ТулГУ Теоретические основы электротехники (часть 1) (семестр 3, 4) вариант 2
Вариант 2. работа на проходной бал
Содержание задания
1. Составить схему заданной сложной цепи так, чтобы отдельные ветви схемы не пересекались между собой.
2. Определить токи в ветвях схемы методом законов Кирхгофа.
3. Определить токи в ветвях схемы методом контурных токов.
4. Определить токи в ветвях схемы методом узловых потенциалов.
5. Определить напряжения на отдельных элементах схемы.
6. Определить мощности отдельных элементов схемы. Определить суммарную мощность всех источников энергии Рис = ∑Ре + ∑Рj и суммарную мощность всех приемников энергии Рпр = ∑I2×R. Проверить баланс мощностей Рис = Рпр.
7. По отношению к заданной p – q ветви схемы определить параметры эквивалентного генератора напряжения (Еэ, Rо) и эквивалентного генератора тока (Jэ, Gо). Расчет параметров эквивалентного генератора рекомендуется выполнить: Еэ = Uхх – методом узловых потенциалов, J = Iкз – методом контурных токов, Rо = 1/Gо – методом свертки схемы. Проверить соотношение между параметрами генератора по формуле Еэ = Jэ×Rо.
8. Рассчитать методом эквивалентного генератора напряжения (нечетные номера вариантов), или методом эквивалентного генератора тока (четные номера вариантов) функции Iрq = f(Rрq), Ррq = f(Rрq), построить совмещенную графическую диаграмму этих функций для ветви р – q при изменении сопротивления резистора Rрq в диапазоне от 0 до трехкратного заданного.
9. Для исходной схемы составить направленный граф.
10. Составить матрицы соединений А и В.
11. Выполнить расчет токов в ветвях схемы в матричной форме методом контурных токов (нечетные номера вариантов) или методом узловых потенциалов (четные номера вариантов).
12. Для выбранного контура схемы, включающего не менее 3-х источников ЭДС, построить в масштабе потенциальную диаграмму.
Вар. Эл-ты Параметры элементов ветвей
№ схемы 1-2 1-3 1-4 1-5 2-3 2-4 2-5 3-4 3-5 4-5 p-q
02 R (Ом) 157 --- 241 352 192 --- 98 134 231 196
02 E (В) 356 --- --- --- 269 --- --- -432 298 -371 2-3
02 J (A) --- --- 1,35 --- -1,91 --- -2,57 --- 0,87 ---
Общие методические указания
Изучение курса ТОЭ требует систематической работы над учебной литературой и решения задач по курсу в домашних условиях.
При выполнении домашних контрольных работ заочников следует руководствоваться следующими правилами:
1. Каждый студент выполняет домашнее задание в соответствии со своим вариантом (о выборе варианта см. ниже).
2. Перед тем, как приступить к решению задачи, необходимо изучить методы расчета и физические законы, положенные в основу решения.
3. По каждой задаче необходимо привести полные условия и расчетную схему, на которой указать принимаемые положительные направления искомых токов и напряжений.
4. Решение задачи следует сопровождать краткими пояснениями. Искомая величина вначале определяется в буквенном выражении, затем подставляются числовые значения величин, приводятся основные этапы преобразований и конечный результат, который должен ясно выделяться из общего текста с обязательным указанием его размерности.
5. При вычерчивании электрических схем следует пользоваться обозначениями, предусмотренными ГОСТом и требованиями ЕСКД. Схемы вычерчиваются в карандаше с помощью чертежных принадлежностей.
6. При построении графиков на осях координат следует наносить равномерные шкалы для откладываемых величин и их размерности. Если в одной и той же системе строится несколько графиков, то для каждой изображаемой величины необходимо выбрать свой масштаб и соответствующим образом обозначить графики.
7. Если одна и та же задача решается несколькими методами, то во всех случаях одни и те же величины должны иметь одинаковые обозначения.
8. На титульной странице (открыть/скачать в формате docx) домашнего задания необходимо указать тему и номер задания, номер варианта и номера задач, а также группу, фамилию и инициалы студента, должность, фамилию и инициалы преподавателя.
Ниже приводятся указания по выбору варианта задания.
Выбор варианта: Если номер варианта не указан преподавателем индивидуально для каждого студента, то он выбирается по двум последним цифрам номера зачетной книжки/договора студента.
Исходные данные
Задана сложная электрическая цепь, содержащая n = 5 узлов (номера узлов 1, 2, 3, 4, 5), m = 8 ветвей с резисторами Rpq и источниками ЭДС Еpq, а также дополнительные ветви с источниками тока Jpq между заданными узлами p и q. Параметры отдельных элементов заданы в таблице согласно номеру варианта задания. Положительные направления источников энергии Epq и Jpq соответствуют от узла p к узлу q.
Содержание задания
1. Составить схему заданной сложной цепи так, чтобы отдельные ветви схемы не пересекались между собой.
2. Определить токи в ветвях схемы методом законов Кирхгофа.
3. Определить токи в ветвях схемы методом контурных токов.
4. Определить токи в ветвях схемы методом узловых потенциалов.
5. Определить напряжения на отдельных элементах схемы.
6. Определить мощности отдельных элементов схемы. Определить суммарную мощность всех источников энергии Рис = ∑Ре + ∑Рj и суммарную мощность всех приемников энергии Рпр = ∑I2×R. Проверить баланс мощностей Рис = Рпр.
7. По отношению к заданной p – q ветви схемы определить параметры эквивалентного генератора напряжения (Еэ, Rо) и эквивалентного генератора тока (Jэ, Gо). Расчет параметров эквивалентного генератора рекомендуется выполнить: Еэ = Uхх – методом узловых потенциалов, J = Iкз – методом контурных токов, Rо = 1/Gо – методом свертки схемы. Проверить соотношение между параметрами генератора по формуле Еэ = Jэ×Rо.
8. Рассчитать методом эквивалентного генератора напряжения (нечетные номера вариантов), или методом эквивалентного генератора тока (четные номера вариантов) функции Iрq = f(Rрq), Ррq = f(Rрq), построить совмещенную графическую диаграмму этих функций для ветви р – q при изменении сопротивления резистора Rрq в диапазоне от 0 до трехкратного заданного.
9. Для исходной схемы составить направленный граф.
10. Составить матрицы соединений А и В.
11. Выполнить расчет токов в ветвях схемы в матричной форме методом контурных токов (нечетные номера вариантов) или методом узловых потенциалов (четные номера вариантов).
12. Для выбранного контура схемы, включающего не менее 3-х источников ЭДС, построить в масштабе потенциальную диаграмму.
Вар. №
Эл-ты схемы
Параметры элементов ветвей
1-2
1-3
1-4
1-5
2-3
2-4
2-5
3-4
3-5
4-5
p-q
01
R (Ом)
---
121
226
295
177
316
206
---
98
142
01
E (В)
---
287
---
-543
---
-482
376
---
214
---
1-5
01
J (A)
---
---
---
-1,28
2,21
---
-1,65
---
---
1,09
02
R (Ом)
157
---
241
352
192
---
98
134
231
196
02
E (В)
356
---
---
---
269
---
---
-432
298
-371
2-3
02
J (A)
---
---
1,35
---
-1,91
---
-2,57
---
0,87
---
03
R (Ом)
184
239
---
211
198
79
---
133
264
176
03
E (В)
256
---
---
---
-341
---
---
-362
284
195
3-4
03
J (A)
---
-1,45
---
---
---
2,33
---
-1,18
---
-1,99
04
R (Ом)
158
271
94
---
311
215
177
---
262
132
04
E (В)
-226
---
185
---
-372
---
221
---
-352
---
2-3
04
J (A)
---
---
-1,77
---
2,32
-1,92
---
---
---
0,99
05
R (Ом)
144
218
324
96
---
182
257
194
239
---
05
E (В)
256
---
-425
---
---
321
-268
---
-543
---
2-4
05
J (A)
---
-1,34
---
2,54
---
-1,77
---
---
1,85
---
06
R (Ом)
264
135
181
256
316
---
92
183
---
281
06
E (В)
-356
---
---
-424
---
---
163
-269
---
351
3-4
06
J (A)
---
1,67
---
---
-1,44
---
---
-0,94
---
1,72
07
R (Ом)
118
143
106
211
94
245
---
---
171
225
07
E (В)
---
-225
189
---
-132
---
---
---
-198
356
3-5
07
J (A)
1,33
---
---
---
-2,45
0,89
---
---
-1,63
---
08
R (Ом)
187
245
271
---
162
95
190
---
261
188
08
E (В)
---
-372
---
---
-285
---
229
---
391
275
4-5
08
J (A)
1,34
---
-2,77
---
---
---
0,89
---
---
-1,77
09
R (Ом)
---
173
284
311
251
188
150
292
---
271
09
E (В)
---
-268
---
437
---
-284
---
392
---
421
2-4
09
J (A)
---
---
1,85
---
---
2,75
-1,91
---
---
-0,83
10
R (Ом)
231
---
174
152
89
263
351
174
196
---
10
E (В)
364
---
-285
---
195
---
-413
218
---
---
2-5
10
J (A)
0,88
---
-1,72
---
-1,64
---
2,11
---
---
---
Список рекомендуемой литературы
1. Демирчян, К.С. Теоретические основы электротехники: учеб. для вузов: в 3 т./ К.С. Демирчан, Л.Р. Нейман, В.Л. Чечурин, Н.В. Коровкин. – 4-е изд., доп. для самостоятельного изучения курса. – Питер, 2004. – т.1. – 462 с.
2. Демирчян, К.С. Теоретические основы электротехники: учеб. для вузов: в 3 т./ К.С. Демирчан, Л.Р. Нейман, В.Л. Чечурин, Н.В. Коровкин. – 4-е изд., доп. для самостоятельного изучения курса. – Питер, 2004. – т.2. – 575 с.
3. Демирчян, К.С. Теоретические основы электротехники: учеб. для вузов: в 3 т./ К.С. Демирчан, Л.Р. Нейман, В.Л. Чечурин, Н.В. Коровкин. – 4-е изд., доп. для самостоятельного изучения курса. – Питер, 2004. – т.3. – 377 с.
4. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники: электрические цепи / Л.А. Бессонов: учеб. – 10-е изд. – М.: Гардарики, 2001. – 637 с.
5. Потапов, Л.А. Краткий курс теоретических основ электротехники / Л.А. Потапов. – 2-е изд., стер. – Брянск: БГТУ, 2005. – 179 с.
6. Коровкин, Н.В. Теоретические основы электротехники. Сборник задач: учеб. пособие / Н.В. Коровкин, Е.Е. Селина, В.А. Чечурин – СПб.: Питер, 2004. – 511 с.
ВАРИАНТ № 2
