Анализ линейных электрических цепей. Проверка баланса активных и реактивных мощностей. Анализ схемы методом контурных токов

Дальневосточный государственный технический университет

ИНСТИТУТ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ, ИНФОРМАТИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Кафедра теоретической и общей электротехники

АНАЛИЗ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

(курсовая работа по основам теории электрических цепей)

Работа выполнена студентом

, ГР-4011

Проверил преподаватель

М.А

Владивосток, 2005 г.

2005 / 2006 учебный год, осенний семестр

1   Содержание.

1  Содержание...............................................................................................................

2  Введение....................................................................................................................

3  Задание на курсовую работу.................................................................................................................................

4  Анализ простейшей электрической цепи....................................................................................................................................

4.1  Построение схемы простейшей электрической цепи   

4.2  Расчет простейшей электрической цепи   

4.3  Выражения мгновенных значений токов i1(t), i2(t), iз(t) и их графики..........................................................................................................................

4.4  Проверка баланса активных и реактивных мощностей.....................................................................................................................

4.5  Построение векторной диаграммы токов и  топографической диаграммы напряжений...................................................................................................................

5      Анализ сложных (разветвленных) электрических цепей............................................................................................................................... 14

5.1  Построение схемы разветвленной электрической цепи    14

5.2  Анализ схемы методом контурных токов 

5.3  Метод узловых напряжений...................................................................................................................

5.4  Сравнение и результатов вычислений и запись мгновенных значений токов i1(t), i2(t),i3(t), i4(t),i5(t),i6(t)....................................................................................................................

5.5  Составление уравнений электрической цепи по законам Кирхгофа в комплексной форме (без решения)........................................................................................................................

5.6  Определение тока в третьей ветви I3 по теореме об эквивалентном генераторе.

5.7  Проверка баланса активных и реактивных мощностей рассчитываемой электрической цепи   

5.8  Векторно-топофафические диаграммы.....................................................................................................................

6      Анализ симметричных трехфазных ЭЦ  

6.1  Определение мгновенных токов

6.2  Векторно-топографическая диаграмма......................................................................................................................

6.3  Определение показаний ваттметров. Баланс мощности.......................................................................................................................

7      Анализ симметричной трехфазной цепи при воздействии несинусоидальной ЭДС. ,

7.1  Определение мгновенных токов 

7.2  График несинусоидальной ЭДС фазы А        

8  Заключение................................................................................................................

Список литературы

2  Введение.

3   

Целью выполнения курсовой работы по разделу «Анализ линейных электрических цепей в установившемся режиме» дисциплины «теоретические основы электротехники» является:

-  закрепление теоретических знаний но этому разделу и самостоятельное применение их к анализу простейших и сложных электрических цепей;

-  выработка навыков и умений в выполнении типового анализа цепей,

-  знакомство  с  правилами   оформления  технической  документации  в соответствии с действующими стандартами.

В данной работе мною рассмотрены и описаны основные принципы анализа линейных электрических цепей в установившемся синусоидальном режиме. Сама курсовая работа состоит из четырех основных частей:

1)  анализ простейшей электрической цепи;

2)  анализ сложной электрической цепи;

3)  анализ симметричной трехфазной электрической цепи;

4)  анализ симметричной трехфазной цепи при воздействии несинусоидальной ЭДС. В первой части мною был проведен анализ простейшей электрической цепи под воздействием синусоидального ЭДС, т. е. цепи, содержащей лишь один источник ЭДС и лишь последовательное и параллельное соединение элементов. Этот анализ осуществляется на основе комплексного метода, который можно применять только в случае, когда сигнал синусоидальный, а также на основе первого и второго законов Кирхгофа в комплексной форме.

Вторая часть курсовой работы посвящена анализу сложных (разветвленных) электрических цепей. В таких цепях содержится несколько источников ЭДС и тока, и невозможно выделить напрямую последовательное или параллельное соединение элементов цепи. Анализ таких схем осуществляется различными методами, но в данной работе я рассмотрел лишь три из них: метод контурных токов, метод узловых напряжений и метод эквивалентного генератора. Первые два метода (метод контурных токов и метод узловых напряжений) основаны на матричном методе анализа электрических цепей: составляется граф схемы, и на его основе формируются основные топологические матрицы графа, используемые далее для получения конечных систем уравнений для нахождения искомых величин. В методе эквивалентного генератора мы применяем теорему об эквивалентном генераторе, согласно которой ток в любой ветви линейной ЭЦ не изменится, если сложную цепь по отношению к зажимам этой ветви заменить эквивалентным генератором, ЭДС которого равна напряжению на зажимах данной разомкнутой ветви, а сопротивление генератора равно сопротивлению пассивной части схемы, определяемой по отношению к зажимам данной ветви. Третья и четвертая части моей курсовой работы посвящены анализу трехфазных симметричных электрических цепей. Только в третьей части рассмотрена симметричная трехфазная электрическая цепь под воздействием синусоидального ЭДС, а в четвертой -под воздействием несинусоидального. В этом случае мы разбиваем несинусоидальную периодическую функцию на гармоники (раскладываем в ряд Фурье), и проводим расчет для каждой гармоники в отдельности комплексным методом: находим фазные и линейные токи и напряжения трехфазной электрической цепи. Причем необходимо учитывать, что гармоники разного порядка образуют различные последовательности: прямую (1,4,7,10 гармоники), обратную (2,5,8,11 гармоники) и нулевую (3,6,9,12 гармоники).

3  Заданиенакурсовуюработу.

3.1. Анализ простейшей электрической цени синусоидального тока.

3.1.1.  Построить  схему   простейшей  электрической   цепи  (ЭЦ),   используя кодировку ветвей в соответствии с вариантом.

3.1.2.  Определить комплексные действующие значения токов    по заданным действующим значениям ЭДС источников и параметрам R.

3.1.3.  Записать выражения мгновенных значений токов