Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Общие указания и требования к оформлению КР.

При выполнении и оформлении задач необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

· Прежде, чем приступить к выполнению задания, необходимо изучить теоретический материал соответствующего раздела дисциплины, рекомендуемый в методических указаниях (МУ) к заданию.

· После внимательного прочтения условия задачи следует записать исходные данные для своего варианта и приступить к выполнению задания в последовательности, указанной в МУ.

· КР выполняется на листах формата А4.

· Титульный лист оформляется в соответствии со стандартом университета.

· Текст решения разборчиво записывается на пронумерованных страницах с одной стороны листа. Обратные стороны предназначены для исправлений допущенных ошибок. Для замечаний преподавателя на каждой странице необходимо оставлять справа поле шириной 3 см.

· В решениях, где это требуется, необходимо приводить чертежи, графики, диаграммы и схемы, выполненные чертежными инструментами в соответствии с ГОСТ ЕСКД.

· Описания систем, устройств и аппаратов следует сопровождать ссылками на используемую литературу.

· При выполнении расчетов сначала записывается исходная формула, затем в нее подставляются значения входящих величин и приводится конечный результат. Вывод формул, имеющихся в используемой литературе, приводить не следует. Не следует также загромождать решение приведением всех алгебраических преобразований. В случае выполнения математических расчетов на персональном компьютере (ПК), в приложениях к заданию следует привести распечатку машинного решения задачи.

· Все результаты вычислений должны быть записаны с точностью до четырех значащих цифр и указанием единицы измерения величины.

· На последней странице указывается список использованной в работе литературы, ставится дата окончания работы и подпись.

· КР рекомендуется высылать на проверку и рецензирование не позднее начала экзаменационной сессии.

· КР выполненная в полном объеме и правильно (без замечаний рецензента) считается допущенной к защите.

· На повторную рецензию не допущенные к защите КР принимаются только при наличии предыдущей рецензии и первоначального варианта работы (с замечаниями рецензента).

· Защита КР осуществляется путем личного собеседования студента с преподавателем.

1. Методические указания и задания к задаче 1:

РАСЧЕТ РАЗВЕТВЛЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА».

Основные понятия теории электрических цепей.

Электрическая цепь – совокупность различных электротехнических устройств соединенных между собой проводниками. Простейшая электрическая цепь состоит из соединенных между собой проводниками источников и приемников электрической энергии, являющимися основными ееэлементами. Источники – устройства, в которых любой вид энергии (химическая, механическая, тепловая, и т.д.) преобразуется в электрическую. Источниками энергии являются аккумуляторы, генераторы, термоэлементы, и т.д. Приемники – устройства, в которых электрическая энергия преобразуется в энергию другого вида (механическую, тепловую, химическую и т.д.). Приемниками являются электродвигатели, электронагреватели, гальванические элементы и т.д.

Электрическая цепь, кроме основных элементов, может содержать также вспомогательные элементы:

· коммутационные устройства (выключатели, переключатели, рубильники, контакторы и т.п.), предназначенные для выполнения в цепи включений, выключений, переключений и т.д.;

· защитные устройства (предохранители, тепловые реле, разделительные трансформаторы и т.п.), предназначенные для создания безопасных условий работы электротехнических установок и обслуживающего их персонала;

· контрольно-измерительную аппаратуру (амперметры, вольтметры, ваттметры и т.п.), предназначенную для получения информации о тех или иных параметрах электротехнической установки.

Электрические цепи принято представлять в виде графических изображений основных и вспомогательных элементов и их соединений, называемых электрическими схемами. Чаще всего пользуются следующими видами схем:

· замещения, представляющие расчетную схему электрической цепи, на которой реальные элементы заменяются идеализированными моделями, при этом исключаются все вспомогательные элементы, не влияющие на результаты расчета.

· принципиальные, показывающие условные графические изображения элементов и соединения между ними. Ими пользуются при изучении и анализе работы электрических устройств;

Электрические цепи разделяют на цепи постоянного и переменного тока. Цепи, у которых электрическое сопротивление каждого участка не зависит от значений и направлений тока и напряжения, принято называть линейными. Процессы в этих цепях описываются линейными алгебраическими (при постоянном токе) и дифференциальными (при переменном токе) уравнениями.

Участок электрической цепи, содержащий источник электрической энергии, называют активным, не содержащий – пассивным. Участки и элементы в электрической цепи могут быть соединены различными способами (последовательно, параллельно, смешанно и т.д.). Электрические цепи, все элементы которых соединены последовательно (во всех элементах протекает один и тот же ток), называют неразветвленными. Цепи, имеющие разветвления, в дальнейшем будем называть сложными. В электрических цепях различают следующие топологические понятия:

· узел – место (точка) присоединения зажимов трех и более ветвей;

· ветвь – часть цепи с последовательным соединением элементов, включенная между двумя узлами;

· путь – последовательное соединение ветвей, связывающих два заданных узла;

· контур – часть электрической цепи представляющая собой замкнутый путь.

При наличии на зажимах источника энергии разности потенциалов (напряжения) в замкнутой электрической цепи протекает электрический ток.

Электрический ток – направленное движение заряженных частиц (электронов, ионов и т.д.) под действием электрического поля. Значение тока определяется количеством электрического заряда q, переносимого через поперечное сечение проводника в единицу времени

, (1.1)

т.е. ток численно равен скорости изменения электрического заряда во времени. Несмотря на то, что за направление тока принимают направление перемещения положительных зарядов, в электротехнике до начала расчета и анализа цепи условное (положительное) направление тока выбирают (как правило) произвольно, указывая его на схеме стрелкой. В результате расчета, если полученное значение тока положительно, то условно выбранное направление совпадает с истинным.

Разность потенциалов или напряжение – энергия W, затрачиваемая на перемещение единицы заряда q из одной точки электрической цепи (поля) в другую.

. (1.2)

Направление напряжения на пассивных элементах (приемниках) совпадает с направлением тока.

Распределение потенциала вдоль неразветвленной электрической цепи (контура) наглядно изображается графиком, называемым потенциальной диаграммой. Эта диаграмма представляет собой график в прямоугольной системе координат, по оси абсцисс которой откладывают сопротивления вдоль рассматриваемого контура, начиная с ркой-либо произвольной точки (потенциал которой принимается равным нулю), а по оси ординат – соответствующие потенциалы. Каждой точке рассматриваемого контура однозначно соответствует своя точка на потенциальной диаграмме.

Величина, характеризующая противодействие проводящей среды движению электрических зарядов (электрическому току), называется сопротивлением R.

Величина обратная сопротивлению называется проводимостью.

Вышеперечисленные величины, связывает между собой один из основных законов электротехники – закон Ома:

или , (1.3)

согласно которому, сила тока в участке электрической цепи прямо пропорциональна разности потенциалов (напряжению) на его зажимах и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка. Это формулировка закона Ома для участка цепи.

Закон Ома может быть применен и для замкнутой цепи с сопротивлением R содержащей источник Э.Д.С. E с внутренним сопротивлением R₀:

, (1.4)

т.е., сила тока в замкнутой электрической цепи прямо пропорциональна Э.Д.С. источника, действующего в этой цепи, и обратно пропорциональна ее полному сопротивлению.

На основании многочисленных опытов немецким физиком Г. Кирхгофом были установлены еще два закона (иногда их называют правилами), являющимися следствием закона сохранения энергии. Эти законы полностью определяют электрическое состояние цепей и являются основными при их расчете и анализе.

Первый закон Кирхгофа:

(1.5)

т.е., алгебраическая сумма мгновенных значений токов в ветвях присоединенных к рассматриваемому узлу электрической цепи равна нулю ( где n – число ветвей присоединенных к рассматриваемому узлу). Иначе в любом узле электрической цепи сумма токов, направленных к узлу, равна сумме токов, направленных от узла. Второй закон Кирхгофа:

(1.6)

т.е., алгебраическая сумма мгновенных значений Э.Д.С., действующих в контуре электрической цепи, равна алгебраической сумме мгновенных значений напряжений на элементах этого контура ( где m – число источников Э.Д.С. в рассматриваемом контуре, n – число элементов, входящих в состав этого контура).