Программа лекционного курса Список рекомендуемой литературы




Скачать 190.7 Kb.
НазваниеПрограмма лекционного курса Список рекомендуемой литературы
Дата публикации01.03.2013
Размер190.7 Kb.
ТипПрограмма
skachate.ru > Физика > Программа




СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Программа лекционного курса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Список рекомендуемой литературы . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Задание на курсовую работу и контрольные задания . . .

5. Методические указания к курсовой работе

и контрольным заданиям . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Компьютерный лабораторный практикум . . . . . . . . . . . .

4

4

5

6
24

41


1. ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Теоретические основы электротехники» знакомит с понятиями электрических цепей, основными законами, действующими в электрических цепях, различными методами математического описания цепей в форме систем алгебраических и дифференциальных уравнений. Большое внимание уделяется понятию модели компонента, а модель цепи рассматривается как совокупность компонентных и топологических уравнений.

Данное пособие включает материалы, необходимые для самостоятельной работы при дистанционной форме изучения дисциплины. Содержание лекционного курса соответствует первой части учебного пособия «Теоретические основы электротехники» (см. п. 3.1).

В течение семестра по первой части курса студент должен выполнить две лабораторные работы с помощью пакета Electronics Workbench, две контрольные работы и курсовую работу. В конце семестра предусмотрен зачет.

^ 2. СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА

2.1. Основные понятия и законы электрических цепей.

2.2. Анализ простейших электрических цепей при гармоническом воздействии.

2.3. Частотные характеристики электрической цепи. Резонанс в электрических цепях.

2.4. Анализ разветвленных электрических цепей.

2.5. Принципы и теоремы теории цепей.

2.6. Четырехполюсники.

2.7. Расчет электрических цепей при периодических несинусоидальных воздействиях.

2.8. Трехфазные цепи.

2.9. Установившиеся режимы в электрических цепях с распределенными параметрами.

^ 3. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

3.1. Дмитриев В.М., Кобрина Н.В., Фикс Н.П., Хатников В.И. Теоретические основы электротехники. Ч. 1: Установившиеся режимы в линейных электрических цепях.— Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2001.— 157 с.

3.2. Основы теории цепей/ Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В.— М.: Энергоатомиздат, 1989.— 528 с.

3.3. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи.— М.: Гардарики, 1999.— 638 с.

3.4. Компьютерный лабораторный практикум по курсу «Теория электрических цепей»/ Дмитриев В.М., Шутенков А.В., Кобрина Н.В., Зайченко Т.Н., Вахитова Х.З.— Томск: Томс. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 1997.— 110 с.

3.5. Попов В.П. Основы теории цепей.— М.: Высшая школа, 1985.— 496 с.

3.6. Атабеков Г.И., Тимофеев А.Б., Хухриков С.С. Нелинейные цепи.— М.: Энергия, 1970.— 232 с.

3.7. Ушаков В.Н. Электротехника и электроника: Учеб. пособие для вузов.— М.: Радио и связь, 1997.— 328 с.

^ 4. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

4.1. Задание на курсовую работу

Расчет разветвленной цепи

синусоидального тока

4.1.1. Cчитая, что индуктивная связь между катушками отсутствует:

  • составить систему уравнений в символической форме по методу контурных токов;

  • преобразовать схему до двух контуров;

  • в преобразованной схеме рассчитать токи по методу узловых потенциалов;

  • рассчитать ток в третьей ветви схемы (в ветви, обозначения компонентов которой имеют индекс 3) методом эквивалентного генератора и записать его мгновенное значение;

  • на одной координатной плоскости построить графики и или ;

  • рассчитать показание ваттметра;

  • составить баланс активных и реактивных мощностей;

  • определить погрешность расчета;

  • построить лучевую диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений для преобразованной схемы.

4.1.2. С учетом взаимной индуктивности для исходной схемы составить систему уравнений по законам Кирхгофа для мгновенных значений и в комплексной форме.

4.1.3. Выполнить развязку индуктивной связи и привести эквивалентную схему замещения.

Указания. Номер задачи, которая должна быть решена студентом в соответствии с его вариантом, и номер рисунка с расчетной схемой (рис. 4.1.1 — 4.1.9) указаны в табл. 4.1.3. Первая цифра номера задачи соответствует номеру строки табл. 4 1.1, вторая цифра — номеру строки табл. 4.1.2. Сопротивление R в расчетных схемах принять равным 10 Ом. При расчете принять, что , , , , , . Начальную фазу ЭДС принять равной нулю, а начальные фазы ЭДС и — значениям из табл. 4.1.1.

Таблица 4.1.1



,

В

,

В

,

В

,

град.

,

Ом

,

Ом

,

Ом

,

Ом

,

Ом

,

Ом

1

10

20

30

90

2

4

6

6

8

10

2

50

100

150

45

5

10

8

10

10

5

3

30

60

90

20

12

14

10

20

20

15

4

25

50

75

30

15

20

25

15

20

10

5

100

90

70

60

16

12

10

6

8

8

6

40

60

80

10

24

20

4

8

12

14

7

20

40

60

50

3

15

10

25

10

20

8

100

150

200

100

40

20

15

10

30

25

9

30

50

100

120

20

20

10

10

15

40


Таблица 4.1.2



,



,

Гн

,

Гн

,

Гн

,

мкФ

,

мкФ

,

мкФ

1

10

1,0

1,5

2,0

10000

5000

2000

2

100

0,2

0,3

0,25

250

500

200

3

200

0,4

0,1

0,2

500

100

200

4

250

0,3

0,6

0,8

200

100

400

5

200

0,1

0,1

0,1

200

400

200

6

400

0,05

0,1

0,05

250

25

50

7

500

0,03

0,1

0,2

400

80

20

8

1000

0,01

0,05

0,02

40

20

25

9

2000

0,02

0,03

0,01

25

50

25


Таблица 4.1.3


Вариант

Задача

Рис.




Вариант

Задача

Рис.

1

11

4.1.1

11

21

4.1.2

2

22

4.1.2

12

14

4.1.3

3

33

4.1.3

13

23

4.1.4

4

44

4.1.4

14

32

4.1.5

5

55

4.1.5

15

45

4.1.6

6

66

4.1.6

16

57

4.1.7

7

77

4.1.7

17

83

4.1.8

8

88

4.1.8

18

91

4.1.9

9

99

4.1.9

19

19

4.1.1

10

12

4.1.1

20

25

4.1.2


















^ 5. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВОЙ

РАБОТЕ

5.1. Общие указания

Выполнение контрольных заданий и курсовой работы является основным из видов занятий по курсу ТОЭ. Работа над контрольными заданиями помогает студентам проверить степень усвоения ими курса, вырабатывает у них навыки четкого и краткого изложения мыслей.

Последовательность работы над заданием.

  • Перед выполнением каждого задания изучить методические указания и теоретический материал по учебникам. Выбрать электрическую схему и ее параметры по индивидуальному варианту.

  • Сделать разметку цепи, т. е. обозначить направление токов, узлы, элементы цепи и т. д. Не следует изменять обозначения, заданные по условию. При решении одной и той же задачи различными методами одну и ту же величину обозначать тем же буквенным символом.

  • При расчете величины сначала записывают буквенное выражение для нее, а затем в полученное выражение подставляют числовые значения и приводят окончательный результат с указанием единицы измерения.

  • Решение задачи не следует перегружать приведением всех алгебраических преобразований и арифметических расчетов.

  • Для обозначения элементов электрических схем следует использовать символы, принятые в методических пособиях по ОТЦ и ТОЭ.

  • Каждый этап решения задания следует сопровождать пояснениями.

  • При построении графиков и диаграмм следует выбирать такой масштаб, в котором все зависимости четко видны.

  • Промежуточные и конечные результаты расчетов должны быть выделены из общего текста.

^ 5.2. Методические указания к курсовой работе

Прежде всего, следует изобразить комплексную схему замещения, представив гармонические токи и ЭДС в форме комплексных чисел в соответствии с методом комплексных амплитуд.

В системе уравнений по методу контурных токов за неизвестные принимаются контурные токи. Контурные уравнения формируют с помощью следующего алгоритма. Для каждого независимого контура, исключая контуры с источниками тока, записывают уравнения по второму закону Кирхгофа:

,

где k — номер рассматриваемого контура; i — номер контура с контурным током (i = 1, 2, … , n); j — номер вспомогательного контура, содержащего ветвь с источником тока ; — сопротивление связи, входящее в k-й и i-й контуры (если контурные токи проходят в одинаковых направлениях по сопротивлению связи, то оно учитывается со знаком «плюс»); — собственное контурное сопротивление, равное сумме сопротивлений k-го контура; — алгебраическая сумма ЭДС в k-м контуре, или контурная ЭДС; — напряжение, вызванное током источника тока на взаимных сопротивлениях .

ЭДС, входящая в k-й контур, берется со знаком «плюс», если ее направление совпадает с направлением контурного тока и со знаком «минус» — в противном случае. Произведение берется со знаком «плюс», если направления контурного тока и тока источника противоположны. Например, уравнение для контурного тока (рис. 5.2.1):



Т
оки ветвей выражаются через контурные токи, например

Преобразовать схему до двух контуров можно, заменив две параллельные ветви с сопротивлениями и одной эквивалентной с сопротивлением Для схемы (рис. 4.1) ,

По методу узловых потенциалов за неизвестные принимают потенциалы узлов схемы (), причем потенциал одного из узлов (базисного) принимают равным нулю. В систему уравнений входят уравнения для всех (k-х) узлов, кроме базисного, составленные по алгоритму:

,

где — проводимости ветвей, соединенных в узле k; — потенциалы соседних узлов, соединенных с рассматриваемым проводимостями ; — ЭДС ветвей, соединенных с узлом k; — токи источников тока ветвей, соединенных с узлом k. Перед и будет знак «плюс», если они направлены к узлу.

Если цепь имеет всего два узла, то составляется одно уравнение по методу двух узлов:

.

Токи ветвей определяются по закону Ома:



В соответствии с теоремой об эквивалентном генераторе (источнике) ток любой ветви электрической цепи не изменится, если автономный двухполюсник, к которому подключена данная ветвь, заменить эквивалентным источником с ЭДС, равной напряжению холостого хода на зажимах этой ветви и внутренним сопротивлением, равным эквивалентному сопротивлению двухполюсника относительно этой ветви. На этой теореме основан метод эквивалентного генератора.

Н
апример, определим ток в цепи (рис. 5.2.2), используя метод эквивалентного генератора. Параметры цепи известны. Заменим часть цепи слева от зажимов 1 – 1 / источником ЭДС E с внутренним сопротивлением R i (рис. 5.2.3, а). ЭДС E равна напряжению на зажимах 1 – 1 / цепи при отключенной ветви R 3 (рис. 5.2.3, б): . Внутреннее сопротивление равно входному сопротивлению цепи при отключенных источниках и : . В соответствии со схемой (рис. 5.2.3, а) .

Ваттметр измеряет активную мощность . Звездочкой (точкой) помечено начало токовой обмотки ваттметра, к началу которой должно быть ориентировано положительное направление тока и от начала которой — положительное направление напряжения.

Для электрической цепи, содержащей ^ N идеальных источников напряжения, M идеальных источников тока и H идеализированных пассивных элементов уравнение баланса мгновенных мощностей , где — мощность источника, — мощность потребителя.

Уравнение баланса комплексных мощностей удобно записать в форме

.

Следовательно, баланс активных мощностей

,

баланс реактивных мощностей

.

^ Векторная диаграмма представляет собой совокупность векторов, изображающих на плоскости распределение напряжений или токов в цепи с гармоническими сигналами. Лучевую диаграмму строят в виде векторов тока из начала координат (или другой точки) для проверки выполнения первого закона Кирхгофа. Топографическая диаграмма состоит из векторов напряжений, построенных на плоскости по уравнениям, составленным по второму закону Кирхгофа. При этом векторы располагают в той же последовательности, в какой соответствующие им элементы изображены на схеме цепи. По отношению к соответствующим токам векторы напряжений на топографических диаграммах совпадают по фазе — для резистивных элементов, опережают на — для индуктивных элементов и отстают на — для емкостных элементов. На топографической диаграмме стрелки векторов напряжений указывают точки высшего потенциала, а на схеме они направлены к точкам низшего потенциала.

Для системы уравнений по методу законов Кирхгофа, по первому закону Кирхгофа составляется число уравнений, на единицу меньшее числа узлов в схеме, по второму закону Кирхгофа число уравнений равно числу независимых контуров. При этом следует учитывать дополнительные падения напряжений на индуктивных элементах за счет взаимной индукции (со знаком «плюс» — при согласном включении и со знаком «минус» — при встречном включении).

При развязке индуктивной связи катушки, имеющие один общий узел, могут быть заменены эквивалентными схемами без индуктивных связей (рис. 5.2.4).

В заключении необходимо сделать вывод о точности и рациональности различных методов расчета разветвленных электрических цепей синусоидального тока.





Похожие:

Программа лекционного курса Список рекомендуемой литературы iconПрограмма лекционного курса Список рекомендуемой литературы

Программа лекционного курса Список рекомендуемой литературы iconПрограмма лекционного курса Список рекомендуемой литературы

Программа лекционного курса Список рекомендуемой литературы iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «финансовая математика»
Учебно-методический комплекс предназначен для студентов специальности 080105 «Финансы и кредит». Он содержит рабочую программу, учебно-методические...
Программа лекционного курса Список рекомендуемой литературы iconЮриспруденция
Учебно-методический комплекс содержит методические указания по изучению учебной дисциплины, программу курса, планы семинарских занятий,...
Программа лекционного курса Список рекомендуемой литературы iconУчебно-методический комплекс дисциплины по специальности 030501....
Программа предназначена для студентов юридического факультета всех форм обучения. В методических материалах содержатся следующие...
Программа лекционного курса Список рекомендуемой литературы iconКраткая программа лекционного курса Рекомендуемая литература

Программа лекционного курса Список рекомендуемой литературы iconСписок рекомендуемой литературы
Федеральный Закон РФ от 08. 12. 2003г.№164-фз «Об основах государственного регулирования внешнеторговой деятельности»
Программа лекционного курса Список рекомендуемой литературы iconПрограмма курса "Информатика и математика". (III и IV семестры)
Целью лекционного курса является ознакомление студентов-историков с основными понятиями информатики и математики, а также со спецификой...
Программа лекционного курса Список рекомендуемой литературы iconКонтрольная работа состоит из нескольких частей
Список источников и рекомендуемой литературы по учебной дисциплине “Государственная служба”
Программа лекционного курса Список рекомендуемой литературы iconСписок рекомендуемой литературы
Артоболевский ии., Эндельштейн Б. В. Сборник задач по теории механизмов и машин. М., Высшая школа, 2006

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
контакты
skachate.ru
Главная страница