Линейные, однофазные и трехфазные цепи

Курсовой проект - Физика

Другие курсовые по предмету Физика

1. Расчет линейной электрической цепи постоянного тока

 

Задание:

 

1.Рассчитать схему по законам Кирхгофа

2.Определить токи в ветвях методом контурных токов

.Определить ток в ветви с сопротивлением R1 методом эквивалентного генератора

.Составить уравнение баланса мощностей и проверить его подстановкой числовых значений

.Определить показания вольтметра

 

Исходная схема:

 

 

1.Определения токов в ветвях по законам Кирхгофа

 

Зададим направления токов в ветвях и направления обхода контуров:

 

 

Определим количество уравнений по законам Кирхгофа:

 

NI З.К. = 4 - 1 = 3

NII З.К. = 6 - 4 + 1 = 3

 

Составим уравнения по законам Кирхгофа:

 

 

 

2.Определение токов в ветвях методом контурных токов

 

Зададим направления токов в ветвях и направления обхода контуров

 

Рассчитаем токи в ветвях методом контурных токов:

 

 

Подставим числовые значения сопротивлений и ЭДС и решим полученную систему уравнений в программе Gauss. Получим:

 

 

Определим значения токов в ветвях:

 

 

3. Определение тока в ветви с сопротивлением R1 методом эквивалентного генератора

 

Преобразуем схему и определим значение напряжения холостого хода Uхх:

 

Составим систему уравнений, пользуясь методом контурных токов:

 

 

Подставим числовые значения сопротивлений и ЭДС и решим полученную систему уравнений в программе Gauss. Получим:

 

 

Рассчитаем напряжение холостого хода Uxx:

 

 

Преобразуем схему и найдем RЭГ:

 

 

=24,75257732 Ом

=23,74226804 Ом

=11,87113402 Ом

 

Определим ток в ветви с сопротивлением R1:

 

 

Баланс мощностей:

 

 

0,12847 Вт =0,12847 Вт

 

Баланс мощностей сходится.

 

5. Определение показаний вольтметра:

 

 

 

 

2. Расчёт электрической цепи однофазного переменного тока

 

Задание:

1.Определить комплексные действующие значения токов в ветвях схемы.

2.Определить показания приборов.

3.Составить баланс активных, реактивных и полных мощностей.

4.Повысить коэффициент мощности до 0,98 включением необходимого реактивного элемента X.

5.Построить векторные диаграммы токов и напряжений в одной системе координат.

 

Исходная схема:

 

 

Дано: U = 100 В, F =100 Гц, R1 = 88 Ом, R2 = 10 Ом, L1= 55 мГн, L2 = 0 мГн, C1 = 155 мкФ, C2 = 110 мкФ.

 

1. Определение комплексных действующих значений токов в ветвях схемы

 

Частота источника, питающего сеть, F = 100 Гц. Определим частоту

 

Вычислим и найдем z:

 

 

Тогда

 

Z=

=16,31 Ом

Z1= Ом

Z2= Ом

 

Определим входной ток с помощью закона Ома:

 

А

А

А

 

2. Определение показаний приборов

 

1) Показание амперметров

 

 

) Показание вольтметра

 

=175,69 В

 

) Показание фазометра

 

 

4) Показание ваттметра

 

 

3. Составление баланса активных, реактивных и полных мощностей

 

Запишем уравнение баланса мощностей:

 

 

Баланс мощностей соблюдается.

 

4. Повышение коэффициента мощности до 0,98 включением необходимого реактивного элемента X

 

 

Отсюда:

 

G=0,042C=0,043

 

 

Тогда

 

 

 

5. Построение векторных диаграмм токов и напряжений в одной системе координат

 

В

В

MI: 0,1A:1см MU: 2В:1см

 

линейный трехфазный ток мощность

 

3. Расчёт трёхфазной цепи

 

Задания:

 

1.Составить схему включения приёмников

2.Определить комплексы действующих значений фазных и линейных токов.

.Составить схему включения ваттметров для измерения активной мощности каждого трёхфазного приёмника.

.Рассчитать активную, реактивную и полную мощность каждого приемника.

.Построить векторные диаграммы токов и напряжений для каждого приемника.

 

Исходная схема:

 

 

Схема соединения приемников: звезда. Дано: нагрузка: симметричная, U = 220 В, R = 142Ом, L = 8 мГн.

Схема соединения приемников: треугольник. Дано: нагрузка: несимметричная, U = 220 В, Rab = 133 Ом, Rbc = 56 Ом, Rca = 0 Ом, Lab = 0 мГн, Lbc = 0 мГн, Lca = 127 мГн, Cab = 143 мкФ, Cbc = 139 мкФ, Cca = 0 мкФ.

1)Схема включения приёмников:

 

Схема соединения звезда

 

 

2) Определение комплексов действующих значений линейных токов

 

 

Рассчитаем фазные напряжения:

 

В

B

B

 

Представим фазные напряжения в алгебраической форме:

 

В

B

B

 

Схема включения ваттметра для измерения активной мощности каждого трёхфазного приёмника:

 

 

Показания ваттметра: