунках 2.1 - 2.30.

Задание: 1. Начертить схему замещения электрической цепи, соответствующую варианту для комплексного метода расчета, рассчитать сопротивления реактивных элементов цепи и полные сопротивления ветвей в комплексной форме.

2. Определить действующие значения токов во всех ветвях цепи. Расчет выполнить в комплексной форме.

3. Записать уравнение мгновенного значения тока источника.

4. Определить показание ваттметра и составить баланс активных и реактивных мощностей.

5. Рассчитать напряжения на каждом элементе цепи.

6. Построить векторную диаграмму токов, совмещенную с векторной диаграммой напряжений.

Указания к выбору варианта: порядковый номер студента в журнале группы определяет номер схемы (рисунки 2.1- 2.30), а номер группы - выбор числовых данных в таблице 2.1.

Таблица2.1

Номер	U,	u ,	R1	R2	R3	L1	L2	C1	C2
группы	В	град.	Ом			мГн		мкФ
106111	220	60	110	120	130	191	318	79,62	31,85
106121	380	-60	130	140	160	164	127	159,2	53,08
106211	660	0	250	280	200	95	159	106,1	35,37
106221	800	90	220	240	260	255	382	63,66	42,44

Рисунок 2.1 Рисунок 2.2 Рисунок 2.3

Рисунок 2.4 Рисунок 2.5 Рисунок 2.6

Рисунок 2.7 Рисунок 2.8 Рисунок 2.9

Рисунок 2.10 Рисунок 2.11 Рисунок 2.12

Рисунок 2.13 Рисунок 2.14 Рисунок 2.15

Рисунок 2.16 Рисунок 2.17 Рисунок 2.18

Рисунок 2.19 Рисунок 2.20 Рисунок 2.21

Рисунок 2.22 Рисунок 2.23 Рисунок 2.24

Рисунок 2.25 Рисунок 2.26 Рисунок 2.27

Рисунок 2.28 Рисунок 2.29 Рисунок 2.30

Задача № 3

Расчет сложной электрической цепи переменного тока

Исходные данные:

Задана схема трёхфазной цепи (рисунок 3.1), включающая симметричный трёхфазный генератор с напряжением U_л=220 В, линию электропередачи с сопротивлением Z_л=R_л+jX_л (Ом) и три приёмника энергии с различными схемами соединения фаз (звезда с нулевым проводом, звезда без нулевого провода и треугольник). Параметры отдельных элементов схемы приведены в комплексной форме Z=R+jX в таблице 3.1.

Варианты заданий для групп:

гр. 106111: №№ 1 – 30 в соответствии с номером по списку группы в журнале;

гр. 106121: №№ (30+N), где N - номер студента по списку группы в журнале;

гр. 106211: №№ (60+N), где N - номер студента по списку группы в журнале;

гр. 106221: №№ (90+N), где N - номер студента по списку группы в журнале;

Содержание задания:

1. Определить линейные и фазные напряжения каждого из приёмников. Расчет провести методом узловых потенциалов в комплексной форме. Решение системы алгебраических комплексных уравнений выполнить на ЭВМ;

2. Определить линейные и фазные токи каждого из приёмников;

3. Определить токи в проводах линии электропередачи;

4. Выполнить проверку результатов расчета токов приемников и линий, рассчитав их по методу законов Кирхгофа: составить комплексные уравнения и решить их на ЭВМ;

5. Определить потерю и падение напряжения в проводах линии;

6. Определить активную Р_ист и реактивную Q_ист мощности источника энергии. Определить активную Р_пр и реактивную Q_пр мощности каждого из приёмников энергии и соответственно их суммы Р_пр и Q_пр. Проверить выполнение балансов активных и реактивных мощностей: Р_ист=Р_пр и Q_ист=Q_пр;

7. Определить показания первой группы ваттметров W₁, W₂ и W₃ и проверить баланс мощностей: W₁+W₂+W₃=P₁+P₂+P₃;

8. Определить показания второй группы ваттметров W₄ и W₅ и проверить баланс мощностей: W₄+W₅=P₂+P₃;

9. Построить в единой системе координат на миллиметровой бумаге в выбранных масштабах топографическую диаграмму потенциалов и векторную диаграмму токов.