Расчёт линейных электрических цепей с источниками постоянных ЭДС и токов

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное автономное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

Институт горного дела, геологии и геотехнологий

Теоретические

Основы электротехники

Линейные электрические цепи постоянного тока

Методические указания к выполнению

расчётно-графической работы №1

для студентов специализации 130400.65.00.10 «Электрификация и автоматизация горного производства»

(укрупнённая группа 130400.65 – Горное дело)

Красноярск 2013

Теоретические основы электротехники. Линейные электрические цепи постоянного тока. Методические указания к выполнению расчётно-графической работы № 1 для студентов специализации 130400.65.00.10 «Электрификация и автоматизация горного производства» (укрупнённая группа 130400.65 – Горное дело)

Рассмотрен анализ линейных электрических цепей методами контурных токов, узловых потенциалов и методом эквивалентного генератора. Приведены примеры расчётов.

Составители: В.В. Кибардин – к.т.н., доц. каф. ЭГМП

О.А. Кручек – ст. преп. каф. ЭГМП

В.А. Меньшиков – к.т.н., доц. каф. ЭГМП

Методические указания утверждены на заседании кафедры ЭГМП.

Протокол № от «»2013 г.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ.. 4

1. УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ТИПОВЫХ РАСЧЁТОВ.. 4

2. РАСЧЁТ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ С ИСТОЧНИКАМИ ПОСТОЯННЫХ ЭДС И ТОКОВ.. 4

2.1. Анализ цепей по законам Кирхгофа. 5

2.2. Метод контурных токов. 8

ВВЕДЕНИЕ

Данная работа оказывает помощь студентам, изучающим дисциплину «Теоретические основы электротехники», помогает усвоению раздела «Свойства и методы расчета линейных цепей с источниками постоянного напряжения и тока». Приведены теоретические сведения и примеры расчётов цепей постоянного тока.

Методические указания предназначены для студентов специализации 130400.65.00.10 всех форм обучения.

УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ТИПОВЫХ РАСЧЁТОВ

В соответствии с стандартом СФУ, правилами, принятыми в электротехнике, пояснительная записка пишется на одной стороне стандартных листов формата А4 (297*210). Она должна содержать: титульный лист по принятому образцу; задание с исходными данными; текстовый материал и таблицу соответствия переменных задания и машинных переменных; результаты решения; графический материал. Схемы и потенциальные диаграммы необходимо выполнять с применением чертёжных принадлежностей, изображая элементы схем в соответствии с ГОСТом.

РАСЧЁТ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ С ИСТОЧНИКАМИ ПОСТОЯННЫХ ЭДС И ТОКОВ

Основной задачей расчета электрических цепей является определение токов, напряжений и мощностей ветвей цепи по заданным их сопротивлениям R, проводимостям G и источникам электрической энергии E или J. Эти задачи имеют единственное решение, которое для линейных цепей может быть получено составлением и решением системы алгебраических уравнений с учётом законов Кирхгофа, Ома и Джоуля-Ленца. В общем случае имеем 2b линейно независимых уравнений, если цепь содержит b ветвей и q узлов. Иногда в рассматриваемой цепи имеется b_ИТ ветвей, в которых содержатся идеализированные источники тока J, и b_ИН ветвей, составленных только из идеализированных источников напряжения E, поэтому общее число неизвестных напряжений и токов уменьшается до

2b – b_ИТ – b_ИН.

На практике для анализа цепей применяют различные методы составления уравнений электрического равновесия, позволяющие уменьшить размерность исходной системы уравнений.