2015-05-26
891
Составители: И. К. Желанкина, Б. А. Казначеев, А. А. Ласточкин, А. П. Лысенко, Т. Н. Мокиенко, Л. Ф. Погромская, Г. А. Татарникова, Б. В. Фролов, Ю. Н. Мустафаев
Подготовка к переизданию: Ю. Н. Мустафаев, Э. Л. Мальц
Настоящие методические указания содержит описание шести домашних заданий по расчету электрических цепей. Ко всем заданиям приведены методические указания по их выполнению. Приведены способы решения заданий с помощью прикладной программы MathCAD.
Методические указания предназначены для студентов изучающих курсы «Теоретические основы электротехники», «Электротехника и электрооборудование», «Электротехника и электроника».
Ил. 39, табл. ___, библиогр. 5.
Рецензент: канд. техн. наук, доцент кафедры Н1 Е. Б. Коротков
©, БГТУ «Военмех», 2002
Задание 1. Расчет электрических цепей переменного тока по законам Кирхгофа и методом эквивалентного преобразования.
 |
Исходные данные:
В цепи, представленной на рис. 1.1, действует источник (один из пяти возможных) синусоидальной ЭДС 
В, частота 50Гц. Модули сопротивлений элементов цепи Z1=10 Ом, Z2=30 Ом, Z3=40 Ом, Z4=50 Ом, Z5=60 ом, E m =180В.Характер сопротивлений дан в табл. № 1.1, нумерация столбцов которой, т.е. первая заглавная строка, задается табл. № 1.2.
Таблица 1. 1
Характер сопротивлений
| Вариант | j, град | n | |||||
| R | XL | XC | R | XL | |||
| XL | XC | R | XL | R | 0,1 | ||
| XC | R | XL | R | XL | |||
| R | XL | R | XL | XC | |||
| XL | R | XL | XC | R | 0,5 | ||
| XL | R | XC | XL | R | -10 | ||
| XL | XC | R | R | XL | -40 | ||
| XC | R | XL | XL | R | -70 | ||
| R | XL | R | XC | XL | -110 | ||
| R | XL | R | R | XC | -150 | 0,4 | |
| XL | R | R | XL | XC | 0,2 | ||
| XC | XL | XL | R | R | 0,3 | ||
| R | R | XC | XL | XL | 0.5 | ||
| R | XL | XL | XC | XL | |||
| XL | R | R | R | XC | |||
| XC | R | R | XL | XL | -20 | ||
| XL | XC | XL | R | R | -50 | ||
| XC | XL | R | R | XL | -80 | ||
| XL | R | R | XC | XL | 0,2 | ||
| R | R | XC | XC | XL | -180 | 0,8 | |
| XL | R | XC | R | XL | 0,01 | ||
| R | XC | XL | R | XL | -60 | ||
| XC | XL | R | XL | R | |||
| R | XL | XL | R | XC | |||
| XL | XL | R | XC | R | 0,15 | ||
| XL | XL | XC | R | XC | -65 | 0,6 | |
| R | XL | XC | XL | R | |||
| R | XL | XL | XC | R | |||
| R | XC | XL | R | XC | -50 | 0,5 | |
| XC | R | R | XL | R | 0,05 |
Таблица 1. 2
| № п/п | Нумерация сопротивлений | ||||
| Z1 | Z2 | Z3 | Z4 | Z5 | |
| Z2 | Z3 | Z4 | Z5 | Z1 | |
| Z3 | Z4 | Z5 | Z1 | Z2 | |
| Z4 | Z5 | Z1 | Z2 | Z3 | |
| Z5 | Z1 | Z2 | Z3 | Z4 | |
| Z1 | Z3 | Z2 | Z5 | Z4 | |
| Z3 | Z2 | Z5 | Z4 | Z1 | |
| Z2 | Z5 | Z4 | Z1 | Z3 | |
| Z5 | Z4 | Z1 | Z3 | Z2 | |
| Z4 | Z1 | Z3 | Z2 | Z5 | |
| Z1 | Z5 | Z2 | Z4 | Z3 | |
| Z5 | Z2 | Z4 | Z3 | Z1 | |
| Z2 | Z4 | Z3 | Z1 | Z5 | |
Номер варианта состоит из трех чисел, например 25-7-1. Первое число указывает номер строки в таблице №1.1, второе - определяет нумерацию сопротивлений, данных в таблице №1.1 в соответствии с номером строки в таблице № 1.2, третье число указывает номер сопротивления, последовательно с которым включен источник ЭДС (остальные ЭДС отсутствуют, т.е. заменены проводником). Указанный вариант 25-7-1 означает, что Z3=jXL =j40 Ом, Z2=jXL =j30 Ом, Z5=R =60Ом, Z3=-jXC =-j50 Ом, Z1=R =40 Ом, 
, n =0,15.
Требуется:
- Составить по законам Кирхгофа в комплексной форме систему алгебраических уравнений. Решить ее с помощью программы “MathCAD”(или иной программы для решения системы линейных уравнений).
- Рассчитать токи и напряжения на всех участках цепи методом эквивалентных преобразований.
- Записать значения найденных в п. 1 (2) комплексов токов и комплексов напряжений на всех участках цепи в алгебраической и показательной форме. Перейти от комплексов токов и напряжений к их мгновенным значениям и записать их.
- Проверить баланс активных и реактивных мощностей.
- Определить показания амперметра, вольтметра и ваттметра.
- Построить векторные диаграммы токов и напряжений.
- Определить сопротивление каждого элемента при изменении частоты в n раз. (n задано в табл. 1).
- Для одной из ветвей схемы (номер ветви задается преподавателем) определить ток методом эквивалентного генератора.
