Алгоритмизированные задания по курсу ТОЭ. (Домашние расчетно-графические задания № 3-5): Методическое руководство

Министерство образования и науки Российской Федерации

621.3  № 3309

А 456

алгоритмизированные
задания
по курсу ТОЭ

(домашние расчетно-графические
задания № 3–5)

Методическое руководство
 для студентов ЭМФ, АВТФ, ФЭН, РЭФ
всех форм обучения

НОВОСИБИРСК
2007

УДК 621.3.01(07)

 А 456

Составители:

В.А. Аксютин, В.Н. Зонов, Б.В. Литвинов, Ю.В. Петренко

Рецензент А.В. Сапсалев, д-р техн. наук

Работа подготовлена на кафедре
теоретических основ электротехники

Ó Новосибирский государственный

технический университет, 2007  

алгоритмизированные задания по курсу ТОЭ

(Домашние расчетно-графические задания № 3–5)

Методическое руководство

Редактор Л.Н. Ветчакова

Технический редактор Н.В. Гаврилова

Компьютерная верстка В.Ф. Ноздрева

Отпечатано в типографии
Новосибирского государственного технического университета
630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20

Введение

Вторая часть курса ТОЭ предусматривает выполнение студентами трех домашних заданий: «Расчет линейных цепей несинусоидального тока» (задание № 3), «Расчет переходных режимов в электрических цепях» (задание № 4) и «Расчет нелинейных цепей» (задание № 5).

Одним из основных видов занятий по курсу теоретических основ электротехники (ТОЭ) является обязательное выполнение расчетно-графических заданий. При выполнении заданий студенты приобретают необходимые знания по основным методам расчета электрических и магнитных цепей.

Алгоритмизированные задания, в которых конфигурация электрической цепи и ее параметры формируются по случайному закону, в основе которого лежит личный шифр студента, является одним из видов расчетно-графических заданий (РГР).

Целью алгоритмизированных заданий является выдача студенту строго индивидуального варианта, а также контроль промежуточных и конечных результатов.

Требования к выполнению и оформлению
домашних заданий по курсу ТОЭ

1. Работа должна быть выполнена на отдельном листах бумаги формата А4 и сшита (в некоторых случаях, например на заочном отделении, по согласованию с преподавателем допускается оформление работы в ученических тетрадях).

2. На первых страницах работы текстом записывается условие задачи с числовыми данными и схемой (в соответствии с вариантом).

3. Вычисления с точностью до трех значащих цифр и преобразования схем необходимо сопровождать краткими пояснениями, при этом каждый этап работы должен быть озаглавлен. Сначала записывается формульный алгоритм, затем цифровой, сопровождающие поясняющие расчеты и только потом ответ с указанием размерности.

4. Графики следует выполнять на миллиметровой бумаге в удобочитаемом масштабе с обозначением по осям изображаемых величин.

5. При оформлении текста не допускать сокращений (кроме общепринятых). В записи окончательных результатов указывать размерности величин в соответствии с ГОСТом.

6. В конце работы привести список использованной литературы.

7. Титульный лист оформить по форме приложения 2.

Задание № 3

Расчет несинусоидальных режимов
линейных электрических цепей

Расчетно-графическое задание № 3 предназначено для освоения студентами навыков расчета линейных электрических цепей, находящихся под воздействием источников питания (ЭДС) несинусоидальной формы.

Задание состоит из двух частей. Первая часть посвящена расчету установившегося режима в разветвленных однофазных электрических цепях несинусоидального тока.

Вторая часть задания базируется на расчете симметричной трехфазной электрической цепи, которая питается симметричной несинусоидальной трехфазной системой ЭДС.

3.1. Расчет установившегося режима
в однофазной линейной
электрической цепи
с несинусоидальным источником ЭДС

Формирование расчетной схемы

Исходная электрическая цепь состоит из трех параллельно соединенных ветвей (рис. 3.1). В общем случае в каждой ветви содержится ЭДС, r и х_L, х_с (х_L, х_с заданы для первой гармоники). В зависимости от варианта, заданного табл. 3.2, некоторые из сопротивлений и ЭДС в ветвях цепи могут отсутствовать. При вычерчивании конкретной схемы отсутствующие элементы изображать не следует. При расчете цепи следует обратить внимание на возможность существования резонансных режимов по различным гармоническим составляющим.

Рис. 3.1. Исходная система

Содержание задания

1.  Выбрать схему в соответствии с вариантом задания.

2.  Разложить в ряд Фурье несинусоидальную периодическую ЭДС. Для дальнейших расчетов использовать первые три гармонических. Оценить погрешность обрывания ряда.

3.  Определить действующие значения токов в ветвях по каждой гармонике. Записать мгновенные значения токов для всех ветвей схемы.

4.  Определить генерируемую и потребляемую активную мощность в цепи. Составить баланс активных мощностей. Определить полную мощность рассматриваемой цепи.

5.  Построить кривую изменения тока от времени в указанной ветви.