Реферат по Электротехнике

Содержание

Задание №1. Цепь постоянного тока содержит резисторы, соединённые смешанно. Схема цепи, с указанием соединения резисторов, приведена на рисунке, в соответствии с вариантом, в приложении № 1. Индекс токов и направление совпадают с индексом резистора, по которому проходит этот ток. Например, через резистор R3 проходит ток I3 и на нем действует напряжение U3.

Определить: эквивалентное сопротивление этой цепи Rэкв; общий ток цепи I, а также токи на каждом из резисторов - I₁, I₂, I₃, I₄,… In; падение напряжения - U₁,  U₂,  U₃, U₄,…Un;  мощность Р и мощности  Р₁, Р₂, Р₃, Р₄,…Рn. Проверить, что  Р = Р₁ + Р₂ + Р₃ + Р₄.

Данные для своего варианта взять из таблицы 1.

Таблица 1

Решение: Определим сопротивление участка цепи с параллельным соединением резисторов и по формуле:

Эквивалентное сопротивление всей цепи:

Ток в неразветвлённой части цепи – он же ток через резистор R₁:

Напряжение на участках цепи:

Токи в ветвях цепи:

Мощность, потребляемая цепью:

Мощность, выделяемая на каждом резисторе:

Проверка:

Задание №2. В однофазную электрическую сеть переменного тока включена идеальная катушка индуктивности, обладающая активным R  и индуктивным X_L сопротивлениями.

Определить: угол сдвига фаз между напряжением и током cosφ, полную S, активную P и реактивную Q мощности. Построить векторную диаграмму.

Данные для своего варианта взять из таблицы 2.

Вариант задания соответствует заглавной букве фамилии  обучающегося.

Таблица 2

Решение: Индуктивное сопротивление катушки:

При полном сопротивлении катушки Z, активное сопротивление катушки определится:

Угол сдвига фаз определим через его косинус:

Ток в цепи:

Т.е. напряжение опережает ток в цепи на угол φ = 30,19⁰.

Полная, активная и реактивная мощность цепи:

Для построения векторной диаграммы найдём активную и реактивную составляющую напряжения:

Совмещённую векторную диаграмму токов и напряжений строим на рис. 3 в масштабе:

m_i = 2А/см; m_u = 1 B/см;

Вектор тока при построении диаграммы отложен произвольно и совмещён с действительной осью.

Активная составляющая вектора напряжения совпадает с вектором тока, а реактивная составляющая напряжения  опережает ток на 90⁰. Векторная сумма обеих составляющих даёт вектор напряжения на зажимах цепи . Угол φ между векторами  и – есть угол сдвига фаз между током в цепи и напряжением, приложенным к цепи. Косинус этого угла – есть коэффициент мощности цепи.

Задание №3. Три индуктивные катушки, имеющие активное сопротивление R и индуктивное X_L, соединены по схеме «звезда» и подключены к источнику трёхфазного напряжения.

Определить: действующие значения линейного U_Л и фазного U_Ф напряжений, ток в фазе I_Ф, полную S, активную P и реактивную Q мощности нагрузки.

Данные для своего варианта взять из таблицы 3.

Таблица 3

Решение: При равномерной (симметричной)  нагрузке и соединении звездой фазные напряжения на нагрузке одинаковы, сдвинуты между собой на 120⁰, меньше линейных напряжений в  раз и составляют:

При соединении звездой фазные токи равны линейным токам

Полное сопротивление фаз:

Линейный (он же фазный) ток в цепи: 

Полная, активная и реактивная мощность в фазах:

Полную мощность можно найти и так:

Активная, реактивная и полная мощность во всей нагрузке:

Замечание. Заданная условием мощность Р = 1,6кВт – лишнее условие задачи, противоречащее другим исходным данным.

Задание №4. Известны номинальные данные трёхфазного асинхронного двигателя, приведённые в таблице 4. Р₁ном – мощность, потребляемая из сети, Вт; Uл – напряжение питания, В; сos ном – коэффициент мощности; I₂ном – ток в фазе ротора, А; R₂ – сопротивление фазы ротора, Ом; R₁ – сопротивление фазы статора, Ом; Рст – потери в стали на перемагничивание, Вт; Рмех – механические потери, Вт; Рдоб – добавочные потери, Вт.

Определить: номинальный линейный ток, потребляемый двигателем из сети Iл при соединении обмоток статора звездой; потери мощности в меди статора и ротора  Рм₁ и Рм₂; КПД двигателя, работающего при номинальной нагрузке.

Таблица 4

Решение: Из формулы потребляемой мощности:

находим номинальный ток, потребляемый двигателем при соединении звездой:

Потери мощности в обмотках (в меди) статора и ротора:

Суммарные потери мощности в двигателе:

Полезная мощность на валу двигателя:

Коэффициент полезного действия (КПД) при номинальном режиме:

Задание №5. В схеме однополупериодного выпрямителя известны следующие параметры: напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора U₂ и сопротивление нагрузки Rн. Определить постоянную составляющую тока нагрузки I₀.

Данные для своего варианта взять из таблицы 5.

Таблица 5

Решение: Схема однофазного однополупериодного выпрямителя показана на рисунке 5.

Постоянная составляющая тока в нагрузке – величина, равная среднему значению тока за период:

Список литературы

1. Аполлонский, С. М. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле / С.М. Аполлонский. - М.: Лань, 2012. - 592 c.

2. Бондарь, И. М. Электротехника и электроника / И.М. Бондарь. - М.: МарТ, Феникс, 2014. - 352 c.

3. Бутырин, П. А. Основы электротехники. Учебник / П.А. Бутырин, О.В. Толчеев, Ф.Н. Шакирзянов. - М.: МЭИ, 2014. - 360 c.

4. Гальперин, М. В. Электротехника и электроника / М.В. Гальперин. - М.: Форум, Инфра-М, 2016. - 480 c.