Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Курсовая работа: Линейные и нелинейные электрические цепи постоянного тока

Название: Линейные и нелинейные электрические цепи постоянного тока
Раздел: Рефераты по физике
Тип: курсовая работа Добавлен 16:57:29 14 мая 2010 Похожие работы
Просмотров: 4374 Комментариев: 4 Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать

Содержание

1. Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока

1.1 Расчет линейных электрических цепей постоянного тока

1.2 Расчет нелинейных электрических цепей постоянного тока

2. Анализ электрического состояния линейных электрических цепей переменного тока: однофазных, трехфазных. Исследование переходных процессов в электрических цепях

2.1 Расчет однофазных линейных электрических цепей переменного тока

2.2 Расчет трехфазной линейной цепи переменного тока

2.3 Исследование переходных процессов в электрических цепях, содержащих конденсатор и сопротивление

Литература

1. Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока

1.1 Расчет линейных электрических цепей постоянного тока

Для электрической цепи, изображенной на (рис.1.1), выполнить следующее:

1) составить на основании законов Кирхгофа систему уравнений для определения токов во всех ветвях схемы;

2) определить токи во всех ветвях схемы, используя метод контурных токов;

3) определить токи во всех ветвях схемы на основании метода наложения;

4) составить баланс мощностей для заданной схемы;

5) результаты расчета токов по пунктам 2 и 3 представить в виде таблицы и сравнить;

6) определить ток во второй ветви методом эквивалентного генератора;

7) построить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура, включающего обе ЭДС.

рис.1.1

Дано: E1 =20 В, E2 =30 В, R1 =64 Ом,

R2 =43 Ом, R3 =31 Ом, R4 =25 Ом,

R5 =52 Ом, R6 =14 Ом, r01 =1 Ом,

r02 =2 Ом.

Определить: I1, I2, I3, I4, I5 .

1) Составить систему уравнений, применяя законы Кирхгофа для определения токов во всех ветвях.

Произвольно задаемся направлением токов в ветвях цепи I1 , I2 , I3 , I4 , I5 .

Составляем систему уравнений (в системе должно быть стока уравнений, скока в цепи ветвей). В нашей цепи пять ветвей, значит, в системе будет пять уравнений. Сначала составляем уравнение по первому закону Кирхгофа. В цепи с n узлами будет (n-1) уравнений, в нашей цепи три узла, значит, будет два уравнения. Составляем два уравнения, для двух произвольных узлов.

узел D: I3 =I1 +I2

узел F: I4 =I3 +I5

Теперь составляем недостающие три уравнения для трех независимых контуров. Чтобы они были независимыми, надо в каждый контур включить хотя бы одну ветвь, не входящую в предыдущую.

Задаемся обходам каждого контура и составляем уравнения по второму закону Кирхгофа.

Контур ABCD- обход против часовой стрелки

E1 =I1 (R1 +r01 ) - I2 (R3 +R6 )

Контур CDFE- обход против часовой стрелки

E2 =I2 (R3 +R6 ) +I3 R4 +I4 (R2 +r02 )

Контур EGHF- обход по часовой стрелке

E2 =I4 (R2 +r02 ) +I5 R5

ЭДС в контуре берется со знаком "+", если направление ЭДС совпадает с обходом контура, если не совпадает - знак "-".

Падения напряжения на сопротивления контура, берется со знаком "+", если направления тока в нем совпадает с обходом контура со знаком "-", если не совпадает.

Мы получили систему из пяти уравнений с пятью неизвестными:

.

Решив систему, определим величину и направление тока во всех ветвях схемы.

Если при решении системы ток получается со знаком "-", значит его действительное направление обратно тому направлению, которым мы задались.

2) Определить токи во всех ветвях схемы, используя метод контурных токов.

В заданной цепи можно рассмотреть три контура-ячейки (ABDC, CDFE, EGHF) и вести для них контурные токи Ik 1 , Ik 2 , Ik 3 .

Контуры-ячейки имеют ветвь, не входящую в другие контуры - это внешние ветви. В этих ветвях контурные токи являются действительными токами ветвей.

Ветви, принадлежащие двум смежным контурам, называются смежными ветвями. В них действительный ток равен алгебраической сумме контурных токов смежных контуров, с учетом их направления.

При составлении уравнений по второму закону Кирхгофа в левой части равенства алгебраически суммируются ЭДС источников, входящих в контур-ячейку, в правой части равенства алгебраически суммируются напряжения на сопротивлениях, входящих в этот контур, а также учитывается падение напряжения на сопротивлениях смежной ветви, определяемое по контурному току соседнего контура.

На основании вышеизложенного порядок расчета цепи методом контурных токов будет следующим:

стрелками указываем выбранные направления контурных токов Ik1 , Ik2 , Ik3 в контурах-ячейках (направление обхода контуров принимаем таким же);

составляем уравнения и решаем систему уравнений или методом подстановки, или с помощью определителей.

.

Подставляем численное значение ЭДС и сопротивлений:

или

Решим систему с помощью определителей. Вычислим определитель системы Δ и частные определители Δ1 , Δ2 , Δ3.

; ;

; .

Вычислим контурные токи:

; ;

.

Вычислим действительные токи:

I1 =Ik1 =0,313A; I2 =Ik2 -Ik1 =0,32-0,313=0,007A;
I3 =Ik2 =0,32A; I4 =Ik2 +Ik3 =0,32+0,161=0,481A;
I5 =Ik3 =0,161A.

3) Определить токи во всех ветвях схемы на основании метода наложения.

По методу наложения ток в любом участке цепи рассматривается как алгебраическая сумма частных токов, созданных каждой ЭДС в отдельности.

а) Определить частные токи от ЭДС E1 , при отсутствии ЭДС E2 , т.е. рассчитать цепь по рисунку 1.2

рис 1.2

Показываем направление частных токов от ЭДС E1 и обозначаем буквой I с одним штрихом (I'). Решаем задачу методом "свертывания".

Ом;

Ом;

;

Ом;

Ом;

Ом.

Ток источника:

А.

Применяя закон Ома и первый закон Кирхгофа, вычисляем токи ветвей.

;

В;

В;

А;

А;

В;

В;

А; А

Токи ветвей:

I1 ’=I1 =0,226A; I2 ’=I6,5 =0,123A;
I3 ’=I4 =0,103A; I4 ’=I2,02 =0,066A;
I5 ’=I5 =0,057A.

б) Определяем частные токи от ЭДС E2 при отсутствии ЭДС E1 , т.е. рассчитываем простую цепь по рисунку 1.3

рис 1.3

Показываем направление частных токов от ЭДС E2 и обозначаем их буквой I с двумя штрихами (I’’).

Рассчитываем общее сопротивление цепи:

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ом

Ток источника:

А

Применяя закон Ома и первый закон Кирхгофа, вычисляем токи ветвей:

;

В;

В;

А;

А;

В;

В;

А;

А;

Токи ветвей:

I1 ’’=I1,01 =0,106A; I2 ’’=I3,6 =0,154A;
I3 ’’=I4 =0, 196A; I4 ’’=I2 =0,423A;
I5 ’’=I5 =0,277А.

Вычисляем токи ветвей исходной цепи (рис 1.1), выполняя алгебраическое сложение токов, учитывая их направления:

I1 =I1 ’+I1 ’’=0,226+0,106=0,332А; I2 =I2 ’-I2 ’’=0,123-0,154= - 0,031А;
I3 =I3 ’+I3 ’’=0,103+0, 196=0,229А; I4 =I4 ’+I4 ’’=0,66+0,423=0,489А;
I5 =I5 ’-I5 ’’=0,057-0,227= - 0,17А.

Знак "-" говорит о том, что ток течет в обратном направлении которого мы задались в пункте а).

4) Составить баланс мощностей для заданной схемы.

Источник E1 и E2 вырабатывают электрическую энергию, т.к направление ЭДС и тока в ветвях с источниками совпадают. Баланс мощностей для заданной цепи пишется так:

E1 I1 +E2 I4 =I1 2 (R1 +r01 ) +I2 2 (R3 +R6 ) +I3 2 R4 +I4 2 (R2 +r02 ) +I5 2 R5.

Подставляем числовые значения и вычисляем:

20ּ0,332+30ּ0,489=0,3322 ּ65+0,0312 ּ45+0,2992 ּ25+0,4892 ּ45+0,172 ּ52

21,31Вт=21,706Вт

С учетом погрешностей баланс мощностей получился.

5) Результаты расчетов токов по пунктам 2 и 3 представить в виде таблицы и сравнить.

Ток ветвей

Метод расчета

I1, А I2,А I3,А I4,А I5, А
метод контурных токов 0,313 0,007 0,320 0,481 0,161
метод наложения 0,332 0,031 0,229 0,489 0,170

Расчет токов ветвей обоими методами с учетом ошибок вычислений примерно одинакова.

6) Определить ток во второй ветви методом эквивалентного генератора.

Метод эквивалентного генератора используется для исследования работы какого-либо участка в сложной электрической цепи.

Для решения задачи методом эквивалентного генератора разделим электрическую цепь на две части: потребитель (исследуемая ветвь с сопротивлением R2 , в которой требуется определить величину тока) и эквивалентный генератор (оставшаяся часть цепи, которая для потребителя R2 служит источником электрической энергии, т.е. генератором). Получается схема замещения (рис.1.4).

рис 1.4

рис 1.5

На схеме искомый ток I2 определим по закону Ома для замкнутой цепи: , где Eэ - ЭДС эквивалентного генератора, ее величину определяют как напряжение на зажимах генератора в режиме холостого хода, Eэ =Uxx - внутреннее сопротивление эквивалентного генератора, его величина рассчитывается как эквивалентное сопротивление пассивного двухполюсника относительно исследуемых зажимов. Изображаем схему эквивалентного генератора в режиме холостого хода (рис.1.5), т.е. при отключенном потребителе R2 от зажимов а и б. В этой схеме есть контур, в котором течет ток режима холостого хода.

Определим его величину:

А.

Зная Ixx величины сопротивлений и ЭДС, в схеме можно определить Uxx как разность потенциалов между клеммами а и б. Для этого потенциал точки а будем считать известным и вычислим потенциал точки б.

φба +E2 -Ixx ּR5 тогда Uxxба =E2 -Ixx ּR5 =30-0,141ּ52=22,668В

Для расчета внутреннего сопротивления эквивалентного генератора необходимо преобразовать активный двухполюсник в пассивный (рис.1.6), при этом ЭДС Е1 и E2 из схемы исключается, а внутренние сопротивления этих источников r01 и r02 в схеме остаются.

Вычисляем эквивалентное сопротивление схемы (рис 1.6) относительно зажимов а и б:

рис 1.6

Ом

Зная ЭДС и внутреннее сопротивление эквивалентного генератора, вычисляем ток в исследуемой ветви:

А.

7) Построить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура, включающего обе ЭДС.

Возьмем контур ABFE. Зададимся обходом контура против часовой стрелке. Заземлим одну из точек контура, пусть это будет точка А. Потенциал этой точки равен нулю, φA =0 (рис.1.1). Зная величину и направление токов ветвей и ЭДС, а также величины сопротивлений, вычислим потенциалы всех точек контура при переходе от элемента к элементу. Начнем обход от точки А.

φA’A +E1 -I1 r01 =0+20-0,313ּ1=19,687 В

φBA’ -I1 R1 =19,687-0,313ּ64=-0,345 В

φFB -I3 R4 = - 0,345-0,32ּ25=-8,345 В

φF’F -I4 R2 =-8,345-0,481ּ43=-29,028 В

φEAF’ +E2 -I4 r02 = - 29,028+30-0,481ּ2=0 В

Строим потенциальную диаграмму. По оси абсцисс откладываем сопротивления контура в той последовательности, в которой производим обход контура, прикладывая сопротивления друг к другу, по оси ординат - потенциалы точек с учетом их знака.

рис.1.7

1.2 Расчет нелинейных электрических цепей постоянного тока

Построить входную вольтамперную характеристику схемы (рис.1.8) Определить токи во всех ветвях схемы и напряжения на отдельных элементах, используя полученные вольтамперные характеристики.

Использовать вольтамперные характеристики элементов "а" и "б" (рис 1.9).

рис 1.8

Дано:

Определить:

U=200 В.

R3 =32 Ом.

нэ1=а

нэ2=б

I1, I2, I3, U1, U2, U3.

рис 1.9

Расчет цепи производим графическим методом. Для этого в обшей системе координат строим вольтамперные характеристики (ВАХ) линейного и нелинейных элементов: I1 =f (U1 ), I2 =f (U2 ), I3 =f (U3 ) (рис 1.10).

рис 1.10

ВАХ линейного элемента строим по уравнению . Она представляет собой прямую, проходящую через начало координат.д.ля определения координаты второй точки ВАХ линейного элемента задаемся произвольным значением напряжения. Например, UR =160В, тогда соответствующее значение тока А. Соединив полученную точку с началом координат, получим ВАХ линейного элемента.

Далее строится общую ВАХ цепи с учетом схемы соединения элементов. В нашей цепи соединение элементов смешанное. Поэтому графически "сворачиваем" цепь. Начнем с элемента I1 =f (U1 ) (нэ1), он подсоединен параллельно цепи и его ВАХ будет таким же, как и при дано. Далее делаем характеристики линейного элемента I3 =f (U3 ) и нелинейного элемента (нэ2) I2 =f (U2 ), которые соединены между собой последовательно. Строим для них общую ВАХ. В данном случае задаемся током и складываем напряжения. Проделываем это многократно. По полученным точкам строим общую ВАХ цепи I23 =f (U23 ). Затем строим ВАХ нелинейного элемента I1 =f (U1 ) и I23 =f (U23 ), они подсоединены в цепи параллельно, значит, их ток будет равен сумме токов I1 =f (U1 ) и I23 =f (U23 ), значит складываем на графике их общий ток I=f (U).

Дальнейший расчет цепи производим по полученным графикам.

Чтобы найти токи и напряжение на всех элементах цепи поступим так: по оси напряжение находим напряжение равное 200 В (точка а ). Из этой точки восстанавливаем перпендикуляр до пересечения I1 =f (U1 ), получаем точку "в ". Из точки "в " опустим перпендикуляр на ось тока и получим точку "о ", и получим ток (нэ1). Iнэ1 =5,2А. Так же восстановим перпендикуляр из точки "а " до пересечение I23 =f (U23 ) и опустим его на ось тока, получим ток во второй ветви I3, не2 =I3 =Iне2 =3А. Отрезке "нд " пересекает ВАХ I3 =f (U3 ) и I2 =f (U2 ) в точках "з " и "г ", опустим там перпендикуляры мы получим напряжение на элементах R3 (U3 =95В) и (нэ2) (Uнэ2 =105В).

2. Анализ электрического состояния линейных электрических цепей переменного тока: однофазных, трехфазных. Исследование переходных процессов в электрических цепях

2.1 Расчет однофазных линейных электрических цепей переменного тока

К зажимам электрической цепи (рис 2.1), подключен синусоидальное напряжение u=54sin (ωt+60º) В частотой f=50Гц.

Выполнить следующее:

определить реактивное сопротивление элементов цепи;

определить действующие значения токов во всех ветвях цепи;

записать уравнение мгновенного значения тока источника;

составить баланс активных и реактивных мощностей;

построить векторную диаграмму токов, совместимую с топографической векторной диаграммой напряжений.

рис 2.1

Дано: R1 =10 Ом; R2 =20 Ом; L1 =31,8 мГн; L2 =50,9 мГн; C1 =318 мкФ; C2 =199 мкФ.

Определить: XL1 , XL2 , XC1 , XC2 , I, I1 , I2 , I3 , I4 , i.

1) Реактивное сопротивление элементов цепи.

Ом,

Ом,

Ом,

Ом.

2) Расчет токов в ветвях цепи выполнен методом эквивалентных преобразований.

Представим схему, приведенную на рисунке 2.1, в виде:

рис 2.2

Находим комплексные сопротивления ветвей, затем участков цепи и всей цепи:

Ом; Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

Ом.

Выразим действительное значение напряжение в комплексной форме:

В.

Вычисляем общий ток цепи:

А.

Для определения токов параллельных ветвей I1 , I2 , I3 , рассчитываем напряжение на зажимах:

В

Вычисляем токи ветвей:

А;

А;

А.

3) Уравнение мгновенного значения тока источника:

;

А.

4) Составить баланс активных и реактивных мощностей:

где Sист =150,488 ВּА,

Pист =122,96 Вт,

Qист = - 86,74 вар.

Активная Pпр и реактивная Qпр мощность приемников:

Pпр =I3 2 (R1 +R2 ) =2,032 ּ30=123,62 Вт;

Qпр=I1 2 (XL1 ) +I2 2 (-XC2 ) +I3 2 (XL2 ) +I4 2 (-XC1 ) =6,892 ּ10+4,32 ּ (-16) +2,032 ּ16+3,962 ּ (-10) =-88вар

Баланс мощностей выполняется:

Pист =Pпр , Qист =Qпр

123Вт=124Вт, - 87вар=-88вар.

Баланс мощностей практически сходится.

5) Напряжения на элементах:

Uab =I3 R2 =2,03ּ20=40,6 B; Uae =I2 XC1 =4,3ּ10=43 B;
Ubc =I3 XL2 =2,03ּ16=32,48 B; Ued =IּXC1 =3,96ּ16=63,36 B.
Uce =I3 R1 =2,03ּ10=20,3 B;

6) Строим топографическую векторную диаграмму на комплексной плоскости.

Выбираем масштаб: MI =1 А/см, MU =10 В/см.

Определяем длины векторов токов и напряжений:

см; см; см;
см; см; см.
см; см;
см; см;

рис 2.3

На комплексной плоскости в масштабе откладываем векторы токов в соответствии с расчетными значениями, при этом положительные фазовые углы отсчитываем от оси (+1) против часовой стрелке, а отрицательные - по часовой стрелке.

Топографическая векторная диаграмма напряжений характерна тем, что каждой точке диаграммы соответствует определенная точка электрической цепи. Построение векторов напряжений ведем, соблюдая порядок расположения элементов цепи и ориентируя векторы напряжений относительно векторов тока: на активном сопротивлении ток и напряжение совпадают по фазе, на индуктивном элементе напряжение опережает ток на 90°, а на емкостном напряжение отстает от тока на 90°.

2.2 Расчет трехфазной линейной цепи переменного тока

В цепи, изображенной на схеме (рис.2.4), потребители соединены треугольником. Известно линейное напряжение Uл =38 В и сопротивление фаз. RAB =18,8 Ом; RBC =3,8 Ом; RCA =3,1 Ом; XLAB =0,68 Ом; XLAC =2,57 Ом; XCBC =2,2 Ом.

Определить фазные, линейные токи, мощности активные, реактивные, полные мощности каждой фазы и всей цепи. Построить векторную диаграмму цепи.

рис 2.4

Дано:

Uл =38 В;

RAB =18,8 Ом;

RCA =3,1 Ом;

XLAB =0,68 Ом;

XLCA =2,57 Ом;

XCBC =2,2 Ом.

Определить: IA , IB , IC , IAB , IBC , ICA , P, Q, S.

При соединении трехфазной цепи треугольником расчет будет вести символическим методом.

1) Модули фазных напряжений при соединении треугольником равны линейным напряжениям.

UЛ =UФ =38 В, то есть В

Комплексы данных напряжений запишем из условия, что вектор совмещен с действующей осью комплексной плоскости;

В;

В;

В.

2) Вычислить комплексы фазных сопротивлений.

Ом,

где ZAB =2 Ом, φAB =19,9º;

Ом,

где ZBC =4,82 Ом, φBC =30º;

Ом,

где ZCA =4,03 Ом, φCA =39,5º.

3) Определить фазные токи:

А,

модуль IAB =19 А, ψAB =-19,9º;

,

модуль IBC =7,88 А, ψBC =-90º;

А,

модуль ICA =9,43 А, ψCA =80,5º.

4) Находим линейные токи из уравнений, записанных по первому закону Кирхгофа для узлов A, B, C.

А,

модуль IА =22,69 А, аргумент ψА =44º;

А,

модуль IB =17,93 А, аргумент ψB =-4,5º;

A,

модуль IC =17,25 А, аргумент ψC =84,9º.

5) Вычислить мощность каждой фазы и всей цепи:

ВּА,

где SAB =722 BּA, PAB =679,89 Вт, QAB =-245,75 вар;

ВּА,

где SВС =299,44 BּA, PB С =-259,32 Вт, QAB =149,72 вар;

ВּА,

где SCA =360,24 BּA, PCA =-337,43 Вт, QAB =-126,16 вар;

где S=236,89 BּA, P=82,14 Вт, QAB =-222,19 вар.

6) Строим в масштабе векторную диаграмму напряжений и токов.

Векторы фазных токов , , строятся под углами ψAB , ψBC , ψCA к действительной оси. К концам векторов , , пристраиваются отрицательные фазные токи согласно уравнениям:

, , .

Замыкающие векторные треугольники векторов , , представляют в выбранном масштабе линейные токи.

Выбираем масштаб: MI =3 А/см.

см;

см;

см.

рис 2.5

2.3 Исследование переходных процессов в электрических цепях, содержащих конденсатор и сопротивление

Цепь с последовательно включенными конденсатором емкостью С = 50 мкФ и сопротивлением R = 10 КОм подсоединяется к источнику постоянного напряжения U = 50 В (переключатель в положении 1). Определить законы изменения переходных напряжений и тока при заряде конденсатора и построить их графики. Затем цепь отключается от источника и одновременно переключатель переводится в положение 2. Определить законы изменения переходных напряжений и тока при разряде конденсатора и построить их графики. Определить фактическую длительность заряда и разряда конденсатора и энергию электрического поля при 1 = Зτ. Схема цепи приведена на рис.2.6

рис 2.6

Дано: С = 50 мкФ, R = 10 КОм, U = 50 В.

Определить: i=f (t),t; uc =f (t),W.

1) Переключатель в положении 1 (заряд конденсатора)

τ =RּC=104 ּ50ּ16-6 =0,5c

На основании второго закона коммутации получены законы, характеризующие напряжение и ток при заряде конденсатора.

где U- напряжение источника

uуст =U- установившееся значение напряжения при заряде конденсатора

- свободная составляющая напряжения при заряде конденсатора.

Зарядный ток равен свободной составляющей, т.к ток установившегося режима равен 0 (iуст =0).

Длительность заряда конденсатора:

t=5τ=5ּ0,5=2,5 с.

Вычисляем значение напряжения на конденсаторе при его заряде для значений времени t=0, τ, 2τ, 3τ, 4τ, 5τ.

t=0, В;

t=τ, B;

t=2τ, B;

t=3τ, B;

t=4τ, B;

t=5τ, B.

Аналогично вычисляем значения зарядного тока согласно закону изменения переходного тока при заряде конденсатора для значений времени t=0, τ, 2τ, 3τ, 4τ, 5τ.

t, c 0 τ
i, мкА 25 9, 19 3,38 1,24 0,46 0,17

Согласно полученным результатам строим графики зарядного напряжения и тока в зависимости от τ. (рис 2.7)

рис 2.7

Из построенных графиков u (t) и i (t) можно для любого момента времени определить значение u и i, а также рассчитать запасенную энергию в электрическом поле заряженного конденсатора. Например, при t=3τ:

Дж.

2) Переключатель в положении 2 (разряд конденсатора).

Быстрота разряда конденсатора также зависит от параметров цепи и характеризуется постоянной времени, разряда конденсатора:

τ =RC=104 ּ50ּ10-6 =0,5 с

На основании второго закона коммутации получены законы, характеризующие напряжение и ток при разряде конденсатора:

где U- напряжение заряженного конденсатора до начала разряда.

Разрядные напряжения и ток равны их свободным составляющим, т.к напряжение и ток установившегося режима после разряда равны 0 (uc уст =0, iуст =0).

Длительность разряда конденсатора:

t=5τ=0,5ּ5=2,5 с.

Вычисляем значения напряжения конденсатора при его разряде для, значений времени

t=0, τ, 2τ, 3τ, 4τ, 5τ.

t=0, В;

t=τ, B;

t=2τ, B;

t=3τ, B;

t=4τ, B;

t=5τ, B.

Аналогично вычисляем значения разрядного тока согласно закону изменения переходного тока при разряде конденсатора для тех же значений времени.

А.

Знак "-" говорит о том, что разрядный ток имеет обратное направление зарядному.

t=0,мкА;

t=τ, мкА;

t=2τ, мкА;

t=3τ, мкА;

t=4τ, мкА;

t=5τ, мкА.

Согласно полученным расчетам строим графики разрядного напряжения и тока в зависимости от τ (рис 2.8).

рис 2.8

Энергия электрического поля конденсатора в момент времени t=3τ:

Дж.

Литература

1. Галицкая Л.Н. "Теоретические основы электротехники. Курсовое проектирование" - Минск 1997г.

2. Попов В.С. "Теоретическая электротехника" - Москва 1990г.

3. Евдокимов Ф.Е. "Теоретические основы электротехники". Издательство "Высшая школа" - Москва 2002г.

4. Вычисляем токи ветвей исходной цепи, выполняя алгебраическое сложение частных токов, учитывая их направления.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений06:54:51 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
11:39:34 29 ноября 2015
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
22:48:53 28 ноября 2015
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
16:20:47 25 ноября 2015

Работы, похожие на Курсовая работа: Линейные и нелинейные электрические цепи постоянного тока
Электрические аппараты
Раздел 1. Основы теории электрических аппаратов Лекция № 1 Электрический аппарат - это электротехническое устройство, которое используется для ...
Эти задержки в токе на нуле могут быть большей или меньшей величины в зависимости от существующих условий в цепи (сдвига фаз между током и напряжением, величины напряжения ...
Увеличивающееся при гашении дуги сопротивление Rд приводит к некоторому уменьшению амплитудных значений тока (I1,I2,I3) по полупериодам и уменьшению сдвига фаз между током цепи iД ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: учебное пособие Просмотров: 16860 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 3 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать
Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения с ...
СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Исследование методов и устройств компенсации реактивной мощности при электроснабжении нелинейных и резкопеременных нагрузок 1.1 ...
При этом возникает сдвиг анодного тока i2 относительно кривой напряжения на время, измеряемое углом a. Угол сдвига по фазе тока i2 относительно амплитуды напряжения U2 равен:
Компенсация резкопеременных реактивных нагрузок электрической сети путем фазового регулирования напряжения дросселя характеризуется большим быстродействием и более точным ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: дипломная работа Просмотров: 44814 Комментариев: 5 Похожие работы
Оценило: 9 человек Средний балл: 4.8 Оценка: 5     Скачать
Реконструкция подстанции "Сорокино" 110/10/10
Введение Целью данного диплома - создание проекта реконструкции подстанции "Сорокино" на основе прогрессивных технических решений. Необходимость ...
Где I1.НОМ.ТТ = 3000 А - номинальный ток первичной обмотки выбранного ТЛО-10 в цепях ввода с IР.MAX=2546,11 А. KРАСЧ - расчетное значение предельной кратности тока, где значение ...
Комплектование цифровыми регуляторами REG-DPA с высокой чувствительности по напряжению 3U0 (в диапазоне 0,1-120 В). Регулятор обеспечивает высокое удобство эксплуатации (вычисляет ...
Раздел: Промышленность, производство
Тип: дипломная работа Просмотров: 16972 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 3 человек Средний балл: 4.7 Оценка: неизвестно     Скачать
Схема автоматического регулирования продолжительности выпечки с ...
СОДЕРЖАНИЕ 1. Технологическая часть 1.1 Анализ работы технологического процесса и описание производственной установки 1.2 Анализ работы оператора 1.3 ...
. Так как без учета активной составляющей тока холостого хода I1+I2=Iѭ, получим:
Формирование сигналов обратной связи по ЭДС с помощью датчиков тока и напряжения дает удовлетворительную точность при напряжении и токе, близких к синусоидальным.
Раздел: Промышленность, производство
Тип: дипломная работа Просмотров: 5152 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Модернизация Алматинской ТЭЦ-2 путём изменения водно-химического ...
Дипломная работа По теме: Модернизация Алматинской ТЭЦ - 2 путём изменения водно-химического режима системы подготовки подпиточной воды с целью ...
Результирующее сопротивление ветви энергосистемы (шин неизменного напряжения) хС=0,38 Ом (знак * опущен здесь и далее).
Расчетный ток продолжительного режима в цепи блока генератор-трансформатор определяется по наибольшей электрической мощности генератора (генераторы G5 и G6 ТВФ-110-2ЕУ3 единичной ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: дипломная работа Просмотров: 7936 Комментариев: 4 Похожие работы
Оценило: 2 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать
Основные понятия и элементы линейных пассивных электрических цепей
... дисциплины ставят перед курсом ТОЭ задачи расчёта и исследования процессов, характеризуемых токами, напряжениями, мощностями, магнитными ...
Итак, ІІ закон Кирхгофа гласит: сумма падений напряжений во всех ветвях любого замкнутого контура электрической цепи равна сумме ЭДС электрической энергии, действующих в этом ...
Закон Ома применяется для расчёта токов и напряжений в отдельных ветвях цепи или для одноконтурной замкнутой цепи, не имеющей разветвлений.
Раздел: Рефераты по физике
Тип: реферат Просмотров: 1134 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Измерение параметров лазеров
ВВЕДЕНИЕ Получение достоверных результатов измерений как самих параметров лазеров, так и выходных характеристик лазерных приборов и систем имеет свою ...
Возникающие под действием излучения неосновные носители диффундируют через p-n-переход и ослабляют электрическое поле последнего, что приводит к изменению электрического тока в ...
При попарной обработке обоих получаемых сигналов получим: на нулевой частоте (по постоянному току) s0=I1(0)+I2(0), при детектировании на частоте второй гармонию (f2=2w/2p),
Раздел: Рефераты по технологии
Тип: реферат Просмотров: 4866 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 3 человек Средний балл: 3.7 Оценка: неизвестно     Скачать
Электротехника
Лабораторная работа № 1. Изучение соединения резисторов. Цель работы: Изучить на практике признаки параллельного и последовательного и смешанного ...
Согласно второго закона Кирхгофа в любой замкнутом контуре эл.цепи, алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме напряжении на всех резисторных элементов контура.
При отсутствии тока в цепи ЭДС равна разности потенциалов источника энергии, поэтому подключенный в эту цепь вольтметр показывает ЭДС , а не напряжение .
Раздел: Рефераты по радиоэлектронике
Тип: реферат Просмотров: 3216 Комментариев: 4 Похожие работы
Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать
Синхронные машины. Машины постоянного тока
Синхронные машины. Машины постоянного тока Учебное пособие 1. Синхронные машины 1.1 Принцип действия синхронной машины Статор 1 синхронной машины (рис ...
В первый момент времени (рис. 2.30, а) ток i в коммутируемой секции, присоединенной к пластинам 1 и 2, равен ia и направлен от пластины 2 к пластине 1. Ток щетки 2ia проходит ...
... Т отпирается путем подачи импульсов гока управления на его управляющий электрод, запирание же его осуществляется с помощью коммутирующего конденсатора Ск Перед включением тиристора ...
Раздел: Рефераты по физике
Тип: учебное пособие Просмотров: 52509 Комментариев: 2 Похожие работы
Оценило: 3 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно     Скачать

Все работы, похожие на Курсовая работа: Линейные и нелинейные электрические цепи постоянного тока (5672)

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(151362)
Комментарии (1844)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru