В. И. Небесный Рассмотрены и одобрены на заседании Министерство образования республики Беларусь Технологический колледж Учреждения образования « Гродненский государственный университет имени Янки Купалы » Утверждаю: Зам. директора по учебной работе /Кухта В. И./ «_____» ___________________ 2004 г. Теоретические основы электротехники Задания и методические указания по курсовой работе для учащихся заочного отделения Разработал преп. В.И. Небесный Рассмотрены и одобрены на заседании цикловой комиссии электротехнических дисциплин Протокол № от 2004г. Председатель комиссии: _______________ / А.И. Сидоревич / Гродно 2004 г. Введение является завершающим этапом теоретического и практического изучения теоретических основ электротехники. Выполнение курсовой работы можно начинать только после глубокого изучения сущности электрических и магнитных явлений, приобретения умений и навыков в расчете электрических цепей постоянного и переменного тока, что невозможно без хорошей подготовки по физике и математике. Умения и навыки закрепляются учащимися в процессе самостоятельной работы, поэтому решению электротехнических задач необходимо уделять больше внимания, начиная с разбора решенных задач, и затем переходя к самостоятельному решению сначала простых, а затем и более сложных задач. не может охватить весь учебный материал по теоретическим основам электротехники. Поэтому необходимо выбрать наиболее важные разделы учебного материала, которые являются основными для данной специальности. Данные методические указания рекомендуют включить шесть задач по линейным цепям переменного тока, связанных общим заданием, в которых предлагается исследовать режимы работы приемников электрической энергии при различных схемах включения, построить векторные диаграммы, сделать необходимые выводы. По разделам учебного материала, не охваченным курсовой работой, можно рекомендовать выполнение индивидуальных расчетных заданий. Теоретические основы электротехники изучаются на протяжении двух семестров, поэтому и выполнять курсовую работу целесообразно в процессе изложения учебного материала постепенно. Это поможет учащимся основательно закрепить пройденный материал. При выполнении курсовой работы учащимся необходимо: полностью записывать текст задания и данные. Схемы и векторные диаграммы выполнять аккуратно согласно ГОСТ и ЕСКД . Во всех расчетах сначала записывать пояснения, формулу, а затем уже подставлять в нее числовые значения. Расчёты выполнять с точностью до третьего знака. Писать единицы измерения физических величин только в окончательном результате вычислений. Обязательно привести список используемой литературы, дату выполнения работы и личную подпись. При выполнении заданий не в полном объёме, а также при самовольном изменении номера варианта работа не рецензируется и возвращается. Задания на курсовую работу Заданы три приёмника электрической энергии со следующими параметрами: Z 1 = …Ом, Z 2 = …Ом, Z 3 =… Ом . Рассчитать режимы работы электроприёмников при следующих схемах включения: 1. Присоединить приёмники последовательно к источнику с напряжением U =… В. Определить полное сопротивление цепи Z , ток I , напряжения на участках, угол сдвига фаз, мощности участков и всей цепи, индуктивности и ёмкости участков. Построить топографическую векторную диаграмму цепи. 2. Присоединить приёмники параллельно к источнику с напряжениемU =… В . Определить токи в ветвях и в неразветвленной части цепи, углы сдвига фаз в ветвях и во всей цепи, мощности ветвей и всей цепи. Построить векторную диаграмму цепи. 3. Составить из приёмников цепь с двумя узлами, включив в каждую ветвь соответственно электродвижущую силу E 1 =… В , E 2 = …В , E 3 = …В . Рассчитать в комплексной форме токи в ветвях, напряжения на участках, мощности источников и приёмников, составить уравнение баланса мощностей. Построить векторную диаграмму в комплексной плоскости. Для расчёта применить метод ( см. графу М в таблице 1). 4. Соединить приёмники в звезду с нулевым проводом Z N = …Ом (или без нулевого провода Z N = ¥), и подключить их к трёхфазному источнику с линейным напряжением UЛ = …В . Определить фазные токи и напряжения источника, напряжение смещения нейтрали, ток в нулевом проводе при его наличии. Построить топографическую векторную диаграмму в комплексной плоскости. 5. Соединить приёмники в треугольник и подключить его к тому же источнику трехфазного напряжения. Определить фазные и линейные напряжения и токи, мощности фаз и всей цепи. Построить векторную диаграмму цепи в комплексной плоскости. 6. Присоединить приёмники последовательно к источнику несинусоидального напряжения тока. Определить действующие значения тока и напряжения, активную мощность цепи. Записать уравнения мгновенных значений неизвестных тока или напряжения между зажимами цепи. Значения сопротивлений считать для частоты первой гармоники. Частоту напряжения считать равной f = 50 Гц. Данные для своего варианта взять из таблицы №1. Таблица №1 Числовые параметры схем электрических цепей № вар-та Z 1 ; Ом Z 2 ; Ом Z 3 ; Ом Z N ; Ом U ; В Е 1 ; В Е 2 ; В Е 3 ; В U Л ; В М Мгновенное значение несинусоидального тока или напряжения 1 -j55 22+j34 45-j67 -j23 324 0 240 0 380 1 i = 2 Sin ωt + +1.1Sin 2ωt + +0.1Sin(3ωt – 150 ) 2 35-j18 40+j45 -j60 ¥ 265 165 j105 0 660 2 3 45+j24 34-j23 j23 14 300 0 234 -j95 220 3 4 32-j24 j55 10+j34 17 565 285 0 0 660 1 u =500 Sin (ωt-230 ) +80 Sin (3ωt+ +340 ) +10 Sin 5ωt 5 42+j16 18-j24 j30 ¥ 150 j155 0 140 380 2 6 22-j30 6+j26 25 -j45 200 200 j80 0 220 3 7 j12 8+j28 16-j25 ¥ 200 0 0 200 380 1 u = 300 Sin ωt + 100 Sin (2ωt + 120 ) + 40 Sin 3 ωt 8 -j24 32+j20 12+j18 -j16 180 180 j60 0 660 2 9 17-j4 14+j7 10-j7 ¥ 220 0 220 j90 380 3 10 16+j14 70-j30 -j26 -j18 125 0 180 0 220 1 i = 4 Sin (ωt – 400 ) +0,6 Sin (2ωt – 200 ) + 0,19 Sin 3ωt 11 30-j22 63+j34 65 ¥ 300 300 0 -j95 660 2 12 25+j14 -j36 12-j32 32 250 j150 250 0 380 3 13 8-j10 16+j6 -j12 -j12 140 j140 0 0 220 1 u = 200 Sin ωt + +120 Sin (2ωt - -420 ) +46 Sin 3 w t 14 30 12-j7 17+j24 ¥ 170 0 180 j95 380 2 15 64+j25 96-45 -j25 35 280 350 j125 0 660 3 16 14+j9 j15 32-j16 ¥ 325 0 0 550 380 1 u=345Sin(ωt+350 )+85 Sin (3ωt-100 )+ + 22 Sin 5ωt 17 50+j35 45-j84 -j75 -j26 165 235 j155 0 660 2 18 12+j9 4-j15 j8 ¥ 85 95 0 j75 220 3 19 23+j46 j55 13-j34 17 565 285 0 0 660 1 u=500 Sin (ωt-230 ) +80 Sin (3ωt –340 ) + 10 Sin 5ωt 20 16+j43 27-j13 -j70 ¥ 150 j155 0 140 380 2 21 32-j20 9+j16 45 -j45 200 200 j80 0 220 3 22 44-j32 18+j40 j24 43 220 180 0 0 380 1 i = 8Sin (ωt + 350 ) +3Sin (3ωt – 670 ) + 0,5 Sin 5ωt 23 32+j12 85-j54 -j68 J25 450 j560 0 680 660 2 24 4-j6 8+j9 22 j8 80 60 j35 0 220 3 25 2+j6 4-j7 -j15 ¥ 70 0 0 85 220 1 u = 180 Sin (ωt - 250 ) +80 Sin 2ωt + +20 Sin (3ωt+300 ) 26 -j18 23+j14 12-j62 23 150 90 j105 0 380 2 27 12-j4 -j14 8+j15 ¥ 200 0 255 j112 660 3 28 2+j6 4-j7 -j15 ¥ 70 0 0 85 220 1 u=180 Sin (ωt-250 ) +80 Sin2ωt+ +20Sin (3ωt+300 ) 29 j18 23-j14 35 j23 150 90 j105 0 380 2 30 12-j4 -j14 8+j15 ¥ 200 0 255 j112 660 3 31 35+j25 60-j56 -j78 ¥ 355 0 0 360 220 1 i = 9Sin (ωt +1550 ) + 2 Sin (3ωt – 120 ) + 0,5 Sin 5ωt 32 15+j10 j6 34-j21 j13 135 120 0 80 380 2 33 45+j45 12-j65 -j23 ¥ 600 350 255 0 660 3 34 32+j24 -j55 10-j34 17 565 285 0 0 660 1 u=500Sin(ωt-230 ) +80 Sin (3ωt+340 ) + 10 Sin 5ωt 35 42-j16 18+j24 -j30 ¥ 150 j155 0 140 360 2 36 22+j30 6-j26 25 - j 45 200 200 j 80 0 220 3 Продолжение таблицы №1 № вар-та Z 1 ; Ом Z 2 ; Ом Z 3 ; Ом Z N ; Ом U ; В Е 1 ; В Е 2 ; В Е 3 ; В U Л ; В М Мгновенное значение несинусоидального тока или напряжения 37 -j56 35-j12 14+j56 25 350 j265 0 0 220 1 i = 5,5 Sin ωt + 1Sin (3ωt – 150 ) + 0,6 Sin (5ωt +550 ) 38 8+j6 30+j23 j34 ¥ 455 354 j115 0 380 2 39 14-j20 18+j23 -j45 j13 110 j220 0 230 660 3 40 18-j20 60+j34 -j10 ¥ 320 j250 0 0 380 1 u = 455 Sin ωt + +58 Sin (3ωt-120 )+ + 14 Sin (5ωt+300