Решебник По Электротехнике
2 УДК 621.31 (076) ББК 31.2я73 М156 Макенова Н.А. М156 Решебник по электротехнике: учебное пособие / Н.А. Она призвана помочь учащимся лучше усвоить основные законы электротехники.
1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Н.А. Макенова, Т.Е. Хохлова РЕШЕБНИК ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ Рекомендовано в качестве учебного пособия Редакционно-издательским советом Томского политехнического университета Проверка на плагиат: 89,6% УДК, ББК проверены Электронная версия готова к печати Авторы: Издательство Томского политехнического университета 015 2 УДК (076) ББК 31.я73 М156 Макенова Н.А.
М156 Решебник по электротехнике: учебное пособие / Н.А. Макенова, Т.Е. Хохлова, Томской политехнический университет. Томск: Изд-во Томского политехнического университета,. В пособии приведены краткие теоретические сведения по основным темам электротехники.
Представлены индивидуальные задания по расчету: разветвленной цепи постоянного тока; однофазной и трехфазной цепей переменного тока; параметров трансформатора, генератора постоянного тока и асинхронного двигателя. Приведены примеры решение задач и задачи (с ответами) для самостоятельного решения по всем рассматриваемым темам. Пособие предназначено для внеаудиторной работы студентов неэлектрических специальностей. УДК 61.3 (076) ББК 31.я73 Рецензенты Доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ИОА им.
Зуева СО РАН Ф.Ю. Канев Кандидат технических наук, доцент кафедры «Моделирования и системного анализа» ТУСУР Т.В. Ганджа ФГБОУ ВПО НИ ТПУ, 015 Макенова Н.А., Хохлова Т.Е., 015 Оформление. Издательство Томского политехнического университета, 015 3 Оглавление 1.
Линейные электрические цепи постоянного тока Основные формулы и определения Правила преобразований Примеры расчета простых цепей Методы расчета сложных цепей Метод контурных токов Метод межузлового напряжения Метод эквивалентного генератора Примеры расчета сложных цепей Задачи для самостоятельного решения Индивидуальное задание 1 для самостоятельной работы «Расчет разветвленной цепи постоянного тока». Трехфазные трансформаторы Определение параметров схемы замещения Изменение напряжения и внешняя характеристика Потери и КПД трансформатора Примеры решения задач Задачи для самостоятельного решения Индивидуальное задание 4 для самостоятельной 89 работы «Расчет параметров трансформатора». 134 питаются от постороннего источника постоянного тока или от зажимов якорной обмотки. Постоянный ток в обмотке возбуждения создает магнитное поле. Главные полюса имеют полюсные наконечники для более равномерного распределения магнитного поля в воздушном зазоре. Рис Упрощенный поперечный разрез магнитной цепи двухполюсной машины Якорь это стальной цилиндр, закрепленный на валу.
На его поверхности в пазах находится якорная обмотка (ЯО). Она состоит из витков, охватывающих якорь вдоль оси, которые объединяются в секции. Секция это одна или несколько последовательно соединенных витков. На якоре располагается коллектор это цилиндр из медных пластин, которые изолированы друг от друга и от вала.
К каждой пластине присоединены два конца разных секций. К коллектору с помощью пружин присоединяются электрографитные щетки (графитные, угольнографитные, медно-графитные), расположенные в специальных щеткодержателях, которые укрепляются на щеточных траверсах. С помощью них щетки можно смещать. Через щетки обмотка якоря соединяется с внешней цепью. Щеточно-коллекторный аппарат обеспечивает электрический контакт с вращающимися обмотками. Он служит для выпрямления переменной ЭДС, индуцируемой во вращающейся обмотке якоря, и для получения постоянного по направлению электромагнитного момента. 134 135 Выражение для электромагнитного момента можно записать в виде: М = cм Ф IЯ, где Ф основной магнитный поток; I Я ток в обмотке якоря; с М= p N π a коэффициент, определяемый конструктивными параметрами машины; р число пар полюсов; N число проводников обмотки якоря; а число пар параллельных ветвей.
Поскольку указанные параметры для конкретной машины неизменны, то ее электромагнитный момент прямо пропорционален величине магнитного потока главных полюсов машины и току якоря. В генераторном режиме электромагнитный момент является тормозным, а в двигательном режиме вращающим Режимы работы машины постоянного тока Как и все электрические машины, машины постоянного тока обратимы, т.е могут работать как в двигательном так и в генераторном режиме. Генераторный режим. Первичный двигатель развивает вращающий момент М 1, вращая ротор генератора с частотой n. Мощность механической энергии, поступающей от первичного двигателя: n P = M π Если к обмотке возбуждения подвести напряжение, то в ней возникает ток, создающий магнитодвижущую силу (МДС). Эта МДС возбуждает в машине магнитный поток возбуждения.
При вращении проводников якоря в магнитном поле, возбуждаемом МДС главных полюсов машины, в них наводятся ЭДС. Главное магнитное поле возбуждено. Если к зажимам якоря через щетки подключить приемник, то ЭДС якоря вызовет в цепи ток, направленный так же, как и вызвавшая его ЭДС. При постоянной скорости вращения якоря, взаимодействие тока якоря с главным магнитным полем создается электромагнитный момент противодействующий моменту вращения первичного двигателя. Генератор преобразует механическую энергию в электрическую.
Уравнение электрического состояния цепи якоря (рис. 7.): E = U + IЯ RЯ. Электромагнитная мощность, развиваемая генератором, равная механической мощности приводного двигателя составляют мощность приемника и мощность электрических потерь в обмотке якоря. 136 Уравнение баланса мощностей цепи якоря описывает уравнение: E I = U I + I R. Упрощенная схема замещения генератора постоянного тока Двигательный режим. Обмотки цепи якоря и возбуждения машины присоединены к источнику электроэнергии, который создает главное магнитное поле.
Если скорость якоря постоянна, то момент вращения двигателя равен моменту сопротивления механизма на валу. При этом ЭДС якоря противодействует току в цепи якоря и направлена ему навстречу и ее называют противо-эдс. При увеличении нагрузки на валу двигателя сначала равновесие моментов нарушается, двигатель несколько уменьшает частоту вращения, что вызывает уменьшение противо-эдс, и, следовательно, увеличение тока якоря. Пропорционально увеличению тока возрастает и вращающий момент, и равновесие восстанавливается. Рис Упрощенная схема замещения двигателя постоянного тока Напряжение, приложенное к зажимам якоря двигателя определяется: U = E+ IЯ RЯ.
Ток якоря двигателя: I Я U E =. RЯ Электрическая мощность превращается в электромагнитною мощность и мощность потерь в обмотке якоря.
U IЯ = E IЯ + IЯ RЯ Электромагнитная мощность равна механической мощности, развиваемой двигателем.
Старые учебники по математике 6 класс. Советские учебники и как учить по ним детей. Представляет интерес для самых широких кругов читателей — любителей занимательной математики. Возможно понадобится кому-нибудь, иногда обучают на старых станках.
Теоретические основы электротехники являются фундаментальной дисциплиной для всех электротехнических специальностей, а так же для некоторых неэлектротехнических (например, сварочное производство). На этой дисциплине основываются все спец. Предметы электриков. Несмотря на большой объем дисциплины и кажущуюся сложность, она основана всего на нескольких законах. В этой статье я постараюсь рассмотреть решение основных задач, встречающихся в данном курсе. Законы Кирхгофа.
Расчет цепей постоянного тока В электротехнике существует два основных закона, на основании которых, теоретически можно решить все цепи. Первый закон Кирхгофа выглядит следующим образом. Сумма токов, входящих в узел, равна сумме токов, отходящих от узла.
Для данного рисунка имеем: I1 + I2 + I4 = I3 + I5. Второй закон Кирхгофа. Сумма напряжений вдоль замкнутого контура равна сумме ЭДС вдоль этого же контура.
Поступите умнее, каждый кто хочет урок пусть попросит об этом. Ребят будте так добры дайте и мне мануал на 4 или 3 флоу. Заранее спсб. Группа Next Limit Realflow (Уроки) - cамое крупное сообщество ру-нета. Самое большое количество уроков (включая уроки на русском языке), мануалов. The Shining Elevator of Blood recreated with RealFlow 4 & Lightwave 9.6. Realflow 4 уроки мануального терапевта.
Для схемы на рисунке (стрелкой обозначим направление вдоль контура, которое будем считать условно положительным). Начиная с узла, где сходятся токи I1, I3, I4 запишем все напряжения (по закону Ома): -I1⋅R1 — I1⋅R2 – в первой ветви (знак минус означает, что ток имеет направление противоположное выбранному направлению контура). I3⋅R3 – во второй ветви (знак «плюс», направление совпадает). Теперь запишем ЭДС: E2 — E3 (знак «минус» у E3, потому что направление ЭДС противоположно направлению контура). В соответствии с законом Кирхгофа напряжения равны ЭДС: -I1⋅R1 — I1⋅R2 + I3⋅R3 = E2 — E3.
Как видите, все довольно просто. В большинстве случаев перед студентами стоит задача рассчитать величины токов во всех ветвях, зная величины ЭДС и резисторов. Для расчета сложной, разветвленной цепи постоянного тока, например этой, найденной на просторах интернета, воспользуемся следующими действиями.
Для начала задаемся условно положительными направлениями токов в ветвях (это значит, что ток может течь и в противоположном направлении, тогда он будет иметь отрицательное значение). Составляем систему уравнений по второму закону Кирхгофа для каждого замкнутого контура так, чтобы охватить каждый неизвестный ток (в данной схеме имеем 3 таких контура). Направления контуров выбираем для удобства по часовой стрелке (хоть это и необязательно): По первому закону Кирхгофа составляем столько уравнений, чтоб охватить все неизвестные токи (в данной схеме для любых трех узлов): Итого, имеем систему из 6 уравнений. Чтобы решить такую систему можно воспользоваться программой MathCad. Решается она следующим образом: Это скриншот программы. Знак «равно» в уравнения должен быть жирным (вкладка «булевы», CTRL + “=/+”).
MathCad может решать системы любого порядка (например, схема имеет 10 независимых контуров). Но, во-первых, функция “Given” не работает с комплексными числами (об этом позже), во-вторых, не всегда есть под рукой компьютер или условие задачи поставлено так, что требуется решить схему другим методом. Данный метод решения задач называется методом непосредственного применения законов Кирхгофа. Большинство студентов старших курсов (уже прослушавших курс ТОЭ), инженеров-электриков, даже преподавателей и докторов наук могут решать схемы только этим методом, т.к.
Другие методы применяются крайне редко. Переменный ток. Переменный синусоидальный ток (или напряжение) задается уравнением: Здесь I m – амплитуда тока. Ω – угловая частота, находится как ω = 2⋅π⋅f (обычно в условии задается либо f, либо ω) φ – фаза.
Обычно в задачах условия задают либо в таком формате, либо в действующем значении. Амплитудное больше действующего всегда в √2 раз. Если в условии задано просто значение (например, E 1 = 220 В), то это значит, что дано действующее значение. Если же в условии дано «250⋅sin(314t – 15°), В», то его нужно перевести в действующее комплексное значение. Про комплексные числа можно подробнее прочитать. Для перевода величин к действующим необходимо:, Точечка над I означает, что это комплекс.
Чтобы не путать с током, в электротехнике комплексная единица обозначается буквой «j». Для заданного напряжения имеем: В решении задач обычно оперируют действующими значениями. В переменном токе вводятся новые элементы: Катушка индуктивности L – Гн Конденсатор емкость С – Ф Их сопротивления (реактивные сопротивления) находятся как: (сопротивление конденсатора — отрицательное) Например, имеем схему, она подключена на напряжение 200 В, имеющего частоту 100 Гц. Требуется найти ток. Параметры элементов заданы: Чтоб найти ток, необходимо напряжение разделить на сопротивление (из закона Ома). Здесь основная задача – найти сопротивление. Комплексное сопротивление находится как: Напряжение делим на сопротивление и получаем ток.
Все эти действия удобно проводить в MathCad. Комплексная единица ставится «1i» или «1j». Если нет возможности, то:. Деление удобно производить в показательной форме. Сложение и вычитание – в алгебраической. Умножение – в любой (оба числа в одинаковой форме). Также, скажем пару слов о мощности.
Мощность есть произведение тока и напряжения для цепей постоянного тока. Для цепей переменного тока вводится еще один параметр – угол сдвига фаз (вернее его косинус) между напряжением и током. Предположим, для предыдущей цепи нашли ток и напряжение (в комплексной форме). Также мощность можно найти и по другой формуле: В этой формуле — сопряженный комплекс тока. Сопряженный – значит, что его мнимая часть (та, что с j) меняет свой знак на противоположный (минус/плюс).
Мегаботан
Re – означает действительная часть (та, что без j). Это были формулы для активной (полезной) мощности. В цепях переменного тока существует так же и реактивная мощность (генерируется конденсаторами, потребляется – катушками).
Реактивная мощность цепи: Im – мнимая часть комплексного числа (та, что с j). Зная реактивную и активную мощность можно подсчитать полную мощность цепи: Для упрощенного расчета цепей постоянного и переменного тока, содержащих большое число ветвей, пользуются одним из упрощенных методов анализа цепей. Рассмотрим подробнее метод контурных токов.
Метод контурных токов (МКТ) Данный метод подходит для решения схем, содержащих больше узлов, чем независимых контуров (например, схема из раздела про постоянный ток). Принцип решения состоит в следующем:. Выделяем независимые контуры (их должно быть столько, чтоб охватить все неизвестные токи). Контурные токи обычно называют I 11, I 22 и т.д.
Решебник По Электротехнике Онлайн
Определяем контурные сопротивления (сумма сопротивлений вдоль контура): Далее определяются общие контурные сопротивления (те, что относятся одновременно к 2 контурам), они берутся со знаком минус: Также определяем контурные ЭДС (алгебраическая сумма ЭДС вдоль контура):. Далее составляются уравнения (если имеем 4 контура, то система будет из 4 уравнений с 4 контурными токами в каждом, если из 5, то 5 и т.д.): Данная система легко решается. Также в сети есть много онлайн-калькуляторов. Зная контурные токи, можно найти токи в ветвях: I 1 = I 11 (в первой ветви протекает только контурный ток I 11) I 2 = I 33 – I 22 (направления контурного тока I 33 совпадает с направлением I 2, направление I 22 – противоположно, поэтому берем со знаком минус) По аналогии находим остальные токи. Данный метод, как и другие (например, метод узловых потенциалов, эквивалентного генератора, наложения) пригоден для цепей как постоянного, так и переменного тока. При расчете цепей переменного тока сопротивления элементов приводятся к комплексной форме записи. Система уравнений решается также в комплексной форме.
Спиши
Литература Из литературы можно порекомендовать Бессонова Л.А. «Теоретические основы электротехники: Электрические цепи». Также много информации в интернете на сайтах, посвященных электротехнике.
Решебник По Электротехнике
Решение электротехники на заказ И помните, что наши решатели всегда готовы помочь Вам с ТОЭ.