ТОЭ типовые задания примеры решения задач

Гуманитарные науки

У нас студенты зарабатывают деньги

 Дипломы, работы на заказ, недорого

 Контрольные работы

Контрольные работы

 Репетиторы онлайн по английскому

Репетиторы онлайн по английскому

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Приглашаем авторов для работы

Авторам заработок

Решение задач по математике

Закажите реферат

Закажите реферат

История искусства
Стили в архитектуре и дизайне
История дизайна
Электротехника
Курсовой расчет
ТОЭ типовые задания примеры решения задач
Линейные цепи постоянного тока
Комплексный метод расчета
цепей синусоидального тока
Электрические цепи с
взаимной индуктивностью
Расчет неразветвленных
магнитных цепей
Электромагнитные устройства
Трансформаторы
Однофазный асинхронный двигатель
Электронно-оптические приборы
Электронные усилители и генераторы
Источники питания электронных устройств
Измерение тока и напряжения
Работа электрической машины
постоянного тока в режиме генератора
Генераторы
Лабораторные работы
Контрольная работа
Конспект лекций
Графика
Начертательная геометрия
Решение практических задач
Математика
Методические указания к выполнению
контрольных работ
Решение линейных дифференциальных
уравнений
Поверхности второго порядка
Интегрирование
Предел
Линейная функция
Матрица
Физика
Оптика лекции и примеры решения задач
Электростатика
Туриcтические
достопримечательности
Мексика
Биосферный резерват Сиан-Каан
Ольмеки
Пуэбла-де-Сарагоса
Великая Пирамида Чолула
Кафедральный собор Успения
Пресвятой Богородицы в Мехико
Замок Чапультепек (Castillo de Chapultepec)
Памятник героям независимости
Пирамида Солнца
Францисканские миссии в Сьерра-Горде
Церковь Святого Михаила Архангела
Достопримечательности
Гуанахуато Ла Валенсиана
Алхондига де Гранадитас
Иконографический музей Дон Кихота
Белгород
экскурсия по центральной части г. Белгорода

Смоленский собор

Белгородский государственный
академический театр
Свято-Троицкий бульвар
Санкт Петербург

Мосты Санкт-Петербурга

Троицкий мост
Банковский мост с четырьмя грифонами
Демидов мост через канал Грибоедова
Виды и организация туризма
Культурно-познавательный туризм
Деловой туризм.
Рекреационный туризм
Образовательный туризм
ШОП-ТУР
Религиозный туризм
Экологический туризм
Приключенческий туризм
тур «Затерянный город» в Таиланде
Анимация – новое направление в туризме
Сельский туризм
Горнолыжный туризм
Культурное наследие народов Майя
САМЫЕ РАННИЕ МАЙЯ
ПОСЕЛЕНИЯ РАННЕАРХАИЧЕСКОГО
ПЕРИОДА
ПОЯВЛЕНИЕ КУЛЬТУРЫ МАЙЯ
расцвет культуры «мирафлорес»
ЦЕНТРАЛЬНАЯ ОБЛАСТЬ МАЙЯ.
КУЛЬТУРА «ТСАКОЛ»
В позднеклассический период искусство майя
ИЦЫ И ГОРОД МАЙЯПАН
МАЙЯ-МЕКСИКАНСКИЕ ДИНАСТИИ
В ЮЖНОЙ ОБЛАСТИ
Государство древних майя
МИРОВОЗЗРЕНИЕ МАЙЯ
Диего де Ланда
Развитие туризма в
Новосибирской области

Туристические фирмы

Для отдыхающих в Краснозерском районе

Колыванский район

Памятники археологии

 

В основу задачника были положены курс лекций по ТОЭ и типовые задания, которые в течение ряда лет использовались авторами при чтении курсов электротехники и ГОЭ в Санкт-Петербургском институте точной механики и оптики (Техническом университете СПб ИТМО).

При оформлении решения любой задачи следует вначале четко изложить условия задачи, привести исходную электрическую схему и проставить на ней буквенные и числовые значения параметров элементов. Все рисунки, схемы и графики должны быть выполнены аккуратно с помощью чертежных инструментов

К источникам электрической энергии принято относить различные генераторы, которые преобразуют один из видов исэлсктрической энергии в электрическую: электромеханические, тепловые, рпдиоизотопные и другие.

При объединении последовательно соединенных идеальны к источников напряжения, как показано на рис. 1.2г эквивалентное напряжение определяется их алгебраической суммой, знаки в которой учитывают направление отдельных источников:

Параллельное соединение идеальных источников напряжения не допускается, так как при этом напряжение эквивалентного источника оказывается неопределенным.

Если преобразовать соединение звездой сопротивлений в эквивалентное соединение треугольником сопротивлений то получаем схему, где можно выделить параллельно и последовательно соединенные элементы.

Вначале найдем значения сопротивлений преобразованной звезды

Для определения эквивалентной индуктивности произведем замену индуктивностей соединенных по схеме звезды, эквивалентным соединением по схеме треугольника. Значения индуктивностей преобразованной схемы определим по формулами

Решение. Для определения сопротивления эквивалентного источника напряжения необходимо выполнить следующие действия:

Для определения напряжения эквивалентного источника можно использовать различные методы расчета цепей, в том числе метод эквивалентных преобразовании или законы Кирхгофа.

Расчет цепей постоянного тока по законам Кирхгофа

При составлении топологического графа цепи используют понятие обобщенной ветви, в состав которой могут входить источник напряженияз идеального источника тока и реального источника напряжения с внутренним сопротивлением включенных параллельно.

Очевидно, что если из этого графа удалить одну из ветвей, то в оставшемся графе контуров не будет. ветвью связи. Добавление к дереву графа ветви связи позволяет построить для этого графа один-единственный контур.

Для контура к2 составим уравнение по второму закону Кирхгофа и определим напряжение

При решении обратных задач можно использовать различные методы расчета цепей, например методы контурных токов или узловых напряжений. Однако при использовании этих методов приходится выполнять замену переменных в уравнениях, составленных но этим методам В связи с этим рассмотрим пример на применение метода контурных токов при решении обратной задачи.

Если в уравнения контурных токов подставить числовые значения параметров элементов и поменять местами члены с известным током /33 = 1А и неизвестным напряжением Е, получим систему уравнений:

В отличие от сопротивлений и проводимостей, которые способны только потреблять электрическую энергию, активные элементы (источники напряжения или тока) способны как потреблять, так и отдавать энергию во внешнюю цепь. В цепях с одним источником всегда происходит передача энергии источника во внешнюю цепь. При наличии в цепи нескольких источников некоторые из них могут работать в режиме потребления энергии. Такое положение может иметь место, например, при зарядке или разрядке аккумуляторов. В связи с этим мощность источников следует определять с учетом направлений напряжения и тока в них, пользуясь формулами:

Выполним расчет цепи по методу контурных токов. При расчете цепи по методу контурных токов вначале нужно составить уравнения и определить значения контурных сопротивлений и напряжений источников. Если в схеме содержатся источники тока, то их предварительно нужно заменить эквивалентными источниками напряжения Расчетная схема для метода контурных токов приведена

Сравнение результатов расчета токов методами узловых напряжений и контурных токов показало их полное совпадение, что подтверждает корректность решения задачи.

Определим напряжение между точками А и В схемы, используя выполненные выше расчеты

:Второй закон Мерфы Способы представления синусоидальных величин При расчете цепей синусоидального переменного тока используют различные формы представления синусоидальных величин — напряжений и токов. Эти формы можно в общем случае разделить на две группы: аналитические и графически. К аналитическим формам можно отнести представление синусоидальных величин их мгновенными значениями. При этом используют две формы записи — с помощью функции синуса или косинуса. Продемонстрируем это на примере записи мгновенного значения гармонического напряжения:

Пример Гармоническое напряжение задано его мгновенным значением и(1) = 100 й\п(2001 + 60°) В, а мгновенное значение тока в цепи равно ¡(0 — 5 сов(2001 + 45°) А. Требуется для этих колебаний найти амплитуды квадратурных составляющих, записать комплексные значения напряжения и тока, построить временные и векторные диаграммы.

Решение. Вначале найдем амплитуды квадратурных составляющих напряжения и токамгновенную мощность

При расчете цепей по мгновенным значениям используют приведение произвольной цепи к одной из канонических схем. В качестве канонических схем обычно используют последовательное или параллельное соединение активных и реактивных сопротивлений или проводимостей.

Из выполненного расчета следует, что входная проводимость цепи имеет емкостной характер поэтому напряжение на входе цепи отстает от приложенного тока

Найдем амплитуду тока в цепи:

Решение. Расчет цепи для наглядности будем сопровождать построением векторной диаграммы. При построении векторной диаграммы будем соблюдать выбранный масштаб.

Комплексные амплитуды напряжения и тока характеризуются двумя параметрами: амплитудой и начальной фазой, а метод расчета с их использованием обычно называют методом комплексных амплитуд.

Найдем полное комплексное сопротивление контура

Запишем комплексную амплитуду напряжения на емкости

Выберем направления контур ных токов запишем систему контурных уравнений цепи:

Определим токи в ветвях цепи, используя для этого метод контурных токов в комплексной форме. Уравнения контурных токов цепи имеют следующий вид:

 Построим топографическую диаграмм напряжений по внешнему контуру цепи. Эта диаграмма практически совпадает с векторной диаграммой для напряжений, так как напряжения откладываются на комплексной плоскости. Для построения этой диаграммы запишем второе уравнение Кирхгофа для внешнего контура

 Составим полную схему цепи для заданных сопротивлений ветве

При построении векторов тока будем использовать выбранный масштаб (одно деление длины вектора будет соответствовать току 2 А или напряжению 10 В).

составить баланс активных и реактивных мощностей

Резонансные реактивные двухполюсники можно рассматривать как идеализацию реальных двухполюсников с потерями.

График частотной характеристики входной проводимости начинается с нулевого значения

Определим комплексные сопротивления элементов цепи так как напряжение и ток в цепи совпадают по фазе:

Для схем, приведенных на рис. 2.24, требуется определить резонансные частоты и построить график частотной характеристики входного сопротивления (или входной проводимости).

Параметры элементов схем реактивных двухполюсников

реактивная мощность к-й гармоники гока.

 Амплитудный и фазовый спектры напряжения на нагрузке, построенные по результатам расчета, приведены на рис. 3.26,1?. Из этого графика видно, что все гармоники напряжения на нагрузке отстают от гармоник приложенного напряжения, причем фазовый сдвиг растет с ростом частоты гармоники.

Виды функций и их разложений в ряд Фурье

Комплексные амплитуды зависят от дискретных значений частоты ко)х и образуют комплексный частотный спектр колебания

На этой схеме все элементы цепи заменены их комплексными сопротивлениями, которые имеют двойные индексы

Комплексную амплитуду тока четвертой гармоники определим закону Ома:

Из этого выражения следует, что средняя мощность почти полностью определяется постоянной составляющей и первой гармоникой тока. Вклад высших гармоник весьма незначителен и составляет всего 1,6% от полной мощности, рассеиваемой в нагрузке.

Расчет цепей несинусоидапьного тока

Расчет цепей с гармоническими источниками разных частот

Расчет переходных процессов в электрических цепях

Переходные процессы связаны с запасами энергии в реактивных элементах цепи. Электромагнитная энергия, которая содержится в индуктивностях и емкостях цепи

Пример В цепи, изображенной на рис. 4.1а, размыкается ключ К Требуется определить напряжения и токи в элементах цепи до размыкания ключа (при i = 0J и сразу после размыкания (при t = 0+). Параметры элементов цепи имеют следующие значения: Е = 180 В, L = 0,1 Гн. С = 10 мкФ„ г, = 20 Ом, п = 40 Ом.

Пример 4.2. Для схемы электрической цепи, изображенной на рис. 4.2а. требуется рассчитать напряжения и токи в элементах до замыкания и сразу после замыкания ключа К Параметры элементов схемы имеют следующие значения: Е1 = Е2 = 100 В; С/ = С\ = / мкФ; >*/ - г2= = г3 = 100 Ом, ¿2 = 0,1 Гн.

Пример 4.3. В электрической цепи, схема которой приведена на рис. 4. За, замыкается ключ К Требуется определить ток в индуктивности и построить его зависимость от времени если параметры элементов цепи имеют следующие значения: Е — 30 В; г1 = г2 = = = 10 Ом; Ь = 0,1 Гн.

Пример 4.4. В электрической цепи, схема которой приведена на рис. 4.5а, требуется определить напряжение на емкости С после размыкания ключа К Параметры элементов цепи имеют следующие значения: 3 = / А; г, = г2 = г3 = 100 Ом; С = 10 мкФ. Рассмотренный пример показывает, что переходный процесс в схеме может отсутствовать несмотря на наличие в ней реактивных элементов. если перераспределение энергии между элементами цепи происходит в момент коммутации

Пример 4.6. Для схемы, изображенной на рис. 4.9а, требуется определить значения переменных состояния при размыкании ключа К. Параметры элементов схемы имеют следующие значения: Е = 40 В; Ь = / Гн; С = ,<иФ; г = 40 Ом .

Пример 4.7. При условиях примера 4.6 требуется определить ток и напряжение на индуктивности, если емкость С уменьшена до значения 0,5 мФ, а остальные параметры не изменились.

Пример 4.8. Для схемы электрической цепи, которая изображена на рис. 4.12, требуется найти токи во всех ветвях и напряжения на емкости и индуктивности после замыкания ключа К Построить зависимости токов и напряжений от времени при условии, что параметры элементов схемы имеют следующие значения: Е — 180 В; С — 10 мкФ; L = 0J Гн: п = 20 Ом: г = 40 Ом.

Формы интегралов Дюамеля

Пример 4.10 требуется рассчитать напряжение па емкости L в схеме последовательного колебательного контура, изображенного на рис 4.16а, при воздействии на него сту пенчатого напряжения

Пример 4.11 Требуется определить напряжение ha сопротивлении нагрузки R в цепи второго порядка. изображенной ча рис. 4 18а при действии экспоненциального импульса,

Метод переменных состояния. С основу метода переменных состояния положена принципиальная возможность замены дифференциального уравнения ч-го порядка электрической пени п дифференциальными уразнениями перво.о порядка

Пример 4,12. Требуется составить уравнения состояния и решить их для одноконтурной цепи второго порядка при отключении источника напряжения Е

Пример 4.13. Составишь уравнения для переменных состояния и рассчитать их при замыкании ключа К в цепи второго порядка,

Пример 4.14. Составить уравнения для переменных состояния и выполнить расчет переходного процесса в цепи третьего порядка при замыкании ключа К.

Расчет переходных процессов в цепях первого порядка

Операторный метод относится к методам расчета переходных процессов по комплексным значениям. В основу операторного метода расчета переходных процессов положено интегральное преобразование Лапласа

При этом возможно решение как прямых, так и обратных задач, поскольку операторная схема замещения позволяет рассчитать изображения напряжений и токов всех ветвей цепи. Источники напряжений и токов, соответствующие ненулевым начальным условиям в исходной цепи, допускают любые эквивалентные преобразования, используемые для независимых источников.

Пример Требуется рассчитать операторным методом переходный процесс в цепи второго порядка, схема которой изображена на рис. 4.20а. Параметры элементов цепи имеют следующие значения: Е = 40В: г = 40 Ом; 1 = 7 Гн; С = 1/300 Ф.

Пример 4.16, В цепи, схема которой приведена на рис. 4.28а, размыкается ключ К. Требуется определить переменные состояния — ток в индуктивности и напряжение на емкости ис после коммутации цепи. Параметры элементов цепи имеют следующие значения' Е = 100 В: J = 1 А; г, = п = 10 Ом; L = 0,1 Гн; С = 1000 мкФ.

Пример 4.17. Используя условия примера 4.11, требуется рассчитать операторным методом напряжение на сопротивлении для нагрузки для схемы; которая изображена на рис. 4.18а, при импульсном воздействии, приведенном на рис. 4.186.

 Решение задачи начнем с построения операторной схемы замещения цепи, которая изображена на рис. 4.30а На этой схеме все элементы цепи заменены их операторными изображениями. В соответствии с условиями задачи, в цепи действуют нулевые начальные условия, поэтому расчет начальных условий в индуктивное и емкости не выполняется. Дополнительные источники, обычно включаемые последовательно с индуктивным и емкостным элементами, в данной схеме отсутствуют.

Расчет переходных процессов в цепях второго порядка

Расчет переходных процессов при импупьсных воздействиях

Математика примеры решения задач