Курсовая работа: Освоение методов расчета электрических цепей

Содержание

Введение. 3

1Контрольная работа №1. 4

1.1Задание 1.1. 4

1.1.1Расчет методом узловых напряжений. 6

1.1.2Баланс мощностей. 10

1.2Задание 1.2. 11

1.2.1Метод по законам Кирхгофа. 13

1.2.2Баланс мощностей. 15

1.2.3Топографическая и векторная диаграмма. 16

1.2.4Расчет схемы при наличии магнитной связи. 19

1.2.5Построение векторной диаграммы для схемы с индуктивной связью.. 20

2Контрольная работа №2. 22

2.1Задание 2.1. 22

2.1.1Расчет схемы при . 24

2.1.2Расчет схемы при отсутствие нулевого провода. 26

2.1.3Расчет схемы при . 29

2.1.4 Найдем ток в нулевом проводе по первому закону Кирхгофа. 31

2.1.5 Расчет схемы при звезда-треугольник. 32

Заключение. 35

Список используемых источников. 36

Введение

Электрические цепи являются основой современных технических систем, используемых в промышленности, энергетике и быту. Их анализ необходим для проектирования, эксплуатации и модернизации оборудования, обеспечения его надежности и безопасности. Знание методов расчета электрических цепей позволяет решать практические задачи, связанные с передачей, преобразованием и использованием электрической энергии.

Целью данной курсовой работы является освоение методов расчета электрических цепей, их применение на практике и анализ характеристик цепей в различных режимах работы. В работе основное внимание уделяется методам узловых напряжений, законам Кирхгофа, балансу мощностей и расчету цепей с учетом магнитной связи.

Работа состоит из двух контрольных заданий. Первое посвящено расчету электрических цепей методом узловых напряжений, составлению баланса мощностей и изучению влияния магнитной связи. Второе задание включает анализ трехфазных цепей в различных режимах: отсутствие нулевого провода, учет сопротивления нейтрального провода и преобразование схемы соединения “звезда-треугольник”.

Рассмотренные методы и задачи направлены на развитие навыков применения теоретических знаний к практическим инженерным задачам. Применение графических методов, таких как построение топографических и векторных диаграмм, способствует лучшему пониманию процессов в электрических цепях.

Настоящая работа актуальна в условиях развития энергетики и электротехнической отрасли, требующих квалифицированных специалистов для анализа и оптимизации электрических систем.

1. Контрольная работа №1

   1. Задание 1.1

Для электрической схемы, соответствующей номеру вари­анта и изображенной на рис. 1, выполнить следующее:

По заданному графу составить подробную электрическую схему анализируемой цепи, на схеме произвольно указать положительные направления токов в ветвях и обозначить их, пронумеровать узлы, и последний принять в качестве “базового”;

Определить токи всех ветвей используя метод узловых напряжений;

Составить баланс мощностей.

Таблица 1 – Исходные данные

Рисунок 1 – Исходная схема

1. Задание 1.2

Для электрической схемы цепи синусоидального тока, изображенной на рис. 1 и параметрами, заданными в табл. 1 в соответствии с номером варианта выполнить:

По заданному графику составить подробную электрическую схему анализируемой цепи, на схеме произвольно указать положительные направления токов в ветвях и обозначить их;

На основании законов Кирхгофа составить в общем виде систему уравнений для расчета токов во всех ветвях цепи, записав ее в символической форме;

Определить комплексы действующих значений токов во всех ветвях, воспользовавшись одним из методов расчета линейных электрических цепей;

Составить баланс мощностей для активных, реактивных и полных мощностей;

Построить векторную диаграмму токов и векторно-топографическую диаграмму напряжений;

Используя данные расчетов, полученных в и. 3, записать выражение для мгновенного значения тока и . Построить графики зависимостей указанных величин от на одном чертеже;

Полагая, что между индуктивными катушками, расположенными в различных ветвях заданной схемы, имеется магнитная связь при коэффициенте взаимной индуктивности, равной k, составить в общем виде систему уравнений по законам Кирхгофа, записав ее в символической форме;

Определить комплексы действующих значений тока в электрической с учетом индуктивной связи между катушками.

Построить векторную диаграмму токов и векторно-топографическую диаграмму напряжений по результатам расчета и. 8. Напряжения на индуктивно связанных катушках отложить в виде отдельных векторов.

Таблица 1 – Исходные данные

Рисунок 1 – Исходная схема

1. Контрольная работа №2

   1. Задание 2.1

На рис. 1 приведена схема трехфазной электрической цепи с симметричным синусоидальным генератором, несимметричной нагрузкой и нулевым проводом.

Параметры элементов электрической цепи по вариантам заданы в табл. 1. Поскольку генератор симметричный, то для него приведена амплитуда и начальная фаза только для фазы А, период функции Т. Параметры комплексной нагрузки для каждой фазы , , , а также комплексное сопротивление нулевого провода тоже показаны в табл. 1. Любое комплексное сопротивление Z, состоит из последовательно соединенных элементов в соответствии с заданным вариантом.

Рисунок 1 – Электрическая схема

Таблица 1 – Исходные данные