150978 (621519)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Содержание

Введение

Раздел 1

Раздел 2

Раздел 3

Список используемой литературы

Введение

Практически все области деятельности современного общества развиваются на базе все более широкого применения электротехники.

Электрификация - это широкое развитие производства электроэнергии и её внедрение во все области человеческой деятельности и быт.

Электрические и магнитные явления были известны в глубокой древности, но началом развития науки об этих явлениях принято считать 1600 год, когда Гильберт опубликовал результаты исследования электрических и магнитных явлений. Важным этапом в развитии науки об электричестве были исследования атмосферного электричества, выполненные М.В. Ломоносовым, Г.В. Рихманом и Б. Франклином.

Современная электротехническая наука, на базе которой развиваются практические применения электротехники, начинается с открытия М. Фарадеем (1831 г) закона электромагнитной индукции. В первой половине XIX века был создан химический источник постоянного тока, были исследованы химические, световые, магнитные проявления тока (А. Вольта, А.М. Ампер, В.В. Петров, Г.Х. Эрстед, Э.Х. Ленц).

Разработкой теории электромагнитных явлений Д.К. Максвеллом в "Трактате об электричестве и магнетизме" (1873 г.) завершается создание классической теории электрических и магнитных явлений.

Опыты Г.Р. Герца (1886-1889 гг.), работы П.Н. Лебедева (1895 г), изобретение радио А.С. Поповым (1895 г) и работы ряда зарубежных учёных подтверждают экспериментально выводы теории о распространении электромагнитных волн.

Теория электрических и магнитных явлений и теоретические основы электротехники в последующее время излагались в книгах А.А. Эйхенвальда, К.А. Круга. В течении ряда лет В.Ф. Миткевич развивал и углублял основные положения теории. Им был опубликован первый в СССР труд по физическим основам электротехники. Ближайшие ученики В.Ф. Миткевича - П.Л. Калантаров и Л.Р. Нейман - создали один из первых учебников по теоретическим основам электротехники. Широко известны у нас книги по теоретическим основам электротехники Л.Р. Неймана и К.С. Демирчяна, К.М. Поливанова, П.А. Ионкина.

Вместе с развитием теории идёт и быстрое расширение практического применения электротехники, вызванное потребностями бурно развивающегося промышленного производства.

В первых электротехнических установках использовались электрохимические источники энергии. Например, в 1838 году Б.С. Якоби осуществил привод гребного винта шлюпки от двигателя, получавшего питание от электрохимического источника энергии.

В 1870 г.З.Т. Грамм сконструировал первый генератор постоянного тока с кольцевым якорем, который имел самовозбуждение. Генератор был усовершенствован Э.В. Сименсом. Использование постоянного тока ограничивало применение электротехнических установок, так как не могла быть решена проблема централизованного производства и распределения электроэнергии, а появившиеся установки однофазного переменного тока с однофазными двигателями не удовлетворяли требованиям промышленного производства.

Электрическая энергия в начальный период использовалась в основном для освещения. Система переменного тока была впервые применена П.Н. Яблочковым (1876 г) для питания созданных им электрических свечей. Совместно с инженерами завода Грамма им был сконструирован и построен многофазный генератор переменного тока с рядом кольцевых несвязанных обмоток, обеспечивающих питание групп свечей. В цепи обмоток включались последовательно первичные обмотки индукционных катушек, от вторичных обмоток которых получали питание группы свечей. С помощью этих катушек, являющихся трансформаторами с разомкнутой магнитной цепью, был впервые решен вопрос о возможности дробления энергии, поступающей от источника переменного тока. В дальнейшем трансформаторы выполнялись с замкнутой магнитной цепью (О. Блати, М. Дерн, К. Циперновский).

Решение проблемы централизованного производства энергии, её распределения и создания простого и надёжного двигателя переменного тока принадлежит М.О. Доливо-Добровольскому. На Всемирной электротехнической выставке в 1891 году им демонстрировалась система трёхфазного переменного тока, в состав которой входили линия передачи длиной 175 км, разработанные им трёхфазный генератор, трёхфазный трансформатор и трёхфазный асинхронный двигатель.

Из других достижений этого времени следует отметить изобретение Н.Г. Славяновым и Н.Н. Бенардосом электрической сварки. С этого времени начинается широкое внедрение электрической энергии во все области народного хозяйства: строятся мощные электростанции, в промышленность внедряется электропривод, появляются новые виды приборов и электрических установок, развивается электрическая тяга, появляются электрохимия и электрометаллургия, электроэнергия начинает применяться в быту. На базе развития электротехнической науки делают первые успехи электроника и радиотехника.

Электротехника как наука является областью знаний, в которой рассматриваются электрические и магнитные явления и их практическое использование.

Современная энергетика - это в основном электроэнергетика. Электрическая энергия вырабатывается на станциях электрическими генераторами, преобразовывается на подстанциях и распределяется по линиям электропередачи и электрическим сетям.

Электрическая энергия применяется практически во всех областях человеческой деятельности. Производственные установки на фабриках и заводах имеют в подавляющем большинстве электрический привод, т.е. приводятся в движение при помощи электрических двигателей. Для измерений наиболее широко используются электрические приборы и устройства. Измерения электрических величин при помощи электрических устройств составляют особую дисциплину. Широко применяются электрические приборы и устройства в сельском хозяйстве, связи и в быту.

Непрерывно расширяющееся применение различных электротехнических и радиотехнических устройств обуславливает необходимость знания специалистами всех областей науки и техники основных понятий об электрических, магнитных и электромагнитных явлениях и их практическом использовании. Особенно важно при этом выйти из узкого круга вопросов, связанных с электрическими цепями, понять эти явления с позиций единого электромагнитного поля.

Раздел 1

Дано: E₁=22 В, E₂=10 В, R₁=2 Ом, R₂=5 Ом, R₃=15 Ом.

Определить ток I₃ через сопротивление R₃ приведенной на рисунке 1 схемы, используя методы:

эквивалентных преобразований;

эквивалентного генератора (активного двухполюсника);

узловых потенциалов;

суперпозиции (наложения).

Решение:

Метод эквивалентных преобразований.

1) Источники Е₁ и Е₂ включенные последовательно с ними сопротивления R₁ и R₂ заменяются источниками тока I₁ и I₂ с параллельно включенными сопротивлениями R₁ и R₂ заменяются источниками тока I₁ и I₂ с параллельно включенными сопротивлениями R₁ и R₂

I₁=E₁/R₁=22/2=11A

I₂=E₂/R₂=10/5=2A

Эквивалентная схема после замены источников ЭДС на источники тока:

2) Так как источники тока I₁ и I₂ включены параллельно, их можно заменить одним I_экв.; параллельно включенные сопротивления R₁ и R₂ — сопротивлением R_экв.

I_экв.= I₁ + I₂ = 11+2=13A

1/R_эвк. = 1/R₁ + 1/R₂ = 1/2+1/5=7/10 Ом

R_экв. = 10/7= 1,43Ом

Эквивалентная схема после замены нескольких источников тока одним:

3) Источник тока I_экв. и сопротивление R_экв., включенное параллельно ему, преобразуется в источник ЭДС с внутренним сопротивлением R_экв.

E_экв. = I_экв. ∙ R_экв. =13×1,43 = 18,6 В

что приводит к схеме:

4) По закону Ома находим ток I₃.

I₃ = E_экв./R_экв.+R₃ = 18,6/15+1,43 = 1,13А

Ответ: I₃ =1,13A

Метод эквивалентного генератора

Определяем ЭДС E_г эквивалентного генератора одним из методов расчёта. Например, составив контурное уравнение по II закону Кирхгофа.

I₁ (R₁+R₂) = E₁-E₂

найдём ток I₁ = I₂

I₁=I₂= (E₁-E₂) / (R₁+R₂)

I₂= 12/7= 1,7A

Тогда: Е_г = U₁₂ = E₂ + I ₂R₂

E_г = U₁₂ = 10+1,7∙5 = 18,5A

2) Находим внутреннее сопротивление R_г эквивалентного генератора, с учётом того, что по отношению к его зажимам 1-2 сопротивления R₁ R₂ включены параллельно, т.е.

R_г=R₁× R₂/ (R₁+R₂)

R_г=2×5/ (2+5) =1,43Ом

3) По закону Ома находится ток I₃

I₃ =E_г/ (R_г+R₃)

I₃= 18,5/ (1,43+15) = 1,13A

Ответ: I₃=1,13A

Метод узловых потенциалов.

Определяется напряжение U₁₂ между узлами 1 и 2 по выражению:

U₁₂ = (E₁ G₁ + E₂ G₂) / (G₁ +G₂ +G₃)

G₁=1/R₁=1/2=0,5; G₂= 1/R₂ =1/5=0,2;

G₃= 1/R₃ =1/15=0,066

U₁₂= (22×0,5 +10×0,2) / (0,5+0,2+0,066) = 16,97B

2) По закону Ома находится ток I₃

I₃ = U₁₂/R₃

I₃= 16,97 /15 =1,13A

Ответ: I₃ = 1,13A

Метод суперпозиции. Источник ЭДС Е₂ заменяется его внутренним сопротивлением (в рассматриваемой задаче приняты идеальные источники ЭДС, то есть их внутренние сопротивления равны 0)

Схема для определения частичного тока, создаваемого источника ЭДС Е₁:

2) Находится частичный ток I₃ c использованием правил определения эквивалентных сопротивлений при параллельном и последовательном соединении пассивных элементов и закона Ома.

а) эквивалентное сопротивление R₂₃ параллельно включенных сопротивлений R₁ и R₂

R₂₃ = R₂×R₃/ (R₂+R₃) = 5×15/ (5+15) = 3,75 Ом

Полное сопротивление цепи

R_ц = R₁+R₂₃ = 2 +3,75 = 5,75 Ом

б) Ток I_I в неразветвленной части цепи:

I_I=E₁/R_ц = 22/5,75 = 3,82А

в) напряжение на сопротивлении R₃

U₃ = U₂₃ =I₁× R₂₃ U₃ = 3,82×3,75 = 14,34 B

г) частичный ток I₃'

I₃' = U₃/R₃ = 14,34/15 = 0,956 A

3) Для определения частичного тока I₃'' расчет следует повторить, оставив в цепи только источник ЭДС Е₂.

а) эквивалентное сопротивление R₁₃ параллельно включенных сопротивлений R₁ и R₃

R₁₃ = R₁×R₃/ (R₁+R₃) = 2×15\ (2+15) = 1,76 Ом

Полное сопротивление цепи

R_ц = R₂+R₁₃ = 5 +1,76 = 6,76 Ом

б) Ток I₂ в неразветвленной части цепи:

I₂ = E₂/R_ц = 10/6,76 = 1,47A

в) напряжение на сопротивлении R₃

U₃ = U₁₃= I ₂×R₁₃

U₃ = 1,47×1,76 = 2,6B

г) частичный ток I₃''

I₃''= U₃/R₃ = 2,6/15 = 0,17A

4) Действительный ток I₃

I₃ = I₃' + I₃''

I₃ = 0,956 + 0,17 = 1,13A

Ответ: I₃ = 1,13А

Раздел 2

Для данной схемы состоящей из источников ЭДС и тока, активных, индуктивных и ёмкостных сопротивлений:

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов курсовой работы