Анализа и пресметка на електрични кола. P1. Анализа и пресметка на еднонасочното електрично коло. Основни закони на DC кола

Подолу, запишете го целосниот број на групата (на пример, 3ASU-2DB-202), презимето и името на студентот, комплетен кодопција за пресметка, на пример, KR6-13 - код на опцијата за 13-та задача термински труд KR6.

На дното на листот (во центарот) напишете го името на градот и тековната година.

2. На следната страница е претставено „Резиме“ на извршената работа (не повеќе од 2/3 од страницата) со Краток описдизајн шеми на кола, методите што се користат (закони, правила, итн.) за анализа на дијаграми на кола и резултатите од задачите.

На пример, прибелешка за завршената прва задача.

„Во задача 1 е пресметано сложено електрично коло еднонасочна струјасо два извора на напон и шест гранки. При анализа на колото и неговото пресметување, користени се следните методи: методот на Кирхофовите закони, методот на нодални напони (два јазли), генерализираниот Омовиот закон и методот на еквивалентен генератор. Исправноста на пресметковните резултати се потврдува со изградба на потенцијален дијаграм на второто коло на колото и исполнување на условот за рамнотежа на моќноста.

Слично, дадена е прибелешка на завршените 2-ри и 3-ти задачи од работата.

3. На третата страница е напишана темата на задачата 1 од терминскиот труд и под неа (во заграда) шифрата на пресметаната верзија на задачата, на пример, KR6.1-13. Подолу е нацртано (во согласност со ГОСТ 2.721-74) електричното коло на колото и под него се испишани од табелата 6.1 првичните податоци за пресметување на дадената опција, на пример: Е 1=10V Е 2 = 35 V, Р 1 = 15 оми, Р 2 = ... итн.

4. Следно, се врши фазно пресметување на дијаграмот на колото со соодветните наслови на секоја фаза (чекор), со исцртување на потребните дизајнерски дијаграми со условно позитивни насоки на струите и напоните на гранките, со запишување на равенките и формули во општа форма, проследено со замена на нумеричките вредности на физичките величини вклучени во формулите и со евиденција на средни резултати од пресметката (за пребарување на можни грешки во пресметката од наставникот). Резултатите од пресметката треба да се заокружат на не повеќе од четири или пет значајни бројки, изразувајќи ги броевите со подвижна запирка ако се големи или мали.

Внимание! При пресметување на вредностите почетнаподатоци за пресметка на дијаграми на кола (ефективни вредности на EMF Е, вредности на импеданса Згранки) се препорачува да се заокружат нивните вредности на цели броеви, на пример З\u003d 13/3" 4 оми.

5. Дијаграмите и графиконите се цртаат на милиметарска хартија (или на листови со фина решетка при работа на компјутер) во согласност со ГОСТ користејќи униформни скали по должината на оските и означувајќи димензии. Фигурите и дијаграмите треба да бидат нумерирани и насловени, на пример, Сл. 2.5. Векторски дијаграм на напони и струи на електрично коло. Нумерирањето и на бројките и на формулите е од крај до крај за сите три задачи!

7. Се препорачува да се доставуваат извештаи за секоја задача на верификација до наставникот на врзани листови А4 со нивно последователно шиење пред одбрана на делото.

8. Според резултатите од пресметките и графички конструкциисе формулираат заклучоци за секоја задача или на крајот од извештајот - за целата работа. На последната страницаизвештајот ученикот го става својот потпис и датумот на завршување на работата.

Внимание!

1. Невешто дизајнираната работа им се враќа на студентите на повторно издавање. Исто така, наставникот им враќа на поединечните ученички извештаи за ревизија со ознаки за грешки на листовите или со листа на коментари и препораки за исправување на грешките на насловната страница.

2. По одбраната на терминските трудови, на катедрата му се предаваат објаснувачки белешки на учениците од групи со ознака и потпис на наставник (двајца наставници) на насловните страници, исто така запишани во соодветната изјава и во ученичките книги. за складирање две години.

Забелешка При составување на табела 6.1. Опции за задача 1, програмата Варијанта 2 развиена од доц. проф. Румјанцева Р.А. (RGGU, Москва) и опции за задача 6.2 и задача 6.3. преземено (со согласност на авторите) од делото на: Антонова О.А., Карелина Н.Н., Румјанцева М.Н. Пресметка на електрични кола (упатства за работа на курсот по предметот „Електротехника и електроника“. - М .: МАТИ, 1997 г.

Вежба 1

АНАЛИЗА И ПРЕСМЕТКА НА ЕЛЕКТРИЧНОТО КОЛО

ЕДНОНАСОЧНА СТРУЈА

За опцијата наведена во Табела 6.1:

6.1.1. Напишете ги вредностите на параметрите на елементите на колото и нацртајте, во согласност со ГОСТ, дизајнерското коло на колото со означување на условно позитивни насоки на струите и напоните на гранките. Изборот на генерализиран дијаграм на кола (сл. 1: А, б, Вили Г) се врши на следниов начин. Доколку бројот на опцијата даден од наставникот за пополнување ВП6 на ученикот Нсе дели со 4 без остаток (и во опција бр. 1), тогаш шемата на Сл. 1 А; со остаток од 1 (и во опција бр. 2), шемата на Сл. 1 б; со остаток од 2 (и во опција бр. 3) - шемата на сл. 1 В; и, конечно, со остаток од 3, шемата на Сл. 1 Г.

6.1.2. Спроведете тополошка анализа на дијаграмот на колото (одреди го бројот на гранки, јазли и независни кола).

6.1.3. Составете го бројот на равенки неопходни за пресметување на колото според првиот и вториот закон на Кирхоф.

6.1.4. Поедноставете го дијаграмот на колото со замена на пасивниот триаголник на колото со еквивалентна ѕвезда, пресметувајќи го отпорот на неговите зраци (гранки).

6.1.7. Проверете ја пресметката на струите и напоните на сите шест гранки на оригиналното коло со градење на скалата на потенцијален дијаграм на едно од кола, во чии гранки е вклучен најмалку еден извор на напон, и потврдувајќи дека состојбата на билансот на моќност се исполнува.

6.1.8. Проверете ја точноста на пресметката на задачата 1 (заедно со наставникот) со споредување на податоците добиени со податоците пресметани со помош на програмата Variant инсталирана на компјутер во специјализирана лабораторија (класа) на одделот. Кратка инструкцијаза работа со програмата се прикажува на работното поле на дисплејот заедно со програмскиот интерфејс.

6.1.9. Формулирајте заклучоци врз основа на резултатите од завршената задача 1.

Табела 6.1

Опции за задача 1 семинарски труд KR6

бр. var Е 1, Б Е 2, Б Е 3, Б Е 4, Б Е 5, Б Е 6, Б Р 1 ом Р 2 оми Р 3 оми Р 4 оми Р 5 оми Р 6 оми Филијала за МЕГ
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- -- 16- 10-
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
Табела 6.1(продолжение)
бр. var Е 1, Б Е 2, Б Е 3, Б Е 4, Б Е 5, Б Е 6, Б Р 1 ом Р 2 оми Р 3 оми Р 4 оми Р 5 оми Р 6 оми Филијала за МЕГ
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- -- 10- 16-
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --

Табела 6.1(продолжение)

вар бр. Е 1, Б Е 2, Б Е 3, Б Е 4, Б Е 5, Б Е 6, Б Р 1 ом Р 2 оми Р 3 оми Р 4 оми Р 5 оми Р 6 оми Филијала за МЕГ
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
-- -- -- --
Цртичка (--) во полињата на табелата значи отсуство на овој извор на напон Е кво дијаграмот на колото

Испратете ја вашата добра работа во базата на знаење е едноставна. Користете ја формата подолу

Студентите, дипломираните студенти, младите научници кои ја користат базата на знаење во нивните студии и работа ќе ви бидат многу благодарни.

Хостирано на http://www.allbest.ru

Катедра за автоматика и електротехника

Б3.Б.11 Електро и електротехника

Методички упатства за практични вежби

по дисциплина Насока на обука

260800 Технологија на производот и кетеринг

Профил на обука

Технологија за организација на ресторани

Квалификација (степен) на дипломиран дипломиран

Уфа 2012 UDK 378.147:621.3

Составил: виш предавач Галијамова Л.Р.

виша наставничка Филипова О.Г.

Рецензент: Раководител на Одделот за електрични машини и електрична опрема

Доктор на технички науки, професор Аипов Р.С.

Одговорен за прашањето: Раководител на Катедрата за автоматика и електротехника, кандидат за технички науки, вонреден професор Галимарданов И.И.

2. Анализа на неразгранети синусоидни струјни кола

и определување на еквивалентни параметри на колото. Векторски дијаграми, триаголници на напони, отпори и моќи

Библиографска листа

коло трифазен индукциски мотор

1. Анализа и пресметка на линеарни DC електрични кола

1.1 Теоретски информации

Електрично коло е збир на електрични уреди кои создаваат патека за електрична струја, електромагнетни процеси во кои се опишани со равенки, земајќи ги предвид концептите на електромоторна сила, електрична струјаи електричен напон.

Главните елементи на електричното коло (слика 1.1) се извори и потрошувачи на електрична енергија.

Слика 1.1 Главните елементи на електричното коло

DC генераторите и галванските ќелии се широко користени како извори на DC електрична енергија.

Изворите на електрична енергија се карактеризираат со EMF E, што тие го развиваат, и внатрешен отпор R0.

Потрошувачи на електрична енергија се отпорници, електрични мотори, бањи за електролиза, електрични светилки итн. Во нив електричната енергија се претвора во механичка, топлинска, светлосна итн. Во електричното коло, насоката што се совпаѓа со силата што делува на позитивно полнење. т.е. од изворот „-“ до изворот на енергија „+“.

При пресметување на електрични кола, реалните извори на електрична енергија се заменуваат со еквивалентни кола.

Еквивалентното коло на изворот на EMF содржи EMF E и внатрешниот отпор R0 на изворот, што е многу помало од отпорот Rn на потрошувачот на електрична енергија (Rn >> R0). Често, во пресметките, внатрешниот отпор на изворот на ЕМП се изедначува со нула.

За дел од колото што не содржи извор на енергија (на пример, за колото на Слика 1.2, а), односот помеѓу струјата I и напонот U12 се одредува со Омовиот закон за делот на колото:

каде што c1 и c2 се потенцијалите на точките 1 и 2 од синџирот;

Y R - збирот на отпорите во делот на колото;

R1 и R2 - делови за отпор на колото.

Слика 1.2 Дијаграм за поврзувањедел од колото: а - не содржи извор на енергија; б - содржи извор на енергија

За дел од коло што содржи извор на енергија (слика 1.2, б), законот на Ом е напишан како израз

каде што Е е ЕМП на изворот на енергија;

R \u003d R1 + R2 - аритметичка сума на отпорите на деловите на колото;

R0 е внатрешниот отпор на изворот на енергија.

Односот помеѓу сите видови моќност во електричното коло (рамнотежа на моќноста) се одредува од равенката:

UR1 = UR2 + URp, (1,3)

каде UR1 = UEI е алгебарскиот збир на моќите на изворите на енергија;

UR2 - алгебарски збир на потрошувачки капацитети (нето моќност) (Р2 = UI);

URp \u003d UI2R0 е вкупната моќност поради загубите во отпорите на изворот.

Отпорниците, како и отпорите на другите електрични уреди, се потрошувачи на електрична енергија. Рамнотежата на моќноста се определува со законот за зачувување на енергијата, додека во секое затворено електрично коло алгебарскиот збир на силите на изворите на енергија е еднаков на алгебарскиот збир на силите што ги трошат потрошувачите на електрична енергија.

Коефициент корисна акцијапоставувањето се одредува со релацијата

При пресметување на неразгранети и разгранети линеарни DC електрични кола, може да се користат различни методи, чиј избор зависи од видот на електричното коло.

При пресметување на сложени електрични кола, во многу случаи, препорачливо е да се поедностават со преклопување, заменувајќи ги поединечните делови од колото со сериски, паралелни и мешани врски со отпор со еден еквивалентен отпор користејќи го методот на еквивалентна трансформација (метод на трансфигурација) на електрични кола.

1.1.1 Метод на еквивалентни трансформации

Електрично коло со сериска врскаотпорот (слика 1.3, а) се заменува со коло со еден еквивалентен отпор Rek (Слика 1.3, б), еднаков на збирот на сите отпори на колото:

Рек = R1 + R2 +…+ Rn = , (1,5)

каде што R1, R2 ... Rn се отпори на одделни делови од колото.

Слика 1.3 Електрично коло со сериско поврзување на отпори

Во овој случај, струјата I во електричното коло останува непроменета, сите отпори течат наоколу со иста струја. Напоните (падовите на напонот) на отпорите кога се поврзани во серија се распределуваат пропорционално на отпорите на одделните делови:

U1/R1 = U2/R2 = … = Un/Rn.

Со паралелно поврзување на отпори, сите отпори се под ист напон U (слика 1.4). Препорачливо е електричното коло кое се состои од паралелно поврзани отпори да се замени со коло со еквивалентен отпор Rek, што се одредува од изразот

каде е збирот на вредностите реципрочни на отпорите на делови од паралелни гранки на електричното коло;

Rj - отпор на паралелниот пресек на колото;

n е бројот на паралелни гранки на колото.

Слика 1.4 Електрично коло со паралелно поврзување на отпори

Еквивалентниот отпор на делот на колото кој се состои од идентични отпори поврзани паралелно е Rek = Rj / n. Кога два отпора R1 и R2 се поврзани паралелно, еквивалентниот отпор се дефинира како

а струите се распределуваат обратно со овие отпори, додека

U = R1I1 = R2I2 = ... = RnIn.

Со мешано поврзување на отпори, т.е. во присуство на делови од електричното коло со сериско и паралелно поврзување на отпори, еквивалентниот отпор на колото се одредува во согласност со изразот

Во многу случаи, исто така има смисла да се претворат отпорите поврзани со триаголник (слика 1.5) во еквивалентна ѕвезда (слика 1.5).

Слика 1.5 Електрично коло со поврзување со триаголник и ѕвезда

Во овој случај, отпорот на зраците на еквивалентна ѕвезда се одредува со формулите:

R1 = ; R2 = ; R3 =,

каде што R1, R2, R3 се отпорите на зраците на ѕвездата со еквивалентна отпорност;

R12, R23, R31 се отпорите на страните на триаголникот со еквивалентна отпорност. Кога се заменува ѕвезда со отпор со еквивалентен триаголник на отпор, нејзиниот отпор се пресметува со формулите:

R31 = R3 + R1 + R3R1/R2; R12 = R1 + R2 + R1R2/R3; R23 = R2 + R3 + R2R3/R1.

1.1.2 Начин на примена на Кирхофовите закони

Во секое електрично коло, во согласност со првиот закон на Кирхоф, алгебарскиот збир на струите насочени кон јазолот е нула:

каде што Ik е струјата во k-тата гранка.

Во согласност со вториот закон на Кирхоф, алгебарскиот збир на ЕМП на изворите на енергија во кое било затворено коло на електричното коло е еднаква на алгебарскиот збир на падовите на напонот на елементите на ова коло:

При пресметување на електричните кола со примена на Кирхофовите закони, се избираат условни позитивни насоки на струите во гранките, потоа се избираат затворени кола и се поставуваат со позитивната насока на заобиколување на кола. Во исто време, за практичноста на пресметките, се препорачува да се избере иста насока за сите кола (на пример, во насока на стрелките на часовникот).

За да се добијат независни равенки, неопходно е секоја нова контура да вклучува најмалку една нова гранка (Б) која не е вклучена во претходните контури.

Бројот на равенки составени според првиот Кирхоф закон се зема за еден помал од бројот на јазли Ny во колото: NI = Ny - 1. Во овој случај, струите насочени кон јазолот условно се земаат како позитивни, и оние кои се насочени од јазолот се негативни.

Преостанатиот број равенки NII = NВ - Nu + 1 се составува според вториот закон Кирхоф, каде што NВ е бројот на гранки.

При составување равенки според вториот закон Кирхоф, ЕМП на изворите се претпоставува дека се позитивни ако нивните насоки се совпаѓаат со избраната насока на заобиколување на колото, без оглед на насоката на струјата во нив. Доколку не се совпаѓаат, се запишуваат со знакот „-“. Пад на напон во гранките, во кои позитивната насока на струјата се совпаѓа со насоката на бајпас, без оглед на насоката на ЕМП во овие гранки - со знак "+". Во случај на неусогласеност со насоката на бајпасот, падовите на напонот се запишуваат со знакот „-“.

Како резултат на решавање на добиениот систем на N равенки, се наоѓаат вистинските вредности на утврдените количини, земајќи го предвид нивниот знак. Во исто време, количините со негативен предзнак всушност имаат насока спротивна на конвенционално прифатената. Насоките на количините со позитивен знак се совпаѓаат со конвенционално прифатената насока.

1.2 Задачи за решавање на практичен час

Определете ја струјата во еднонасочното електрично коло (слика 1.5, а). ЕМП на напојувањето: E1 = 40 V, E2 = 20 V, внатрешни отпори: R01 = 3 оми, R02 = 2 оми, потенцијали на точките 1 и 2 на кола: ts1 = 80 V, ts2 = 60 V, отпори на отпорници R1 = 10 оми, R2 = 10 оми.

Одговор: Јас \u003d 1,6 А.

Слика 1.5 DC електрично коло

Определете го напонот на напојување U на еднонасочното електрично коло (слика 1.5, б), како и отпорноста на оптоварување Rn, ако напонот на оптоварувачките терминали Un = 100 V, струјата во колото I = 10 A, отпорноста на секоја од жиците на колото Rp = 0,6 Ohm .

Одговор: U = 112 V; Rn = 10 Ом.

За електрично коло (слика 1.1), определете ја струјата I, напонот на терминалите на потрошувачот U, моќноста на изворот на енергија P1, моќноста P2 на надворешното коло, ефикасноста на инсталацијата, ако ЕМП на моќноста извор E = 10 V, неговиот внатрешен отпор R0 = 1 Ohm, отпорност на оптоварување Rn = 4 Ohm. Игнорирајте го отпорот на жиците за напојување.

Одговор: Јас \u003d 2 A; U = 8 V; P1 = 20 W; P2 = 16 W; h = 80%.

Определете го вкупниот отпор R0 и распределбата на струите во еднонасочното електрично коло (Слика 1.6). Отпорници: R1 = R2 = 1 Ohm, R3 = 6 Ohm, R4 = R5 = 1 Ohm, R6 = R7 = 6 Ohm, R8 = 10 Ohm, R9 = 5 Ohm, R10 = 10 Ohm. Напон на напојување U = 120 V.

Слика 1.6 Дијаграм на електрично коло за задача 1.2.4

За еднонасочно електрично коло (слика 1.7), определете го еквивалентниот отпор Rek и вкупната струја I во колото, како и падот на напонот DU на отпорниците R1, R2, R8. Отпорници: R1 = 5 оми, R2 = 4 оми, R3 = 20 оми, R4 = 30 оми, R5 = 50 оми, R6 = 10 оми, R7 = 5 оми, R8 = 1,8 оми. ЕМП на напојувањето E = 50 V, занемарете го внатрешниот отпор на изворот.

Слика 1.7 Дијаграм на електрично коло за задача 1.2.5

За условите од задачата 1.2.5, преобразете ја врската со ѕвезда R3, R5, R6 во еквивалентен триаголник и пресметајте ги отпорите на неговите страни.

На слика 1.8 е прикажано мостно коло за поврзување отпорници во еднонасочно коло со напон за напојување од U = 120 V. Определете ја големината и насоката на струјата I5 во дијагоналата на мостот ако отпорите на отпорниците се: R1 = 25 оми, R2 = 5 оми, R3 = 20 оми, R4 = 10 оми, R5 = 5 оми.

Слика 1.8 Поврзување со отпорник мост

За еднонасочно електрично коло (слика 1.9), определете ги струите I1 - I3 во гранките користејќи ги законите на Кирхоф. EMF E1 = 1,8 V, E2 = 1,2 V; отпори на отпорници: R1 = 0,2 оми, R2 = 0,3 оми, R3 = 0,8 оми, R01 = 0,6 оми, R02 = 0,4 оми.

Слика 1.9 Дијаграм на електрично коло за задача 1.2.8

Користејќи ги Кирхофовите закони, определете ги струите I1 - I3 во гранките на електричното коло прикажани на слика 1.10, а. ЕМП на напојувања: E1 = 100 V, E2 = 110 V; отпори на отпорници: R1 = 35 оми, R2 = 10 оми, R3 = 16 оми.

Во еднонасочното електрично коло (слика 1.10, б), читањето на амперметарот PA1: I5 = 5 A. Определете ги струите во сите гранки на колото I1 I4 користејќи ги Кирхофовите закони. Отпорници: R1 = 1 Ohm, R2 = 10 Ohm, R3 = 10 Ohm, R4 = 4 Ohm, R5 = 3 Ohm, R6 = 1 Ohm, R7 = 1 Ohm, R8 = 6 Ohm, R9 = 7 Ohm; EMF E1 = 162 V, E2 = 50 V, E3 = 30 V.

Слика 1.10 DC електрични кола: а - до задача 1.2.9; б - до задача 1.2.10

Во DC електричното коло прикажано на слика 1.11 а, определете ги струите I1 I5 во гранките користејќи го методот на струја на јамката; напон U12 и U34 помеѓу точките 1-2 и 3-4 од колото. Напишете равенка за биланс на моќност. ЕМП на напојувањето E = 30 V, струја на тековниот извор J = 20 mA, отпори на отпорници R1 = 1 kOhm, R2 = R3 = R4 = 2 kOhm, R5 = 3 kOhm.

Во DC електричното коло прикажано на слика 1.11 б, определете ги струите во гранките користејќи го методот на струја на јамката. ЕМП на напојување E 1 = 130 V, E2 = 40 V, E3 = 100 V; отпор R1 = 1 оми, R2 = 4,5 оми, R3 = 2 оми, R4 = 4 оми, R5 = 10 оми, R6 = 5 оми, R02 = 0,5 оми, R01 = R03 = 0 оми.

Слика 1.11 DC електрични кола: а - до задача 1.2.11; б - до задача 1.2.12

2. Анализа на кола со неразгранета синусоидална струја и определување на параметрите на еквивалентни кола. Векторски дијаграми, триаголници на напони, отпори и моќи

2.1 Теоретски информации

Во електричното коло на синусоидална струја со активен отпор R (табела 2.1), под дејство на синусоидален напон u = Umsinsht, се јавува синусоидална струја i = Imsinsht, која е во фаза со напонот, бидејќи почетните фази на напонот U и струјата I се нула (шу = 0, ши = 0). Во овој случај, аголот на фазно поместување помеѓу напонот и струјата u = шу - ши = 0, што покажува дека за ова коло, зависностите на промените на напонот и струјата се совпаѓаат една со друга на линеарен дијаграм во времето.

Импедансата на колото се пресметува со користење на Омовиот закон:

Во електрично коло на синусоидална струја што содржи калем со индуктивност L (табела 2.1), под влијание на синусоидален напон u = Um sin (wt + /2), настанува синусоидна струја i = Imsinsht, која заостанува во фаза од напон по агол /2.

Во овој случај, почетната фаза на напонот shu = /2, и почетната фаза на струјата shi = 0. Фазниот агол помеѓу напонот и струјата q = (shu - shi) = /2.

Во електрично коло на синусоидална струја со кондензатор со капацитивност C (табела 2.1), под влијание на напон u = Umsin(sht - /2), се јавува синусоидална струја i = Imsinsht, што го води напонот на кондензаторот под агол /2.

Почетниот фазен агол на струјата shi = 0, а напонот shu = - /2. Фазен агол помеѓу напонот U и струјата I q = (wu - wi) = - /2.

Во електрично коло со сериско поврзување на активен отпор R и индуктор L, струјата заостанува зад напонот за агол q > 0. Во овој случај, вкупниот отпор на колото:

Спроводливост на колото

каде G \u003d R / Z2 - активна спроводливост на колото;

BL = XL/Z2 - реактивен индуктивна спроводливостсинџири.

Фазен агол помеѓу напонот и струјата:

c \u003d arctg XL / R \u003d arctg BL / G. (2.4)

Слично на тоа, можете да ги добиете соодветните пресметковни формули за електрични кола на синусоидална струја со различна комбинација на елементи R, L и C, кои се дадени во табелата 2.1.

Коло за напојување со активни, индуктивни и капацитивни отпори (R, L и C):

каде што P = I2R - активна моќност,

QL = I2XL - индуктивна компонента на реактивна моќност,

QС = I2XС - капацитивна компонента на реактивна моќност.

Во неразгрането електрично коло на синусоидална струја со индуктивност L, капацитивност C и активен отпор, под одредени услови, може да се појави резонанца на напон (посебна состојба на електричното коло во која неговиот реактивен индуктивен отпор XL се покажува како еднаков на реактивниот капацитивен отпор XC на колото). Така, напонската резонанца се јавува кога реактивните отпори на колото се еднакви, т.е. на XL = XC.

Отпорност на колото при резонанца Z = R, т.е. импедансата на колото при напонска резонанца има минимална вредност еднаква на активниот отпор на колото.

Фазен агол помеѓу напонот и струјата при резонанца на напон

c \u003d шу - ши \u003d arctg \u003d 0,

струјата и напонот се во фаза. Факторот на моќност на колото има максимална вредност: cos c \u003d R / Z \u003d 1, а струјата во колото исто така добива максимална вредност I \u003d U / Z \u003d U / R.

Реактивна моќност на колото при напонска резонанца:

Q \u003d QL - QC \u003d I2XL - I2XC \u003d 0.

Активната моќност на колото при резонанца добива највисока вредност, еднаква на вкупната моќност: P \u003d UI cos c \u003d S.

Кога се конструира векторски дијаграм за електрично коло со сериско поврзување на отпори, струјата е почетната, бидејќи во овој случај сегашната вредност во сите делови на колото е иста.

Струјата се прикажува на соодветната скала (mi \u003d n A / cm), потоа, во однос на струјата на прифатената скала (mu \u003d n V / cm), падовите на напонот DU се нацртани на соодветните отпори во секвенца на нивната локација во колото и напонот (слика 2.1).

Слика 2.1 Изградба на векторски дијаграм

2.2 Пример за решавање на типичен проблем

Определете ги отчитувањата на уредите во електричното коло со наизменична струја (Слика 2.2). Напон на напојување U = 100 V, активните и реактивните отпори се R = 3 оми, XL = 4 оми, XC = 8 оми. Изградете векторски дијаграм на струја и напон.

Слика 2.2 AC коло

Импеданса на електрично коло:

Импеданса на серпентина:

Читање на амперметар PA1 (струја во колото):

Uk \u003d I? Zk \u003d 20? 5 = 100 V.

UC \u003d I? XC \u003d 20? 8 = 160 V.

Читање на ватиметар PW1:

P \u003d I2? R \u003d 202? 3 = 1200 W = 1,2 kW.

Векторскиот дијаграм е прикажан на слика 2.3.

Слика 2.3 Векторски дијаграм

2.3 Задачи за решавање на практичен час

За еднофазно неразгрането AC коло, определете го падот на напонот UL низ индуктивната реактанса XL, напонот U применет во колото, активниот P, реактивниот Q и привидната моќност S и факторот на моќност cos на колото, доколку активниот и реактанса R = XL = 3 Ω, а падот на напонот преку активниот елемент е UR = 60 V.

Одговор: UL=60V; U = 84,8 V; P = 1,2 kW;

Q = 1,2 kvar; S = 1,697 kVA; cos=0,71.

Намотка со активен отпор R = 10 Ohm и индуктивност L = 133 mH и кондензатор со капацитивност C = 159 μF се поврзани во серија на AC мрежата. Определете ја струјата I во колото и напонот на серпентина UК и кондензаторот UC на напонот на напојување U = 120 V, изградете векторски дијаграм на струи и напони.

Одговор: Јас \u003d 5A; ОК = 215 V; UC = 100 V..

Определете ја струјата во неразгрането AC коло кое содржи активни и реактивни отпори: R \u003d 1 Ohm; XC = 5 оми; XL = 80 Ohm, како и фреквенцијата f0 на која се јавува резонанца на напон, струја I0, напон на кондензаторот UC и индуктивност UL при резонанца, ако напонот на напојување е U = 300 V при фреквенција f = 50 Hz.

Одговор: Јас \u003d 3,4 А; f0 = 12,5 Hz; I0 = 300 А; UC = UL = 6000 V.

Пресметајте со која капацитивност на кондензаторот во колото на Слика 2.2 ќе има резонанца на напон ако R \u003d 30 Ohm; XL = 40 Ом.

Одговор: C \u003d 78 микрофаради.

3. Пресметка на трифазни кола со различни методи за поврзување на приемниците. Анализа на кола за избалансирани и неурамнотежени режими на работа

3.1 Теоретски информации

Трифазен систем за напојување за електрични кола е комбинација од три синусоидни EMF или напони, идентични по фреквенција и амплитудна вредност, фазно поместени релативно едни на други за агол од 2/3, т.е. 120є (Слика 3.1).

Слика 3.1 Векторски дијаграм

Кај симетричните напојувања, вредностите на EMF се еднакви. Занемарувајќи го внатрешниот отпор на изворот, можно е да се земе соодветниот EMF на изворот еднаков на напоните што делуваат на неговите терминали EA = UA, EB = UB, EC = UC.

Електрично коло во кое работи трифазен систем на EMF или напони се нарекува трифазно коло. Постои различни начиниповрзување на фази на трифазни напојувања и трифазни потрошувачи на електрична енергија. Најчести се врските со ѕвезди и делта.

При поврзување на фазите на трифазен потрошувач на енергија со „ѕвезда“ (слика 3.2), краевите на фазните намотки x, y и z се комбинираат во заедничка неутрална точка N, а почетоците на фазите A, B, C се поврзани со соодветните линеарни жици.

Слика 3.2 Шема на поврзување на намотките на фазите на приемникот „ѕвезда“

Напоните UА, UВ, UС кои делуваат помеѓу почетоците и краевите на фазите на потрошувачот се неговите фазни напони. Напоните UAB, UBC, UCA, кои дејствуваат помеѓу почетоците на фазите на потрошувачот се линеарни напони (слика 3.2). Линеарни струи Il во линиите за напојување (IA, IB, IC) се исто така фазни струи Iph, кои течат низ фазите на потрошувачот. Затоа, во присуство на симетричен трифазен систем, кога фазите на потрошувачот се поврзани со „ѕвезда“, следниве односи се точни:

Ако, (3.1)

Ul \u003d Uf. (3.2)

Како збир на соодветните фазни моќи се одредува активната P, реактивна Q и вкупната S моќност на потрошувачот на електрична енергија со симетрично оптоварување (ZA = ZB = ZC = Zf) и фазно поврзување со „ѕвезда“.

P \u003d RA + RV + RS \u003d 3 Rf;

Rf \u003d Uf Ако cos tsf;

P \u003d 3Uf Iph cos cif \u003d 3 RfUl Il cos cif;

Q \u003d QA + QB + QC \u003d 3 Qf;

Q \u003d 3Uf If sin tsf \u003d 3 HfUl Il sin tsf;

Врската, во која почетокот на последователното намотување на фазата на потрошувачот на електрична енергија е поврзан со крајот на претходната фаза (во овој случај, почетоците на сите фази се поврзани со соодветните линеарни жици), се нарекува "тријаголник".

Кога е поврзан со „триаголник“ (слика 3.3), фазните напони се еднакви на линеарните напони

Ul \u003d Uf. (3.3)

Слика 3.3 Шема на поврзување на намотките на фазите на приемникот со „триаголник“

Со симетричен електроенергетски систем

UAB \u003d UBC \u003d САД \u003d Uf \u003d Ул.

Односот помеѓу линеарните и фазните струи при поврзување на потрошувачот со „триаголник“ и симетрично оптоварување

Ил \u003d Ако. (3.4)

Со симетричен потрошувач на електрична енергија со „триаголник“ поврзување на фазите, вкупните сили S, активни P и реактивни Q на поединечните фази на потрошувачот се одредуваат со формулите добиени за поврзување на фазите со „ѕвезда“.

Три групи светилки за осветлување со моќност од P \u003d 100 W секоја со номинален напон Unom \u003d 220 V се поврзани според шемата „ѕвезда“ со неутрална жица (Слика 3.4, а). Во исто време, nA \u003d 6 светилки се поврзани паралелно со фаза А, nB \u003d 4 светилки со фаза Б и 2 светилки со фаза C - nС \u003d 2 светилки. Линеарен симетричен напон на изворот на енергија Ul = 380 V. Определете ги фазните отпори Zf и фазните струи Ако на потрошувачот на електрична енергија, изградете векторски дијаграм на струи и напони, определете ја струјата IN во неутралната жица.

Слика 3.4 Трифазен електроенергетски систем: а - дијаграм за поврзување со ѕвезда; б - векторски дијаграм

Активни отпори на потрошувачките фази:

RB = = 120 Ohm;

RC \u003d \u003d 242 Ohm,

тука Uf = = 220 V.

Фазни струи:

IB \u003d \u003d 1,82 A;

Струјата во неутралната жица се одредува графички. Слика 3.4, б) покажува векторски дијаграм на напони и струи, од кои ја наоѓаме струјата во неутралната жица:

3.3 Задачи за решавање на практичен час

Трифазен симетричен потрошувач на електрична енергија со фазен отпор ZA \u003d ZB \u003d ZC \u003d Zph \u003d R \u003d 10 Ohm е поврзан со „ѕвезда“ и вклучен во трифазна мрежа со симетричен напон Ul \ u003d 220 V (Слика 3.5, а). Определете го читањето на амперметарот кога линиската жица B е прекината и вкупната моќност на трифазен симетричен потрошувач. Конструирај векторски дијаграм на напони и струи со симетрично оптоварување и со прекин на линеарната жица Б.

Одговор: IA \u003d 12,7 A; P = 4839 W.

Трифазен потрошувач на електрична енергија со активен и реактивен фазен отпор: R1 = 10 Ohm, R2 = R3 = 5 Ohm и XL = XC = 5 Ohm, поврзан со триаголник (слика 3.5, б) и вклучен во три- фазна мрежа со линеарен напон Ul = 100 V со симетрично напојување. Определете го читањето на амперметарот кога линеарната жица C е прекината; да ги определи фазните и линеарните струи, како и активните, реактивните и привидните сили на секоја фаза и целото електрично коло. Изградете векторски дијаграм на струи и напони.

Одговор: IA \u003d 20 A (на пауза); IAB \u003d 10 A, IBC \u003d ISA \u003d 14,2 A;

IA = 24 A, IB = 15 A, IC = 24 A; РАВ = 10 kW, РВС = РСА = 1 kW, Р = 3 kW;

QAB = 0 VAr, QBC = - 1 kVAr, QCA = 1 kVAr, Q = 0;

SAB = 1 kVA, SBC = SCA = 1,42 kVA, S = 4,85 kVA.

Слика 3.5 Дијаграм на електрично коло: а - до задача 3.3.1; б - до задача 3.3.2

Во електричното коло на трифазен симетричен потрошувач на електрична енергија поврзан со „триаголник“, отчитувањето на амперметарот поврзан со линијата A IA \u003d Il \u003d 22 A, отпорноста на отпорниците RAB \u003d RBC \ u003d RCA \u003d 6 Ом, кондензаторите XAB \u003d HVS \u003d XSA \u003d 8 Ом. Определете го линискиот напон, активната, реактивната и привидната моќност. Изградете векторски дијаграм.

Одговор: Ul \u003d 127 V, P \u003d 2,9 kW, Q \u003d 3,88 kvar, S \u003d 4,85 kVA.

Потрошувач на електрична енергија поврзан со „ѕвезда“ со активни и реактивни (индуктивни) фазни отпори: RA = RB = RC = Rf = 30 Ohm, XA = XB = XC = Xf = 4 Ohm е вклучен во трифазна симетрична мрежа со линеарен напон Ul = 220 V Да се ​​определат фазните и линеарните струи и активната моќност на потрошувачот. Изградете векторски дијаграм на напони и струи.

Одговор: Ако \u003d Il \u003d 4,2 A; P = 1,6 kW.

За состојбата на проблемот 4.3.1, определете ги фазните напони и струи, активната моќност Pk на потрошувачот за време на краток спој на фаза Б, изградете векторски дијаграм за овој случај.

4. Пресметка на механичката карактеристика на асинхрон мотор

4.1 Теоретски информации

Асинхрона машина е електрична машина во која за време на работата се возбудува ротирачко магнетно поле, но роторот ротира асинхроно, односно со аголна брзина различна од аголната брзина на полето.

Трифазна асинхрона машина се состои од два главни дела: фиксен статор и ротирачки ротор.

Како и секоја електрична машина, асинхроната машина може да работи како мотор или генератор.

Асинхроните машини главно се разликуваат во дизајнот на роторот. Роторот се состои од челично вратило, магнетно јадро составено од листови од електричен челик со втиснати жлебови. Намотката на роторот може да биде со краток спој или фаза.

Најраспространети се асинхроните мотори со ротор со кафез од верверица. Тие се наједноставни во дизајнот, лесни за употреба и економични.

Асинхроните мотори се главните преобразувачи на електричната енергија во механичка енергија и ја формираат основата за погон на повеќето механизми што се користат во сите области на човековата активност. Работата на асинхроните мотори нема негативно влијание врз животната средина. Просторот што го заземаат овие машини е мал.

Номиналната моќност на PH моторот е механичката моќност на вратилото во режимот на работа за кој е наменет од производителот. Голем број номинални овластувања се утврдени со ГОСТ 12139.

Синхроната брзина nc е поставена со ГОСТ 10683-73 и на мрежна фреквенција од 50 Hz ги има следните вредности: 500, 600, 750, 1000, 1500 и 3000 вртежи во минута.

Индикаторите за енергетска ефикасност на асинхрон мотор се:

Фактор на ефикасност (ефикасност h), што го претставува односот на корисната моќност на вратилото до активната моќност што ја троши моторот од мрежата

Фактор на моќност cosц, кој го претставува односот на потрошената активна моќност со вкупната моќност потрошена од мрежата;

Лизгањето ја карактеризира разликата помеѓу номиналната n1 и синхроната брзина на моторот nc

Вредноста на ефикасноста, cos и лизгањето зависат од оптоварувањето на машината и се дадени во каталозите. Механичката карактеристика ја претставува зависноста на вртежниот момент на моторот од неговата ротациона брзина при постојан напон и фреквенција на напојната мрежа. Почетните својства се карактеризираат со вредностите на почетниот вртежен момент, максималниот (критичен) вртежен момент, почетната струја или нивната мноштво. Номинална струјаможе да се одреди од формулата за номинална моќност на моторот

Почетната струја се одредува според каталошките податоци на мноштвото на почетната струја.

Номиналниот вртежен момент на моторот се одредува со формулата

Номиналната брзина на роторот pN се одредува со формулата

Почетниот вртежен момент се одредува од податоците од каталогот.

Максималниот вртежен момент се одредува од податоците од каталогот.

Моќта што ја троши моторот од мрежата при номинално оптоварување е поголема од номиналната моќност за износот на загубите во моторот, што се зема предвид со вредноста на ефикасноста.

Вкупна загуба на моќност во моторот при номинално оптоварување

Механичката карактеристика на асинхрон мотор се пресметува со помош на формулата

каде што sKP е критичното лизгање при кое моторот го развива максималниот (критичниот) момент MMAX;

s - тековно лизгање (само земете 8-10 вредности од 0 до 1, вклучувајќи ги sKP и sН).

Брзината на ротација на вратилото се одредува со лизгање

5. Електрични мерења и инструменти

5.1 Позадина

Предметите на електричните мерења се сите електрични и магнетни величини: струја, напон, моќност, енергија, магнетен тек итн. Електричните мерни уреди се широко користени и за мерење на неелектрични големини (температура, притисок и сл.). Постојат електрични мерни инструменти за инструменти за директно оценување и споредба. На вагата на инструментите се означени типот на струјата, системот на инструментот, неговото име, работната позиција на вагата, класата на точност и тест напонот на изолацијата.

Според принципот на работа, се разликуваат магнетоелектрични, електромагнетни, електродинамички, феродинамички, како и термички, индукциски, електрохемиски и други електрични мерни инструменти. Исто така, електричните мерења може да се направат со помош на дигитални мерни инструменти. Дигиталните мерни инструменти (DMC) се мултиопсежни, универзални инструменти дизајнирани за мерење на различни електрични количини: AC и DC струја и напон, капацитет, индуктивност, параметри за време на сигналот (фреквенција, период, времетраење на пулсот) и регистрација на брановидни форми, неговиот спектар итн. .

Кај дигиталните мерни инструменти, влезната измерена аналогна (континуирана) вредност автоматски се претвора во соодветната дискретна вредност, проследено со прикажување на резултатот од мерењето во дигитална форма.

Според принципот на работа и дизајн, дигиталните инструменти се делат на електромеханички и електронски.Електромеханичките инструменти имаат висока точност, но мала брзина на мерење. Електронските уреди користат модерна електроника.

Една од најважните карактеристики на електричните мерни инструменти е точноста. Резултатите од мерењата на електричните величини неизбежно се разликуваат од нивната вистинска вредност, поради присуството на соодветни грешки (случајни, систематски, промашувања).

Во зависност од методот на нумеричко изразување, се разликуваат апсолутни и релативни грешки, а во однос на индикативните инструменти се дадени и тие.

Апсолутната грешка на мерниот уред е разликата помеѓу измерената вештачка интелигенција и реалните AD вредности на измерената количина:

ДА = Ај - пекол. (4.1)

Апсолутната грешка не дава идеја за точноста на мерењето, која се проценува со релативната мерна грешка, која е односот на апсолутната мерна грешка со вистинската вредност на измерената количина, изразена во фракции или проценти од нејзината вистинска вредност

За да се процени точноста на самите мерни инструменти за покажување, се користи намалената грешка, т.е. изразено во проценти, односот на апсолутната грешка на отчитувањето ДА до номиналната вредност Anom, што одговара на најголемото читање на уредот:

Електричните мерни инструменти се поделени во осум класи на точност: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4 означено на вагата. Класите на точност на инструментите се одредуваат со дадената грешка.

При мерење доволно високи струи, кога мерниот уред не е дизајниран за такви струи, паралелно со колото на уредот се поврзуваат шантови, што претставува отпор со позната вредност, која има релативно низок отпор Rsh, преку кој најголемиот дел од измерената струја е донесен. Распределбата на струите помеѓу уредот и шантот IA и Ish е обратно пропорционална на отпорите на соодветните гранки.

во овој случај, измерената струја I \u003d IA + Ish, тогаш

Коефициентот на шант за поедноставување на пресметките се претпоставува дека е Ksh = 10; 100 и 1000. При мерење на доволно високи напони, во серија со уредот се поврзува дополнителен отпор Rd, на кој се применува најголемиот дел од измерениот напон.

Мерните шантови и дополнителниот отпор се користат само во електрични кола со еднонасочна струја. Наизменичните кола користат струјни трансформатори (за мерење на многу високи струи) и напонски трансформатори (за мерење високи напони).

5.2 Пример за решавање на типичен проблем

За мерење на напонот во електричното коло, се користи волтметар со класа на точност 1.0 со мерна граница Unom = 300 V. Читањето на волтметарот е Ui = 100 V. Одредете ги апсолутните DU и релативните d грешки во мерењето и вистинската вредност на измерен напон.

Бидејќи вистинската (реална) вредност на измерената количина е непозната, за да се одреди апсолутната грешка, ја користиме класата на точност на уредот (намалената грешка на уредот е еднаква на неговата класа на точност, т.е. r = 1%):

Релативна грешка

Затоа, измерената вредност на напонот Ui = 100 V може да се разликува од неговата вистинска вредност не повеќе од 3%.

5.3 Задачи за решавање на практичен час

Определете ги апсолутните грешки во мерењето на струјата DI и релативната d со амперметар со номинална гранична вредност на струјата Inom = 5 A и класа на точност од 0,5. Ако неговото читање (измерена вредност) е Ii = 2,5 А.

Одговор: DI = 0,025 A, d = 1%.

Ограничувачката вредност на струјата измерена со милиамметар е I = 4 × 10-3 A, чиј отпор е RA = 5 Ohm. Определете го отпорот Rsh на шантот што се користи за проширување на границата за мерење на струјата до I = 15A.

Одговор: Rsh \u003d 1,33 mOhm.

Електричниот комплет за мерење K-505 е опремен со волтметар со скала со NV = 150 поделби и амперметар со скала со NА = 100 поделби. Определете ја вредноста на поделбата на скалата на инструментот, отчитувањата на волтметарот, чија стрелка покажува = 100 поделби, како и отчитувањата на амперметарот, чија стрелка означува = 50 поделби, за границите на мерење на струи и напони, чии номинални вредности се прикажани во табела 54.1

Табела 4.1 Параметри на инструментот

За електрично коло (слика 54.1), утврдете ги струите во гранките и отчитувањето на волтметарот PV1, кој има внатрешен отпор Rv \u003d 300 Ohm. Отпорници: R1 = 50 оми, R2 = 100 оми, R2 = 150 оми, R4 = 200 оми. ЕМП на напојување: E1 = 22 V, E2 = 22 V.

Одговор: I1 \u003d 0,026 A, I2 \u003d 0,026 A, I3 \u003d 0,052 A, Uv \u003d 15,6 V.

Слика 5.1 Дијаграм на електрично коло

Електричниот мерен комплет K-505 е опремен со ватиметар дизајниран за границите на струјата и напонот дадени во Табела 5.2, скалата на ватиметар има N = 150 поделби. Одредете ја вредноста на поделбата на CW ватиметарот за сите граници на напон и струја што одговараат на неговите отчитувања. Иглата на ватиметарот за време на мерењето во сите случаи отстапува за Nґ = 100 поделби.

Табела 5.2 Параметри на инструментот

Амперметар е вклучен во еднонасочното електрично коло за мерење струја, дизајнирано за ограничувачка директна струја Inom \u003d 20 A. Читањето на амперметарот I \u003d 10 A, вистинската струја Id \u003d 10,2 A. Определете го апсолутниот DI, релативна q и намалена грешка при мерење g.

Одговор: DI = 0,2 A; d = 2%; r = 1%.

Во електричното коло е вклучен волтметар со дополнителен отпор Rd = 4000 оми со напон од U = 220 V, отпорот на волтметарот е RB = 2000 оми. Определете го читањето на волтметарот.

Одговор: UB = 73,33 V.

Амперметар тип M-61 со мерна граница од Inom = 5 A се карактеризира со пад на напон на приклучоците DUA = 75 × 10-3 V = 75 mV. Да се ​​определи отпорноста на амперметарот RA и моќноста потрошена од него RA.

Дополнителен отпор Rd = 12 kOhm е поврзан со волтметар со внатрешен отпор од 8 kOhm. Доколку има дополнителен отпор, овој волтметар може да мери напон до 500 V. Определете каков напон може да се мери со овој уред без дополнителен отпор.

Одговор: U = 200 V.

На етикетата на мерачот пишува „220 V, 5 A, 1 kWh = 500 вртежи“. Определете ја релативната грешка на мерачот ако при верификацијата се добиени следните вредности: U = 220 V, I = 3 A, дискот направи 63 вртежи за 10 минути. Наведете дијаграм за вклучување на бројачот.

Одговор: d = 14,5%.

Етикетата на мерачот вели „1 kWh = 2500 вртежи на дискот“ Одредете ја потрошувачката на енергија ако метарскиот диск направил 20 вртежи за 40 секунди.

Одговор: P \u003d 720 вати.

Отпорност на магнетоелектричен амперметар без шант RA = 1 Ом. Уредот има 100 дивизии, цената за поделба е 0,001 A/div. Определете ја границата за мерење на уредот кога поврзувате шант со отпор RSH = 52,6 × 10-3 Ohm и вредноста на поделбата.

Одговор: 2 А; 0,02 A/div.

Горната граница на мерење на микроамперметарот е 100 μA, внатрешниот отпор е 15 оми. Колкав треба да биде отпорот на шантот за да се зголеми горната граница на мерење за 10 пати?

Одговор: 1,66 оми.

За електромагнетен волтметар со вкупна струја на отклонување од 3 mA и внатрешен отпор од 30 kΩ, определете ја горната граница на мерење и отпорноста на дополнителниот отпорник неопходен за продолжување на горната граница на мерење до 600 V.

Одговор: 90 V; 170 kOhm.

Библиографска листа

1. Касаткин, А.С. Електротехника [Текст]: учебник за студенти. неелектротехнички специјалист. универзитети / А.С. Касаткин, М.В. Немцов. - 6-то издание, ревидирана. - М.: Vyssh.shk., 2000. - 544 стр.: ill.

2. Теоретска основаелектротехника [Текст]: учебник / А.Н. Горбунов [и други]. - М.: УМТс „ТРИАДА“, 2003. - 304 стр.: ил.

3. Немцов, М.В. Електротехника [Текст]: учебник / М.В. Немцов, И.И. Светлакова. - Ростов-н / Д: Феникс, 2004. - 567 стр.: ил.

4. Рекус, Г.Г. Основи на електротехниката и индустриската електроника во примери и проблеми со решенија [Текст]: учебник. додаток за студенти кои студираат во неелектротехнички специјал. насочен Дипл. специјалист. во областа на инженерството и технологијата: одобрено од Министерството за образование и наука на Руската Федерација / Г.Г. Рекус. - М.: Vyssh.shk., 2008. - 343 стр.: ill.

Хостирано на Allbest.ru

...

Слични документи

    Пресметка на линеарни електрични кола со несинусоиден извор на електромоторна сила. Определување на минливи процеси во линеарни електрични кола. Испитување на разгрането DC магнетно коло со методот на последователни приближувања.

    контролна работа, додадена 16.06.2017 година

    Структурен развој и пресметка на трифазен асинхрон мотор со фазен ротор. Пресметка на статорот, неговата ликвидација и зона на заб. Зона на намотување и заб на фазниот ротор. Пресметка на магнетното коло. Магнетниот напон на јазот. Струја на магнетизирање на моторот.

    термински труд, додаден на 14.06.2013 година

    Електромагнетна пресметка на машината и нејзиниот дизајн развој. Определување на односот на менувачот на редуктор, дијаметар и должина на арматурата. Намотување на арматурата, приклучоци за балансирање. Колектор и четки. Пресметка на магнетното коло и компензациското намотување.

    термински труд, додаден на 16.06.2014 година

    Синтеза на контролери на контролниот систем за DC електричен погон. Модели на мотори и конвертори. Пресметка и подесување на класичниот векторски систем за контрола на струјата користејќи контролери за брзина и струја за асинхрон мотор.

    термин труд, додаде 21.01.2014

    Пресметка на асинхрон мотор со ротор со кафез од верверица. Избор на главни големини. Пресметка на димензиите на забната зона на статорот и воздушниот јаз, роторот, магнетизирачката струја. Параметри на режимот на работа. Пресметка на загуби, оперативни и почетни карактеристики.

    термински труд, додаден на 27.10.2008 година

    Изборот на главните димензии на асинхрониот мотор на главната верзија. Пресметка на статорот и роторот. Димензии на забната зона на статорот и воздушниот јаз. Пресметка на струјата на магнетизирање. Параметри на режимот на работа. Пресметка на загуби и перформанси на моторот.

    термински труд, додаден на 20.04.2012 година

    Технички спецификациинадземен кран. Пресметка на работното време под оптоварување и време на циклус. Моќност, статички момент и брзина на ротација на моторите на механизмите за движење. Пресметка на природната механичка карактеристика на асинхрон мотор.

    тест, додаден на 24.09.2014 година

    Пресметка на ограничувачките димензии на елементите на мазна цилиндрична врска и калибри. Одредување на толеранции и ограничувачки димензии на приклучоците со клучеви и шилести. Изборот на вклопување на лежиштето за тркалање на вратилото и во куќиштето. Пресметка на монтажни димензионални синџири.

    термински труд, додаде 04.10.2011 г

    Регулација на фреквенција на асинхрон мотор. Механички карактеристики на моторот. Наједноставна анализа на режимите на работа. Еквивалентно коло на асинхрон мотор. Контролни закони. Избор на рационален контролен закон за специфичен тип на електричен погон.

    тест, додаден на 28.01.2009 година

    Системот на верижни равенки според Кирхофовите закони во симболична форма. Определување на струи во гранките на колото со методи на струи на јамка и нодални напони. Дијаграм на коло што покажува независни јазли, пресметка на струјата во избраната гранка со методот на еквивалентен генератор.

Вовед ...................................................... ..................................... 4

1 Дел 1. Пресметка на сложено електрично коло со еднонасочна струја 5

1.1 Пресметка на струи според Кирхофовите закони................................... 5

1.2 Замена на триаголникот на отпорот со еквивалентна ѕвезда ................................................... ...................................................... ................................. 6

1.3 Пресметка со методот на „Струи на јамка“.......................................... .......... 8

1.4 Биланс на моќност на електричното коло .......................................... ... 9

1.5 Пресметка на потенцијалите на точките на електричното коло ............... 10

2 Дел 2. Пресметка и анализа на електричното коло на наизменичната струја 12

2.1 Пресметка на струи со сложена метода................................... 12

2.2 Одредување на активната моќност на ватиметарот .............................. 14

2.3 Биланс на активна и реактивна моќност................................ 14

2.4 Векторски дијаграм на струи................................... .. 14

3 Дел 3. Пресметка на трифазно електрично коло .............. 15

3.1 Пресметка на фазни и линиски струи.......................................... .... 15

3.2 Капацитети на трифазно електрично коло ................................... 16

3.3 Векторски дијаграм на струи и напони .............................. 17

4 Дел 4. Пресметка на трифазен асинхрон мотор ....... 18

Заклучок................................................ ................................ 23

Список на референци ..................................................... ...................... 24


Вовед

Електротехниката како наука е поле на знаење кое се занимава со електричните и магнетните појави и нивните практична употреба. Врз основа на електротехниката, електрониката, радиотехниката, електричниот погон и другите сродни науки почнаа да се развиваат.

Електричната енергија се користи во сите области на човековата активност. Производните погони во фабриките главно се електрично погонувани, т.е. погон на електрични мотори. Електричните инструменти и уреди се широко користени за мерење на електрични и неелектрични големини.

Континуираното проширување на употребата на разни електрични и Електронски Уредибара познавање на специјалисти од сите области на науката, технологијата и производството на основните концепти на електрични и електромагнетни појави и нивна практична примена.

Познавањето на оваа дисциплина од страна на студентите ќе ја обезбеди нивната плодна активност во иднина како инженери во сегашната состојба на снабдување со електрична енергија на претпријатијата.

Како резултат на стекнатото знаење, инженер од неелектротехнички специјалности треба да биде способен вешто да управува со електрична и електронска опрема и електричен погон што се користи во современи услови на производство, да го знае начинот и методите на заштеда на електрична енергија.

ДЕЛ 1. ПРЕСМЕТКА НА КОМПЛЕКСНИ ЕЛЕКТРИЧНИ КОЛО со еднонасочна струја

Параметрите на колото се прикажани во Табела 1.

Табела 1 - Параметри на дијаграмот на електричното коло.

ЕМП напојување 1 (Е 1)

ЕМП напојување 2 (Е 2)

ЕМП напојување 3 (Е 3)

Внатрешен отпор на напојување (R 01)

Внатрешен отпор на напојување (R 02)

Внатрешен отпор на напојување (R 03)

Отпорност на отпорник 1 (R 1)

Отпорност на отпорник 2 (R 2)

Отпорност на отпорник 3 (R 3)

Отпорност на отпорник 4 (R 4)

Отпорност на отпорник 5 (R 5)

Отпорност на отпорник 6 (R 6)

1.1 Пресметка на струи според законите на Кирхоф

На дијаграмот го прикажуваме правецот на струите во гранките (сл. 1).

Според првиот закон на Кирхоф за DC кола, алгебарскиот збир на струи во кој било јазол на електричното коло е еднаков на нула, т.е. збирот на струите насочени од јазолот е еднаков на збирот на струите насочени кон јазолот.

Ние составуваме равенки според првиот Кирхоф закон за јазли, чиј број е (n–1), каде што n е бројот на јазли во колото:

А) + I 1 + I 3 - I 2 \u003d 0; (1.1)

Б) I 4 + I 6 - I 3 \u003d 0; (1.2)

Г) I 5 - I 1 - I 4 = 0. (1.3)

Според вториот закон на Кирхоф, за DC кола во кое било затворено коло, алгебарскиот збир на напоните на резистивните елементи е еднаков на алгебарскиот збир на EMF.

Ние составуваме равенки според вториот закон Кирхоф за секое коло:

I) I 3 ∙ (R 3 + R 03) - I 1 ∙ (R 1 + R 01) + I 4 ∙ R 4 \u003d E 3 - E 1; (1.4)

II) I 1 ∙ (R 1 + R 01) + I 2 ∙ (R 2 + R 02) + I 5 ∙ R 5 = E 1 + E 2; (1,5)

III) I 6 ∙ R 6 – I 4 ∙ R 4 – I 5 ∙ R 5 = 0. (1.6)

Сите добиени равенки ги решаваме заедно како систем, заменувајќи ги сите познати вредности:

=> (1.7)

Откако ја решивме матрицата, ги добиваме непознатите вредности на струите во гранките:

I 1 \u003d - 0,615 A;

Ако струјата во гранката се покажа како негативна, тогаш нејзината насока е спротивна на онаа избрана на дијаграмот.

1.2 Замена на отпорниот триаголник со еквивалентна ѕвезда

Да го трансформираме „триаголникот“ bcd, што одговара на дијаграмот на електричното коло, во еквивалентна „ѕвезда“ (сл. 2). Почетниот триаголник е формиран од отпорите R 4 , R 5 , R 6 . При трансформацијата, условот за еквивалентност на шемите е нужно зачуван, т.е. струите во жиците што минуваат во конвертираното коло и напоните помеѓу јазлите не ги менуваат нивните вредности.

Кога конвертираме „триаголник“ во „ѕвезда“, ги користиме формулите за пресметка:

Ом. (1.10)

Како резултат на трансформацијата, оригиналното коло е поедноставено (сл. 3).

Во конвертираното коло има само три гранки и, соодветно, три струи I 1 , I 2 , I 3 . За да се пресметаат овие струи, доволно е да се има систем од три равенки составен според законите на Кирхоф:

(1.11)

При составувањето на равенките, насоката на струјата и заобиколувањето на колата се избира на ист начин како и во шемата со три кола.

Ние го составуваме и решаваме системот:

(1.12)

Решавајќи ја матрицата, ги добиваме непознатите вредности на струите I 1, I 2, I 3:

I 1 \u003d -0,615 A;

Со замена на добиените вредности на струите во равенките составени за колото со три јамки, ги одредуваме преостанатите струи I 4, I 5, I 6:

1.3 Пресметка со методот на „Струи на јамка“

Произволно ја поставуваме насоката на струите на јамката во ќелиите на оригиналното коло. Попогодно е да се означат сите струи во една насока - во насока на стрелките на часовникот

ВОВЕД

Темата на оваа предметна работа: „Пресметка и анализа на електрични кола“.

Проектот на курсот вклучува 5 секции:

1) Пресметка на DC електрични кола.

2) Пресметка на нелинеарни DC кола.

3) Решение на еднофазни линеарни електрични кола на наизменична струја.

4) Пресметка на трифазни линеарни електрични кола на наизменична струја.

5) Проучување на минливи процеси во електрични кола.

Секоја задача вклучува конструкција на дијаграми.

Задачата на предметниот проект е да проучува различни методи за пресметување на електрични кола и врз основа на овие пресметки, да изгради различен виддијаграми.

Во предметниот проект се користат следните ознаки: R-отпор, Ом; L - индуктивност, H; C - капацитивност, F; XL, XC - реактанса (капацитивна и индуктивна), Ом; I - струја, А; U - напон, V; Е - електромоторна сила, V; шу, ши - агли на поместување на напон и струја, степен; P - активна моќност, W; Q - реактивна моќност, Var; S - целосна моќност, VA; в - потенцијал, V; НЕ - нелинеарен елемент.

ПРЕСМЕТКА НА ЛИНЕАРНИ ЕЛЕКТРИЧНИ КОЛО DC

За електричното коло (слика 1), направете го следново:

1) Врз основа на законите на Кирхоф, составете систем на равенки за одредување на струите во сите гранки на колото;

2) Определете ги струите во сите гранки на колото користејќи го методот на струја на јамката;

3) Определете ги струите во сите гранки на колото врз основа на методот на нодални потенцијали;

4) Изготвува биланс на капацитети;

5) Презентирајте ги резултатите од тековните пресметки за точките 2 и 3 во форма на табела и споредете;

6) Конструирајте потенцијален дијаграм за кое било затворено коло кое вклучува EMF.

E1=30 V; R4=42 Ohm;

E2=40 V; R5=25 оми;

R1=16 Ohm; R6=52 оми;

R2=63 Ohm; r01=3 оми;

R3=34 Ом; r02=2 оми;

R1"=R1+r01=16+3=19 оми;

R2"=R2+r02=63+2=65 Ohm.

Ајде да ја избереме насоката на струите.

Ајде да ја избереме насоката на заобиколување на контурите.

Ние составуваме систем на равенки според законот Кирхоф:

E1=I1R1"+I5R5-I4R4

E2=I2R2"+I5R5+I6R6

E2=I4R4+I3R3+I2R2"

Слика 1. Шема на DC електричното коло

Пресметка на електрични кола со методот на контурни струи.

Да ги средиме струите

Ние ја избираме насоката на струите на јамката според ЕМП

Ајде да направиме равенки за струи на јамка:

Ik1 H(R1"+R4+R5)-Ik2ChR4+Ik3R5"=E1

Ik2 H(R3+R+R2")-Ik1ChR4+Ik3H=E2

Ik3 H(R6+R2"+R5)+Ik1HR5+Ik2HR2"=E2

Да ги замениме нумеричките вредности на ЕМП и отпорите во равенката:

Ik1 Ch86-Ik2Ch42-+Ik3Ch25=30

Ik1 Ch42+Ik2Ch141+Ik3Ch65=40

Ik1 Ch(25)+Ik2Ch65+Ik3Ch142=40

Системот го решаваме со матричен метод (метод на Крамер):

D1 \u003d 5,273 Ch105

D2 \u003d 4,255×105

D3 \u003d -3,877Ch105

Ние го пресметуваме Ik:

Ги изразуваме струите на колото преку контурата:

I2 =Ik2+Ik3=0,482+(-44)=0,438A

I4 = -Ik1+Ik2=0,482-0,591=-0,109A

I5 =Ik1 + Ik3=0,591+(-0,044)=0,547A

Ајде да направиме биланс на моќност за дадена шема:

Слика=E1I1+E2I2=(30×91)+(40×38)=35,25W

Rpr. \u003d I12R1 "+ I22R2" + I32R3 + I42R4 + I52R5 + I62R6 \u003d (91) 2H16 + (38) 2H 63 + (82) 2H H34 + (-09) 2H42 +H5 H52 \u003d 41,53 Wts.

1 Пресметка на електрични кола со методот на нодални потенцијали

2 Распоредете ги струите

3 Наредете ги јазлите

4 Да направиме равенка за потенцијалите:

ts1=(1?R3+1?R4+1?R1")-ts2Ch(1/R3)-ts3-(1/R4)=E1?R1"

ts2Ch(1/R3+1?R6+1?R2")-ts1Ch(1/R3)-ts3(1/R2") =(-E2?R2")

ts3Ch(1/R5+1?R4+1?R2")-ts2Ch(1/R2")-ts1Ch(1/R4)=E2?R2"

Заменете ги нумеричките вредности на ЕМП и отпорите:

c1Ch0.104-c2Ch0.029-c3Ch0.023=1.57

C1Ch0.029+c2Ch0.063-c3Ch0.015=(-0.61)

C1Ch0.023-c2Ch0.015+c3Ch0.078=0.31

5 Системот го решаваме со матричен метод (метод на Крамер):

1= = (-7,803×10-3)

2= ​​= (-0,457×10-3)

3= = 3,336×10-3

6 Пресметуваме c:

c2 = = (-21Ch103)

7 Најдете струи:

I1 \u003d (c4- c1 + E) 1? R1 "= 0,482A

I2 \u003d (c2- c3 + E2)? R2 "= 0,49A

I3= (c1-c2) ?R3=(-0,64)A

I4= (c3- c1) ?R4=(-0,28)A

I5= (c3-c4) ?R5= 0,35A

I6= (c4-c2) ?R6=(-0,023)A

8 Резултатите од тековната пресметка со два методи се претставени во форма на слободна табела

Табела 1 - Резултати од тековните пресметки по два методи

Ајде да изградиме потенцијален дијаграм за кое било затворено коло вклучувајќи го и ЕМП.

Слика 3 - Коло на еднонасочно електрично коло

E1=30 V; R4=42 Ohm;

E2=40 V; R5=25 оми;

R1=16 Ohm; R6=52 оми;

R2=63 Ohm; r01=3 оми;

R3=34 Ом; r02=2 оми;

R1"=R1+r01=16+3=19 оми;

R2"=R2+r02=63+2=65 Ohm.

Ги пресметуваме потенцијалите на сите точки на колото за време на преминот од елемент до елемент, знаејќи ја големината и насоката на струите на гранката и ЕМП, како и вредностите на отпорот.

Ако струјата се совпаѓа во насока со бајпасот, тогаш -, ако се совпаѓа со ЕМП, тогаш +.

c2 \u003d c1-I2R2 "= 0 - 0,438 H 65 \u003d - 28,47B

c3=c2+E2= - 28,47+40=11,53B

c4 \u003d c3-I4R4 \u003d 11,58-(-4,57) \u003d 16,15B

c4 \u003d c4-I3R3 \u003d 16,15-16,32 \u003d -0,17B

Изградуваме потенцијален дијаграм, го исцртуваме отпорот на колото долж оската на апсцисата и потенцијалите на точките долж оската на ординатите, земајќи ги предвид нивните знаци.

Електрично коло е збир на електрични уреди кои создаваат патека за електрична струја, електромагнетни процеси во кои се опишани со равенки, земајќи ги предвид концептите на електромоторна сила, електрична струја и електричен напон.

Главните елементи на електричното коло (слика 1.1) се извори и потрошувачи на електрична енергија.

Слика 1.1 Главните елементи на електричното коло

DC генераторите и галванските ќелии се широко користени како извори на DC електрична енергија.

Изворите на електрична енергија се карактеризираат со EMF E, што тие го развиваат, и внатрешен отпор R0.

Потрошувачи на електрична енергија се отпорници, електрични мотори, бањи за електролиза, електрични светилки итн. Во нив електричната енергија се претвора во механичка, топлинска, светлосна итн. Во електричното коло, насоката што се совпаѓа со силата што делува на позитивно полнење. т.е. од изворот „-“ до изворот на енергија „+“.

При пресметување на електрични кола, реалните извори на електрична енергија се заменуваат со еквивалентни кола.

Еквивалентното коло на изворот на EMF содржи EMF E и внатрешниот отпор R0 на изворот, што е многу помало од отпорот Rn на потрошувачот на електрична енергија (Rn >> R0). Често, во пресметките, внатрешниот отпор на изворот на ЕМП се изедначува со нула.

За дел од колото што не содржи извор на енергија (на пример, за колото на Слика 1.2, а), односот помеѓу струјата I и напонот U12 се одредува со Омовиот закон за делот на колото:

каде што c1 и c2 се потенцијалите на точките 1 и 2 од синџирот;

Y R - збирот на отпорите во делот на колото;

R1 и R2 - делови за отпор на колото.

Слика 1.2 Електричен дијаграм на пресек на коло: а - не содржи извор на енергија; б - содржи извор на енергија

За дел од коло што содржи извор на енергија (слика 1.2, б), законот на Ом е напишан како израз

каде што Е е ЕМП на изворот на енергија;

R \u003d R1 + R2 - аритметичка сума на отпорите на деловите на колото;

R0 е внатрешниот отпор на изворот на енергија.

Односот помеѓу сите видови моќност во електричното коло (рамнотежа на моќноста) се одредува од равенката:

UR1 = UR2 + URp, (1,3)

каде UR1 = UEI е алгебарскиот збир на моќите на изворите на енергија;

UR2 - алгебарски збир на потрошувачки капацитети (нето моќност) (Р2 = UI);

URp \u003d UI2R0 е вкупната моќност поради загубите во отпорите на изворот.

Отпорниците, како и отпорите на другите електрични уреди, се потрошувачи на електрична енергија. Рамнотежата на моќноста се определува со законот за зачувување на енергијата, додека во секое затворено електрично коло алгебарскиот збир на силите на изворите на енергија е еднаков на алгебарскиот збир на силите што ги трошат потрошувачите на електрична енергија.

Ефикасноста на инсталацијата се одредува според односот

При пресметување на неразгранети и разгранети линеарни DC електрични кола, може да се користат различни методи, чиј избор зависи од видот на електричното коло.

При пресметување на сложени електрични кола, во многу случаи, препорачливо е да се поедностават со преклопување, заменувајќи ги поединечните делови од колото со сериски, паралелни и мешани врски со отпор со еден еквивалентен отпор користејќи го методот на еквивалентна трансформација (метод на трансфигурација) на електрични кола.




Врв