Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электроника»

^ Методические указаная к решенаю задач 4 – 8 Решение задач этой группы требует знания об особенностях соединения источников и потребителей в звезду и треугольник, соотношениях между линейными и фазными напряжениями и токами при таких соединениях, умения строить векторные диаграммы при симметричной и несимметричной нагрузках, а также в аварийных режимах. Для пояснения методики решения задач на трехфазные цепи приведены примеры 4 - 5 с подроб­ными решениями. Пример 4. В четырехпроводную сеть включена несимметричная нагрузка, соединенная в звезду (рисунок 4, а). Линейное напряжение сети Uном = 380 В. Определить токи в фазах и начертить векторную диаграмму цепи в нормальном режиме и при отключении автомата в линейном проводе А. Из векторных диаграмм графически найти ток в нулевом проводе в обоих случаях. Решение. Определяем: 1. Фазное напряжение 2. Токи в фазах: 3. Углы сдвига фаз в каждой фазе согласно формулы: Sin  φ B = 53°10' ; φ C = 0, так как в фазе С есть только активное сопротив­ление. Рисунок 4 4. Для построения векторной диаграммы выбираем масштабы по току: 1 см - 10 А и напряжению: 1см - 40 В. Построение диаграммы начинаем с векторов фазных напряжений UA, UB, UC (рисунок 4, 6), рас­полагая их под углом 120° друг относительно друга. Чередование фаз обычное: за фазой А - фаза В, за фазой В — фаза С. В фазе А угол сдвига φ A отрицательный, т. е. ток IA опережает' фазное напря­жение UA на угол A = - 36°50'. Длина вектора тока IA в принятом масштабе составит 22/10 = 2,2 см, а длина вектора фазного напря­жения UA - 220/40 = 5,5 см. В фазе В угол сдвига φ B > 0, т. е. ток отстает от фазного напряжения UB на угол φ B = 53°10'; длина вектора тока IB равна 44/10 = 4,4 см. В фазе С ток и напряжение UC совпа­дают по фазе, так как φ C = 0. Длина вектора тока IC составляет 22/10 = 2,2 см. Ток в нулевом проводе I ^ 0 равен геометрической сумме трех фазных токов. Измеряя длину вектора тока I 0, получаем в нормальном ре­жиме 4,5 см, поэтому I 0 = 45 А. Векторы линейных напряжений на диаграмме не показаны, чтобы не усложнять чертеж. 5. При отключении линейного автомата в фазе А на векторной диаграмме остаются фазные напряжения UB и U^ C н продолжают протекать в этих фазах токи IB и IC Ток I^ A = 0. Поэтому ток в нулевом проводе I 'о равен геометрической сумме токов фаз В и С I10 = IB + IC (рисунок 4, б). Измеряя длину вектора тока I 'о, получаем 5,5 см, или 55 А. Пример 5 В трехфазную сеть включили треугольником несим­метричную нагрузку (рисунок 3): в фазу АВ- активное сопротивление RAB = 10 Ом; в фазу ВС - индуктивное сопротивление Хвс = 6 Ом и активное RBс = 8 Ом;. в фазу СА - активное сопротивление RAс = 5 Ом. Линейное напряжение сети Uном = 220 В. Определить фазные токи и начертить векторную диаграмму цепи, из которой графически найти линейные токи в следующих случаях в нормальном режиме; 2) при аварийном отключении линейного провода А; 3) при аварийном отключении фазы АВ. Решение 1. Нормальный режим. Определяем фазные токи: I АВ = Uном/RAВ = 220/10 = 22 А; Iвс = Uном/Zвс = Uном/R2вс + X2вс = 220/82 + б2 = 22 А; IсА, = Uном/RсА = 220/5 = 44 А. Вычисляем углы сдвига фаз в каждой фазе: Ав = 0; вс = Xвс/Zвс = 6/82 + б2 = 0,6; вс = Зб050';  cА = 0. Для построения векторной диаграммы выбираем масштаб по току: 1 см - 10 А и напряжению: 1 см - 40 В. Затем в принятом масштабе откладываем векторы фазных (они же линейные) напряжений UAв, Uвс, Uca под углом 120° друг относительно друга (рисунок 5 «б»). Затем откладываем векторы фазных токов: ток в фазе АВ совпадает с напря­жением Uав, в фазе ВС ток отстает от напряжения Uвс на угол вс = 36°50; ток в фазе СА совпадает с напряжением Uса. Затем строим векторы линейных токов на основании известных уравнений: Iа = Iав + (-Iса.); Iв = Iв с + (-Iав); Iс = Iса + (-Iвс). Измеряя длины век­торов линейных токов и пользуясь масштабом, находим их значение: Iа =55 А; Iв = 43 А; Iс = 48 А. Рисунок 5 2. Аварийное отключение линейного провода A. В этом случае трехфазная цепь превращается в однофазную с двумя параллельно включенными ветвями САВ и ВС и рассчитывается как обычная однофазная схема с одним напряжением Uвc. Определяем токи Iсав и Iвс. Полное сопротивление ветви Zсав = Rс + Rав = 5 + 10 = 15 Ом. Сила тока IсАв = Uвс/ZсАв = 220/15 =14,7 А; сАв = 0. Полное сопротивление ветви ВС Z.вс = R2вс + X2 вс = 82 + 62 = 10Ом. Сила тока Iвс = 220/10 = 22 А; вс = Зб 050'. На рисунке 5 «г», построена векторная диаграмма цепи. Из диаграммы находим линейные токи. Iв = Iс = 38 А. По направлению же эти токи обратны. ^ 3.Аварийное отключение фазы АВ. При этом ток в отключенной фазе равен нулю, а токи в двух других фазах остаются прежними. На рисунке4«в»показана векторная диаграмма для этого случая. Ток IАВ = 0; линейные токи определяются согласно уравнениям: IА = IАВ + (-IСА) = -IСА; IB = IBC + (-IАB) = IBC; IС = IСА +(-IBС). Таким образом, только линейный ток IС сохраняет свою величину; токи IА и IB изменяются до фазных значений. Из диаграммы графически находим линейные токи; IА = 44 А. IB = 22 А; IС = 45 А. Контрольная работа 1 Задача 1 (варианты 01—00). Цепь постоянного тока содержит шесть резисторов, соединенных смешанно. Схема цепи и значения ре­зисторов указаны на соответствующем рисунке. Номер рисунка и ве­личина одного из заданных токов или напряжений приведены в таблице 1. Индекс тока или напряжения совпадает с индексом резистора, по которому проходит этот ток или на котором действует указанное напряжение. Например, через резистор R5 проходит ток I5 и на нем действует напряжение U5. Определить: 1) эквивалентное сопротивление цепи относительно вводов АВ; 2) ток в каждом резисторе; 3) напря­жение на каждом резисторе; 4) расход электрической энергии цепью за 10 ч. С помощью логических рассуждений пояснить характер изменения одного из значений, заданных в таблице вариантов (увеличится, уменьшится, останется прежней), если заданный в таблице резистор либо замыкается накоротко, либо выключается из схемы. В случае возникновения трудностей логического пояснения следует рассчитать указанное значение в измененной схеме и дать ответ. Таблица 1 № рис. № рис. Задаваемая величина Действие с резисторами Изменение какой величины рассмот­реть Замыкается накоротко выключает­ся из схемы 01 6 I 4.5 = 6 А - R3 I2 02 6 U2 = 100 В R6 — U1 03 6 I2 = 10 А — R4 I3 04 6 U3 = 40 В R5 — I4,5 05 6 U1= 100В — R2 I1 06 6 UAB = 200 В R3 — U6 07 6 I1 = 20 А — R6 I3 08 6 U6 = 60 В R2 — I1 09 6 U4 = 36 В — R2 I3 10 6 I6 = 4 А R1 — U2 11 6 I2 = 5 А — R6 U2 12 6 U3 = 20 В R4 — I5 13 6 I 4.5 = 3 А — R4 I6 14 6 UAB = 100В R6 — U1 15 6 I1 = 10 А — R3 I1 16 6 I6 = 2 А R5 — I3 17 6 U1 = 50 В — R6 I4,5 18 6 U4,5 = 30 В R2 — I3 19 6 I3 = 5 А R2 U3 20 6 U2 = 50 В R1 — U6 21 7 UAB = 30 В — R6 U1 22 7 I1 = 1,08 A R4 — I5 23 7 U1 = 10,8В — R1 I3 Продолжение таблицы 1 № рис. № рис. Задаваемая величина Действие с резисторами Изменение какой величины рассмот­реть Замыкается накоротко выключает­ся из схемы 24 7 I2 = 0,72 А R5 — I4 25 7 I3 = 1,8 А — R2 U4 26 7 U4 = 12 В R3 — I4 27 7 I6 = ЗА — R4 I6 28 7 U5 = 18 В R1 — U3 29 7 I5 = 1,2 А — R3 U5 30 7 U3 = 7,2 В R2 — I5 31 7 I1 = 3,24 — R5 U3 32 7 U5 = 54 В R1 — U2 33 7 I4 = 9 А — R1 I4 34 7 U2 = 32,4 В R3 — I6 35 7 I5 = 3,6 А — R2 I4 36 7 UAB = 90 В R2 — I4 37 7 U3 = 21,6 В R3 I5 38 7 I2 = 2,16 А R4 — U5 39 7 I3 = 5,4 А — R5 U4 40 7 U4 = 36 В R5 — U4 41 8 UAB = 60 В — R2 I1 42 8 I2 = 6 А R1 — I2 43 8 U1 =36В — R1 U2 44 8 I3,4 =2,16А R2 — I1 45 8 U5 = 14,4 В — R3 I2 46 8 I1 = 2,4 А R3 — U4 47 8 U2 = 24 В — R4 U6 48 8 I5 = 3,6 А R4 — I3 49 8 U6 = 21,5В — R5 U1 50 8 I6 = 1,44 А R5 - U1 51 8 I3,3 = 4,32 А - R6 U6 52 8 U6 = 43,2 В R6 — I3 53 8 I5 = 7,2 А - R1 I2 54 78 UАВ = 120В R - U1 55 8 I6 = 2,88 А — R3 U6 56 8 U2 = 48 В R2 — U1 57 8 I1 = 4,8 А - R4 I5 58 8 U1 = 72 В R3 — I4 59 8 I2 = 12 А — R5 I1 60 8 U5 = 28,8 В R6 - I5 Продолжение таблицы 1 № рис. № рис. Задаваемая величина Действие с резисторами Изменение какой величины рассмот­реть Замыкается накоротко выключает­ся из схемы 61 9 I1,2 = 3,6 А — R6 I4 62 9 U5 = 21,6В R1 - U3 63 9 I3 = 10,8 А — R5 U4 64 9 U6 = 108В R4 — I1 65 9 I5 = 7,2 А — R3 I6 66 9 U4 = 72 В R2 — U1 67 9 I6 = 7,2 А — R1 I3 68 9 U3 = 86,4 В R3 — RAB 69 9 I4= 18 А — R2 U4 70 9 UAB = 180В R5 — U1,2 71 9 I4 = 12 — R6 U4 72 9 U6 = 72 В R6 — I6 73 9 UAB = 120В — R5 I3 74 9 I6 = 4,8 А R1 — I4 75 9 U3 = 57,6 В — R3 U4 76 9 I5 = 4,8 А R2 — I4 77 9 I1,3 = 7,2 А - R2 RАВ 78 9 U5 = 14,4В R3 I4 79 9 I1,2 =2,4 А — R1 U3 80 9 U4 = 48 В R4 — I6 81 10 I1 = 8 А — R2 I3 82 10 U6 = 48В R1 — I6 83 10 I3 = 3,2 А — R3 U6 84 10 U1 = 32 В R2 — I3 85 10 UAB = 80 В — R4 U3 86 10 I6 = 4,8 А R3 — I2 87 10 U3= 38,4 В — R5 I3 88 10 I2 = 1,6 А R4 — U2 89 10 I3 = 3,2 А — R6 I1 90 10 U4 = 9,6 В R5 — U1 91 10 I1 = 16 А — R2 RAB 92 10 U6 = 96 В R1 — I3 93 10 I3 = 6,4 А — R3 I6 94 10 UAB = 160 В R4 — I1 95 10 I6 = 9,6 А — R4 I1 96 10 U1 = 64 R2 — U3 97 10 I2 = 3,2 — R5 U6 98 10 U3 = 76,8 В R3 — U5 Продолжение таблицы 1 № рис. № рис. Задаваемая величина Действие с резисторами Изменение какой величины рассмот­реть Замыкается накоротко выключает­ся из схемы 99 10 I4 = 1,6 А — R6 U1 100 10 U2 = 19,2 В R6 — RAB Рисунок 6 Рисунок 7 Рисунок 8 Рисунок 9 Рисунок 10

Похожие:

	Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине... Задания и методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электроника». Екатеринбург, фгаоу...		Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине... Рабочая учебная программа дисциплины «Электротехника и электроника» состоит из двух разделов
	Методические указания и контрольные задания по дисциплине: «Электротехника и электроника» Методические указания предназначены для выполнения контрольной работы по предмету «Электротехника и электроника» специальности		Методические рекомендации по выполнению домашней контрольной работы... Электротехника и электроника: Методические рекомендации по выполнению домашней контрольной работы. / М. Р. Хаматдинова Челябинск:...
	Кафедра информационных технологий Дистанционное Общая электротехника и электроника. Электротехника и электроника. Задания и методические указания к выполнению курсовой работы. М....		Методические указания и контрольные задания по дисциплине «общая электротехника и электроника» «Общая электротехника и электроника», контрольные задания и методические указания по выполнению контрольных заданий, а также задания...
	Методические указания, контрольные задания и задание на курсовой... «Общая электротехника и электроника», контрольные задания и методические указания по выполнению контрольных заданий, а также задания...		Методические указания, контрольные задания и задание на курсовой... «Общая электротехника и электроника», контрольные задания и методические указания по выполнению контрольных заданий, а также задания...
	Методические указания к выполнению контрольной работы по курсу «Электротехника и электроника» При решении задачи воспользоваться преобразованием треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду		Методические указания по курсовому проектированию по дисциплине электротехника и электроника Руководство к курсовому проектированию по дисциплине "Электротехника и электроника": Методические указания / С. В. Ярушина. Миасс...