АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра теоретических основ электротехники
Теория электрических цепей 1,2
Алматы 2009
СОСТАВИТЕЛЬ: Коровченко Т.И. Теория электрических цепей 1,2. Расчет установившихся и переходных процессов в линейных электрических цепях. Методические указания и задания к выполнению расчетно-графических работ для студентов всех форм обучения специальности 050704- Вычислительная техника и программное обеспечение.– Алматы: АИЭС, 2009.-12 с.
Методические указания к выполнению расчетно-графических работ содержат задания, схемы и параметры электрических цепей постоянного и синусоидального тока. Задания к расчетно-графическим работам соответствуют типовой программе по ТЭЦ, включающей различные методы расчета электрических цепей постоянного и переменного синусоидального тока (методы контурных токов, узловых потенциалов, эквивалентного генератора), а также классический и операторный методы расчета переходных процессов.
1. Требования к выполнению и оформлению расчетно-графических работ
1.1 Текст задания (условие задачи) должен быть переписан полностью, со всеми рисунками и числовыми значениями для своего варианта.
1.2 Каждый этап расчетно-графической работы должен быть озаглавлен.
1.3 Расчетно-графическая работа должна быть написана только на одной стороне листа, при этом следует оставлять поля шириной не менее 4 см для замечаний преподавателя.
1.4 Расчеты должны сопровождаться пояснениями. Нельзя приводить только расчетные формулы и конечные результаты.
1.5 Расчетно-графические работы, в которых вычисления и пояснения приводятся сокращенно, к защите не допускаются и возвращаются студентам на доработку.
1.6 Работа должна быть написана аккуратно чернилами или шариковой ручкой (только синий или черный цвет).
1.7 В конце расчетно-графической работы должны быть указаны источники литературы и подпись выполнившего работу студента.
1.8 На титульном листе обязательно должны быть написаны фамилия и инициалы студента, номер варианта и группа.
1.9 Рисунки, графики и схемы должны быть выполнены карандашом или черной пастой (тушью) с применением линейки и циркуля. Их не следует размещать среди текста. Они должны быть выполнены на отдельных листах миллиметровой или клетчатой бумаги.
1.10 На графиках обязательно указываются названия изображаемых величин и единицы их измерения. Масштабы необходимо подбирать так, чтобы было удобно пользоваться графиком или диаграммой. В соответствии с выбранным масштабом подписываются шкалы графиков и диаграмм.
1.11 У параметров, имеющих определенные размерности, писать в окончательных результатах соответствующие единицы измерения. Все обозначения электрических величин должны соответствовать ГОСТу.
1.12 Расчетно-графическая работа должна быть сдана на проверку в срок, указанный преподавателем.
2 Задание №1. Расчет линейных электрических цепей постоянного тока
В цепи действуют независимые источники напряжения с
ЭДС 
, и источник тока 
. Номер схемы
определяется по таблице 1.1, числовые значения параметров цепи в таблицах 1.2 и
1.3 в соответствии с номером зачетной книжки и первой буквы фамилии.
Для электрической цепи выполнить следующее:
1. Составить систему уравнений по законам Кирхгофа.
2. Рассчитать токи во всех ветвях методом контурных токов или методом узловых потенциалов (согласно варианту).
3. Рассчитать ток в ветви с сопротивлением Rx методом эквивалентного генератора.
4. Определить напряжение на зажимах источника тока Uab
5. Проверить выполнение баланса мощностей.
Т а б л и ц а 1.1
|
Год поступления |
Первая буква фамилии |
|||||||||
|
Четный |
А БВ |
ГДЕ |
ЖЗИ |
КЛ |
МН |
ОПР |
СТУ |
ФЧЦ |
ХШЩ |
ЭЮЯ |
|
Нечетный |
КЛ |
ОПР |
СТУ |
ФЧЦ |
АБВ |
ГДЕ |
ЖЗИ |
МН |
ЭЮЯ |
ХШЩ |
|
№ схемы |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
1.9 |
1.10 |
|
Метод |
МКТ |
МУП |
МКТ |
МУП |
МКТ |
МУП |
МКТ |
МУП |
МКТ |
МУП |
Т а б л и ц а 1.2
|
Год поступления |
Предпоследняя цифра зачетной книжки |
|||||||||||||||||
|
Четный |
0 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
||||||||
|
Нечетный |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
||||||||
|
|
100 |
40 |
45 |
40 |
120 |
75 |
40 |
60 |
10 |
45 |
||||||||
|
|
40 |
75 |
25 |
60 |
50 |
40 |
30 |
20 |
20 |
75 |
||||||||
|
|
25 |
30 |
60 |
20 |
30 |
60 |
75 |
45 |
50 |
100 |
||||||||
|
|
3 |
5 |
2 |
6 |
4 |
10 |
8 |
5 |
3 |
5 |
||||||||
|
Е,В |
20 |
25 |
30 |
50 |
20 |
30 |
45 |
15 |
40 |
30 |
||||||||
|
Год поступления |
Последняя цифра зачетной книжки |
|||||||||
|
Четный |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
Нечетный |
0 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
|
40 |
25 |
45 |
20 |
40 |
60 |
50 |
40 |
30 |
15 |
|
|
45 |
30 |
20 |
60 |
20 |
30 |
20 |
25 |
40 |
20 |
|
|
20 |
60 |
25 |
35 |
30 |
20 |
30 |
16 |
10 |
30 |
|
|
30 |
20 |
30 |
40 |
75 |
40 |
15 |
50 |
16 |
60 |
|
Rx |
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
R1 |
R2 |
Т а б л и ц а 1.3
3 Задание №2. Расчет линейных электрических цепей синусоидального тока
Дана электрическая цепь, в которой действуют источники синусоидального тока (см. рисунок 2.1-2.10). Параметры электрической цепи приведены в таблицах 2.1-2.3.
Требуется:
а) записать уравнения по законам Кирхгофа в дифференциальной и комплексной формах;
б) определить комплексные действующие значения токов во всех ветвях методом контурных токов и методом узловых потенциалов. Свести результаты расчетов в одну таблицу;
в) определить комплекс действующего значения тока в
сопротивлении 
методом
эквивалентного генератора (см. таблицу 2.3);
г) проверить баланс комплексных мощностей в цепи;
д) построить векторную диаграмму токов и напряжений на одном графике;
е) записать мгновенные значения токов всех ветвей и
построить график одного из токов в функции 
.
Т а б л и ц а 2.1
|
Год поступления |
Первая буква фамилии |
|||||||||
|
Четный |
А Б В |
ГД Е |
ЖЗ И |
КЛ |
МН |
ОП Р |
СТ У |
ФИ Ц |
ХШ Щ |
ЭЮ Я |
|
Нечетный |
КЛ |
ОПР |
СТ У |
ФЧЦ |
АБ В |
ГД Е |
ЖЗ И |
МН |
ЭЮ Я |
ХШЩ |
|
№ схемы |
2.1 |
2.2 |
2.3 |
2.4 |
2.5 |
2.6 |
2.7 |
2.8 |
2.9 |
2.10 |
|
|
30 |
50 |
20 |
35 |
40 |
15 |
45 |
25 |
10 |
55 |
|
|
50 |
35 |
30 |
25 |
16 |
20 |
10 |
60 |
40 |
15 |
|
|
18 |
16 |
25 |
50 |
20 |
40 |
30 |
10 |
50 |
12 |
|
|
20 |
16 |
65 |
25 |
15 |
60 |
50 |
30 |
35 |
18 |
|
|
40 |
25 |
20 |
45 |
18 |
10 |
50 |
15 |
35 |
30 |
|
|
10 |
20 |
50 |
30 |
15 |
25 |
35 |
45 |
60 |
40 |
|
|
16 |
50 |
20 |
28 |
25 |
30 |
35 |
18 |
40 |
10 |
|
|
18 |
25 |
30 |
20 |
28 |
50 |
45 |
10 |
60 |
35 |
|
Метод |
МУП |
МКТ |
МУП |
МКТ |
МУП |
МКТ |
МУП |
МКТ |
МУП |
МКТ |
Т а б л и ц а 2.2
|
Год поступления |
Последняя цифра зачетной книжки |
|||||||||
|
Четный |
0 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
Нечетный |
2 |
5 |
6 |
1 |
3 |
4 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
|
100 |
120 |
150 |
130 |
125 |
160 |
80 |
135 |
140 |
85 |
|
|
120 |
60 |
180 |
80 |
130 |
135 |
140 |
150 |
85 |
125 |
|
|
130 |
150 |
120 |
100 |
160 |
145 |
155 |
140 |
135 |
125 |
|
|
135 |
120 |
150 |
125 |
100 |
180 |
130 |
140 |
80 |
75 |
|
|
10 |
15 |
18 |
25 |
20 |
10 |
16 |
12 |
30 |
40 |
|
|
30 |
40 |
25 |
45 |
-40 |
-60 |
0 |
35 |
50 |
70 |
|
|
120 |
80 |
90 |
-30 |
-60 |
40 |
30 |
-10 |
-20 |
-90 |
|
|
130 |
150 |
180 |
-45 |
-30 |
-60 |
-90 |
40 |
15 |
20 |
|
|
0 |
20 |
90 |
-60 |
-45 |
-50 |
45 |
70 |
30 |
120 |
Т а б л и ц а 2.3
|
Год поступления |
Предпоследняя цифра зачетной книжки |
|||||||||
|
Четный |
2 |
3 |
4 |
8 |
0 |
1 |
5 |
7 |
6 |
9 |
|
Нечетный |
8 |
2 |
0 |
7 |
6 |
4 |
3 |
5 |
9 |
1 |
|
|
60 |
100 |
40 |
50 |
80 |
20 |
15 |
25 |
30 |
12 |
|
|
50 |
45 |
90 |
40 |
30 |
25 |
10 |
20 |
18 |
6 |
|
|
6 |
10 |
8 |
15 |
20 |
30 |
25 |
40 |
60 |
10 |
|
|
120 |
100 |
80 |
60 |
40 |
20 |
10 |
8 |
15 |
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание № 3. Расчет переходных процессов в линейных электрических цепях.
В электрической цепи (см. рисунки 3.1-3.10), состоящей из источника постоянного напряжения U=const, резистивных сопротивлений, индуктивности и емкости в момент времени t=0 осуществляется коммутация путем замыкания ключа (согласно заданному варианту).
Определить ток в одной из ветвей i (t) или напряжение u (t) на одном из элементов электрической цепи после коммутации классическим и операторным методами. Построить график зависимости искомой величины от времени.
Номер схемы и параметры электрической цепи приведены в таблицах 3.1-3.3
Т а б л и ц а 3.1
|
Год поступления |
Последняя цифра зачётной книжки |
|||||||||
|
Нечётный |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
№ схемы |
3.1 |
3.2 |
3.3 |
3.4 |
3.5 |
3.6 |
3.7 |
3.8 |
3.9 |
3.10 |
|
Чётный |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
№ схемы |
3.10 |
3.9 |
3.8 |
3.7 |
3.6 |
3.5 |
3.4 |
3.3 |
3.2 |
3.1 |
|
Искомая величина |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 3.2
|
Год поступления |
Предпоследняя цифра зачётной книжки |
|||||||||
|
Нечётный |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
Чётный |
0 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
U, В |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
60 |
80 |
50 |
45 |
65 |
|
R1, Ом |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
50 |
75 |
120 |
180 |
220 |
|
L, мГн |
15 |
20 |
40 |
30 |
10 |
50 |
25 |
55 |
35 |
45 |
|
R2, Ом |
150 |
200 |
300 |
100 |
120 |
80 |
90 |
180 |
250 |
140 |
Т а б л и ц а 3.3
|
Год поступления |
Начальная буква фамилии |
|||||||||
|
Нечётный |
АВМ |
БОЮ |
НПЯ |
ГРЩ |
ДИС |
ЖУШ |
ЧХЛ |
КЦЭ |
ЕТ |
ЗФ |
|
Чётный |
НПЯ |
РГЩ |
ДИС |
ЖУШ |
ЧХЛ |
АВМ |
ЕТ |
ЗФ |
БОЮ |
КЦЭ |
|
R3, Ом |
140 |
60 |
80 |
100 |
150 |
120 |
160 |
85 |
130 |
200 |
|
С, мкФ |
0,25 |
0,4 |
0,3 |
0,5 |
0,2 |
0,35 |
0,8 |
0,7 |
1,5 |
1,2 |
рисунок 3.1 рисунок 3.2
рисунок 3.3 рисунок 3.4
рисунок 3.5 рисунок 3.6
рисунок 3.7 рисунок 3.8
рисунок
3.9 рисунок
3.10
Список литературы
1. Белецкий А. Ф. Теория линейных электрических цепей. - М.: Радио и связь, 1986.-544с.
2. Шебес М. Р., Каблукова М. В. Задачник по теории линейных электрических цепей. – М.: Высшая школа, 1990.-544с.
3. Добротворский И. Н. Теория электрических цепей. Задачник: Учебное пособие для техникумов. – М.: Радио и связь, 1994.-360с.
4. Воробиенко П.П. Теория линейных электрических цепей. Сборник задач и упражнений: Учебное пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1989.-328с.
5. Основные теории электрических цепей и электроники: Учебник для вузов./ В.П. Бакалов, А.Н. Игнатов, Б. И. Крук.-М.: Радио и связь, 1989.-528с.
6.Фриск В.В. Основы теории цепей./Учебное пособие. – М.: ИП РадиоСофт, 2002.-288с.
7. Бакалов В. П. Основы теории цепей: Учебник для вузов. – М.: Радио и связь, 2000.-592с.
8. Жолдыбаева З.И., Зуслина Е.Х., Коровченко Т.И. Теория электрических цепей1. Конспект лекций. – Алматы: АИЭС, 2007. – 79с.
9. Жолдыбаева З.И., Зуслина Е.Х., Коровченко Т.И. Теория электрических цепей2. Конспект лекций. – Алматы: АИЭС, 2006. – 52с.
10. Жолдыбаева З.И., Коровченко Т.И. Теория электрических цепей. Учебное пособие. – Алматы: АИЭС, 2007. – 77с.
Содержание
1 Требования к выполнению и оформлению расчетно-графических работ…………3
2 Задание №1. Расчет линейных электрических цепей постоянного тока ……….....4
3 Задание №2. Расчет линейных электрических цепей синусоидального тока………..…7
4 Задание №3. Расчет переходных процессов в линейных электрических цепях…………..…10
5 Список литературы.......................................................................................12