mu[2]


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
w=w
w=w
()2sin(90)
etEt
=w+
()2sin(45)
etE
=w-
()2sin(30)
JtJt
=w+


555
6612
RRR

=+=+=
126
126

===

152256362
1263461
()
().
JRJRRRJRE
JJRJRRE
+++-=
-++=-
кк
ккк
22563625
263461
()
().
JRRRJREJR
JRJRRE
++-=-
-++=-
(10124)450212;
4(154)100.
++-=-
-++=-
26426;
419100.
-+=-
264
26
419
100
≈≈

««
246242
252
11111
111
db
RRRRRR
RRRR
++--=
«
-++=--
φφ
1111501
100;
10154101015
11150
10121010
++-=+
«
-++=--
0,41660,1
11,666
0,10,1833
≈

«
26,36321,67650
0,196A ;
10021,676
5,22A ;
26,363
2,196A ;
--+
==
=-==
21,676
5,419A ;
10026,363126,363В .
Jbd
===
=-=+=
1122
1003,323500,196126,3632584,826
PEIEIUJ
=++=++=
2222
22445566
0,196105,22152,196125,4294584,44Вт.
PIRIRIRIR
=+++=
=+++=
584,826584,44
100%
100%0,066%
584,826
d==
=
225625
();
JRRREJR
++=-
(10124)5021226;
++=-=
652
652
4(1210)
3,384
41210
RRR
RRR
==
++++
5,22
3,38415
===
28,4
3,384
===
444
UIR

5.2
5551
UiRLe
--=
555222662
iRLiRLiRe
dt
dt
++++=
222442
iRLiRue
+-+=
444
idtiR
-=
314,1590,031910Ом;
314,1590,05116Ом;
Ом.
314,159212,310
=w==
=w==
==
53,13
101014,1Ом;
15(15)
7,57,510,575Ом;
1515
121620Ом;
4Ом.
ZRjxje
Rjx
Rjxj
ZRjxje
-
=+=+=
-
-
=-=
--
=+=+=
()
()
45
30
1000100
5035,4635,46В; 21,731А.
Eej
Ee
Je
-

==+
==-
==+
256
625
461
().
JZZZJZEJZ
JZJZZE
+++=-
++=
(2626)(40)30,67575,172;
(40)(11,47,5)0100).
JjJj
JjJjj
+++=-
++-=+
121.14
134.8
121.14
70.8
142.2
70.8
53.13
66.43
1122
90
134,8
45
250
66,4330
1008,46503,0995,792
600,3596,1265,3140154,14113,76819,73342,3ВА.
SPjQEIEIUJ
ee
ee
ee
***
---
-
=+=++=
=++=
=-++++=-
2222
22445566
22
3,09108,187,52,01126,74825,36
PIRIRIRIR
=+++=
=+++=
222
224455
3,09108,187,52,0116341,7ВAp
QIxIxIx
=-+=
=-+=-
819,73825,36
100%
100%0,68%
819,73
d==
=
342,3341,7
100%
100%0,17%
342,3
-+
d==
=
=-
70.8
53.13
17.67
70.8
121.14
76.14
70.8
53.13
17.67
142.2
142.2
66.43
w
()2sin()
etEt
=w+a
()2sin(120)
etEt
=w+a-
()2sin(120)
etEt
=w+a+
EEe
(120)
EaEEe
a-
==
(120)
EaEEe
a+
==
IIaIIaI
===
BACA
II
II
ZZ
ZZ
=
=
1AA
2AA
12
12
IaIIaI
IaIIaI
==
==
1B1A2B2A
1C1A2С2A
ZZZ
===
abc
ZZZZZZ
===++=
ABC12
IIaIIaI
===
BACA
IeIaIIaI
===
ab
bcabcaab
33
UIZIZIIZ
=-=-
ABAB
cos
cos
cos
PEIEIEI
=f+f+f
AAABBBCCC
3cos
PEI
=f
AAA
30
120
3173В;
173В;
UEeeUaUe
UaUe
==
==
==
AB
BCAB
CAAB
90
60
60
В;10А;
86,6В
EeIeUIZe
UUIZIZe
=
=
==
====
1A2A
1А2А
13
15
()
sincossincos3sincos5;
12312512
ut
=+w+w+w
=a=
111
()
coscos3cos5
22325
ut
tt
=+w+w+w
()
cos
cos3
cos5
2243410
111
sinsin3sin5.
2310
ut
ttt
≈≈
≈
=+w-+w-+w-=


««
«
=+w+w+w

Рис.
19. Схема для расчета комплексных амплитуд

гармоник напряжения
U
2m

jx
C

jx
L

jx
L

U
1m

I
L
m

R

экв
jxRx
jxR
Zjx
jxRjxR
-
=+=
++
экв
jxR
jxRx
-
()
2m1m
1m
jxRjx
UU
jRx
jxRx
RjRx
+
=-
=
-
-
+
()
(1)
(1)
xkLkx
kCk
=w=
w
(1)(1)()()
,,,
xxxx
()4030cos20cos310cos5,
ut
ttt
=+w+w+w
(1)
(3)
(5)
(0)
90
90
90
1m
1m
1m
1m
В;30В;20В;10В.
UUeUeUe
=
=
=
(0)(0)
==
(0)
(1)
(1)
(1)
(3)(1)
(3)
(1)
(5)(1)
(5)
13140,15950Ом;
300Ом;
131410,6110
3150Ом;
100Ом;
5250Ом;
60Ом.
xx
xx
=

==
==
==
==
(0)
(1)
(1)(1)
2m1m
(1)
14,55B
RjRx
UU
+
=
=
(3)
(3)(3)
2m1m
(3)
8,00B
RjRx
UU
+
=
=
(5)
(5)(5)
2m1m
(5)
3,12B
RjRx
UU
+
=
=
()()()
()14,55sin768,00sin3533,12sin539
ut
=w++w++w+
1112
121222
≈≈≈

«««
11112
22122
≈≈

««
11121
21222
≈≈

««
1112
22122
≈≈

««
1112
22122
≈≈

««
12
12
2211
212
12
UIZ
II
UI
ZZ
ZZ
UUIZIZU
IZZ
=+
=++
≈≈
=++=++++

««
11221221211221122112
2112
1;;;
-====-=-
AAAAYYZZHHGG
12
11
1212
2122
1;
;;1
ZZ
ZZ
=+=++
==+
AA
456
11
12421
22
56
1;;
;1
ZZZ
ZZ
=+==
=+
AA
1221
1221
===-=
====
==
=-=
==-==
YYY
AA
ZZZZ
AA
HHH
AA
AA
GG
GG
AAA
111221
ajb
G=+=+
AAA
-jX
RXX
===
()102sin(90);
Jt
tA
=w+
()1002sin()
et
tB
=w=
()102002sin()70,7sin(2)
et
tB
=+w+w

UeB
().
dut
itL
1()
().
dit
Ldt
()().
utitdt
()().
itutdt
ERJ
ERJ
ERJ
ERJ
e(t)
12
iiidt
=+
idtRiL
dt
=+
()
etCidt
dtL
=+
RiL
()52cos(120)
it
=w+
2,54,33
=--
4,332,5
2,54,33
=-+
2,54,33
cos()
IU
PIU
j-j
cos()
IU
PIU
j-j
cos()
IU
PIU
j-j
cos()

IU

PIU
j-j
250sin(100015)
=-
Ом,40мГн,
мкФ.
UAUBI
ICUDI
=12
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Учебное издание
УЖПСЖУЙШЖТЛЙЖ ПТОПГЬ ЮМЖЛУСПУЖЦОЙЛЙ
Шбтуэ 1
Методические указания и индивидуальные задания
Составители
КОЛЧАНОВА
Вероника Андреевна
ПУСТЫННИКОВ
Сергей Владимирович
Рецензент
Доктор физико
математических наук
,
профессор
кафедры ЭСиЭ
Канев
Компьютерная верстка
О.В. Нарожная
Пуржшбубоп г Йиебужмэтугж УРФ г рпмопн тппугжутугйй
т лбшжтугпн рсжептубгмжоопдп псйдйобм
нблжуб
Подписано к печати . Формат 60×84/16. Бумага «Снегурочка».

Печать
Xerox
. Усл.печ.л.
2
,2
2
. Уч.
-
2
,
0
.

Заказ . Тираж экз.


Национальный
исследовательский Томский политехнический университет

Система менеджмента качества

Издательства Томского политехнического университета сертифицирована

NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту BS EN ISO 9001:2008


. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30.


Тел./факс: 8(3822)56
-
35
-
35,
www
.
tpu
.
ru

Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1. Литература обязательная
Теоретические основы электротехники. Ч. 1: учеб. пособие /
Г.В. Носов, Е.О. Кулешова, В.А. Колчанова.; Томский политехнический
иверситет (ТПУ), Институт дистанционного образования (ИДО). –
Томск: Изд-во ТПУ, 2012.
Теоретические основы электротехники: учебник для вузов /
К.С. Демирчян, Л.Р. Нейман, Н.
Коровкин. – 5-е изд. – СПб.: Питер,
2009. – (Учебник для вузов). Т. 1. – 2009. – 512 с.
Теоретические основы электротехники. Электрические цепи
учебник для бакалавров / Л.А. Бессонов. –
-е изд., перераб. и доп

: Юрайт, 2012. –
с.
Основы теории цепей / Г.В. Зевеке [и др.]. – М.: Энергоатоми
дат, 1989. – 528 с.
6.2. Литература дополнительная
Теоретические основы электротехники: учеб. пособие /
Р.Н. Сметанина, Г.В. Носов, Ю.Н. Исаев; Томский политехнический
университет (ТПУ), Институт дистанционного образования (ИДО). – 3-
изд., испр. – Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – 88 с.
Теоретические основы электротехники
пособие для в
зов: в 2 ч. / В.Д. Эськов, А.В. Каталевская; Национальный исследов
тельский Томский политехнический университет (ТПУ). – Томск: Изд-
во ТПУ, 2011.
Ч. 1. – 2011. – 165 с.
6.3. Internet-ресурсы
Корпоративный портал «Томский политехнический универс
Сайт кафедры электрических сетей и электротехники
– Режим
доступа: http://portal.tpu.ru/departments/kafedra/ese, свободный.
6.4. Учебно-методические пособия
Теоретические основы электротехники. Ч. 1, 2: методические
указания к выполнению лабораторных работ для студентов ИДО, об
чающихся по напр. 140400 «Электроэнергетика и электротехника» /
сост. В.А. Колчанова, Е.О. Кулешова; Томский политехнический ун
верситет. – Томск: Изд-во ТПУ, 2012. – 128 с.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания

показание вольтметра эле
магнитной системы (в вольтах).

Определить величину сопротивления
при которой в цепи наступит резонанс.

Установите
соответствие между
мой измерения прибора и р
гистриру
мой величиной:
магнитоэлектрическая
электромагнитная
электростатическая
электродинамическая

реднее за период значение тока,
ное постоянной составляющей
ложении в ряд Фурье

ействующее значение

гновенное значение

Основные уравнения четырехп
ка записаны в форме А:
ного значения
фициента
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Образец on
line
для студентов
обучающихся с
применением

Взаимосвязь напряжения и тока для
нейного индуктивного элемента:





, полученный при помощи
ремы об эквивалентном генер





Для заданной цепи уравнение по
втор
му закону Кирхгофа:





Выбер
те верное
действующее
ние, соответствующее мгн
венному значению функции





казать
номер
правильной форм
лы, для определения мощности, р
руемой ваттметром




Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
5.3. Образцы билетов к зачёту
Билеты охватыва
основные разделы курса и могут содержать как
теоретические вопросы, так практические задания. Количество и форму
вопросов экзаменационного билета формирует преподаватель, прин
мающий экзамен.
Образец практического билета
для студентов КЗФ
Определить значение напряжения конденсатора при
плекс его действующего значения равен
1,732
Методом контурных токов
определить показание амперметра
Определить вырабатываемую исто
ком напряжения мощность, если
20 Ом;
10 Ом.
Определить активную и полную мо
ность источника несинусоидального
напряжения, если
15 Ом;
20 Ом;
Найти показание ваттметра, если
208 Ом;
40 Ом.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Сущность и применение метода наложения при постоянных
и гармонических (синусоидальных) токах.
Сущность и применение метода эквивалентного генератора (и
точника, активного двухполюсника) при постоянных и гармонических
(синусоидальных) токах.
Согласное и встречное включение индуктивно связанных эл
ментов.
Развязка индуктивной связи.
Расчет схем замещения линейных электрических цепей с и
дуктивно связанными элементами и гармоническими (синусоидальн
ми) напряжениями и токами.
Основные параметры и уравнения двухобмоточного трансфо
матора в линейном режиме (воздушного трансформатора).
Закон сохранения энергии для электрической цепи. Балансы
мощностей при постоянных и гармонических (синусоидальных) напр
жениях и токах.
Потенциальная диаграмма при постоянных токах. Лучевые
и топографические векторные диаграммы при гармонических (синусо
дальных) токах и напряжениях.
Резонансные явления в линейных электрических цепях.
Расчет симметричного режима линейных трехфазных цепей
с гармоническими (синусоидальными) напряжениями и токами.
Расчет несимметричного режима линейных трехфазных цепей
с гармоническими (синусоидальными) напряжениями и токами.
Измерение мощности в трехфазных цепях.
Круговое вращающееся магнитное поле трехфазного тока
и принцип действия асинхронного двигателя.
Сущность и применение метода симметричных составляющих
для расчета динамических трехфазных цепей с местной несимметрией.
Особенности существования в трехфазных цепях составляющих
напряжений и токов нулевой последовательности.
Представление периодических негармонических (несинусо
дальных) напряжений и токов тригонометрическим рядом Фурье. Де
ствующие значения периодических напряжений и токов.
Активная, реактивная и полная мощности при периодических
негармонических (несинусоидальных) напряжениях и токах.
Особенности расчета линейных цепей с периодическими нега
моническими (несинусоидальными) напряжениями и токами.
Резонансные явления в линейных цепях при периодических н
гармонических (несинусоидальных) напряжениях и токах.
Высшие гармоники в трехфазных цепях.
Основные уравнения и параметры четырехполюсников в л
нейном режиме.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОНТРОЛЬ
5.1. Требования для сдачи зачёта
После завершения изучения дисциплины студенты сдают зачёт
Студенты, обучающиеся по классической заочной форме (КЗФ),
сдают зачёт во время экзаменационной сессии по билетам (в устной или
письменной форме).
Для зачёта в 3 семестре необходимо ответить на пять вопрос
:
первый вопрос – из вопросов № 1–6 подраздела 5.1;
второй – из вопросов № 7–10;
третий – из вопросов №
–17;
четвёртый – из вопросов № 18–
;
пятый из вопросов – № 24–2
Студенты, обучающиеся с использованием дистанционных о
ательных технологий (ДОТ),
сдают зачёт в виде теста.
При определении результата зачёта учитываются результаты в
полненного индивидуального домашнего задания, выполнения и защ
ты практических и лабораторных заданий.
Студент считается допущенным к зачёту при обязательном выпо
нении следующих условий:
сдано и зачтено индивидуальное домашнее задание;
выполнены и зачтены отчеты по лабораторным работам.
Зачёт считается сданным, если студент ответил на 55% экзамен
вопросов билета.
Вопросы для подготовки к зачёту
Вопросы для подготовки к экзамену формируются непосредстве
но преподавателем и охватывают основные разделы курса.
Параметры и элементы схем замещения электрических цепей.
Основные законы электрических цепей.
Законы Кирхгофа и их применение для расчета установившег
ся режима линейных резистивных электрических цепей.
Символический метод расчета установившегося режима лине
ных электрических цепей с гармоническими (синусоидальными) напр
жениями и токами.
Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме.
Активная, реактивная и полная мощности при гармонических
(синусоидальных) напряжениях и токах. Коэффициент мощности.
Сущность и применение метода контурных токов при постоя
ных и гармонических (синусоидальных) токах.
Сущность и применение метода узловых потенциалов (напр
жений) при постоянных и гармонических (синусоидальных) токах.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Аналогичные выражения можно получить и для П-схемы:
Из коэффициентов
-формы можно получить коэффициенты всех
тальных форм записи уравнений четырехполюсника:
Для симметричного четырехполюсника в режиме согласованной
нагрузки, когда
Z
Z
, можно определить характеристическое
сопротивле
и меру передачи:
,
[Нп] – коэффициент затухания;
[рад] – коэффициент фазы.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания

-форма;

-форма;

-форма;

-форма;

-форма;
Для обратимых четырехполюсников справедливы уравнения связи:
Матричные коэффициенты могут быть найдены при расчете схемы
замещения четырехполюсника. Любой сколь угодно сложный по вну
реннему строению четырехполюсник может быть представлен Т- или П-
схемой замещения (рис. 21).
Например, для Т-схемы по законам Кирхгофа можно записать:
Отсюда получаем выражения для коэффициентов
-формы:
схема
схема
Рис. 21. Т
схемы замещения четырехполюсника
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Примечание.
Емкостное сопротивление для расчета данной ко
кретной схемы не понадобилось, что вовсе не означает, что оно не п
надобится для расчета схем другой конфигурации. Поэтому в примере
приведена методика расчета такого сопротивления для всех гармоник
воздействующего напряжения.
Итак, мгновенное значение напряжения на нагрузке запишется
в виде
Линейчатые амплитудно-частотные спектры входного и выходного
напряжений приведены на рис. 20.
Рис. 20. Линейчатые амплитудно-частотные спектры
входного (а) и выходного напряжений (б)
Методические указания к задаче 2.3
Уравнения четырехполюсника в матричной форме и примеры о
ределения элементов матриц приведены в [2], §§ 6.1–6.4 и в [4], задачи
4.1, 4.2, 4.8, 4.11, 4.13, 4.15.
Независимо от ориентации токов относительно выходных зажимов,
основные уравнения четырехполюсника в матричной форме имеют вид:
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
где
– номер гармоники;
– реактивные сопроти
ления индуктивности и емкости для первой и
-й гармоник соответс
венно.
Допустим, что на схему рис. 19, элементы которой имеют параме
ры:
= 10,61 мкФ;
= 159 мГн, R
= 100 Ом, воздействует напряжение,
записываемое рядом Фурье (
= 314 c
- 1
тогда:
Определим реактивные сопротивления для отдельных гармоник:
= 0 (для постоянной составляющей), получаем
поэтому в данной схеме
;
Определим гармонический состав выходного напряжения. Как уже
указывало
выше, постоянной составляющей на выходе схемы не б
.
Комплексные амплитуды гармоник, начиная с первой, определятся
как:
;
;
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Вывод формулы напряжения на выходе схемы
через параме
ры схемы и напряжение на ее входе
покажем на примере схемы
рис.19:
Согласно второму закону Кирхгофа,

2m
.
С другой стороны,
где
.
Тогда
. Подставляя это выражение
в уравнения для
2m
, получим:
Выведенная формула справедлива только для гармоник, начиная
с первой. Ее нельзя применить для расчета постоянной составляющей
выходного напряжения, поскольку при ее выводе производилось дел
L
, которое для постоянной составляющей равно 0.
При выводе формулы можно использовать любые известные мет
ды расчета, например, метод контурных токов.
При определении комплексных амплитуд гармонических соста
ляющих необходимо учитывать, что
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Рис. 18. Векторные диаграммы токов и напряжений
для схемы рис. 14
Кривая рис.17, ж запаздывает относительно кривой рис.17, з на
время ¼
, поэтому для нее разложение будет выглядеть следующим
образом:
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Пример построения векторной диаграммы для симметричной
трехфазной цепи приведен в [1], пример 10.1. Лучевую векторную ди
грамму токов строят на комплексной плоскости из начала координат.
Для построения топографической векторной диаграммы напряжений
удобно в начало координат поместить точку
N
нейтрали генератора. Из
роятся векторы фазных
генератора. Векторы падений
напряжения на сопротивлениях нагрузки направлены на диаграмме
в сторону повышения потенциала (если смотреть по схеме, то навстр
чу току). Приведем пример построения векторной диаграммы для сх
мы рис.14.
Линейные напряжения:
Падения напряжений и ток в фазе А:
Напряжения и токи в фазах В и С сдвинуты относительно напр
жений и тока в фазе А на
.
Диаграмма приведена на рис.18. Следует отметить, что в данной
схеме вследствие ее симметрии нейтральные точки генератора
и н
грузки
имеют одинаковый потенциал и на диаграмме совпадают.
Методические указания к задаче 2.2
Разложение несинусоидальных функций в ряд Фурье подробно
описано в [5], гл. 4.4. Например, для кривой рис. 17з с учетом постоя
ной составляющей ½ ·
получим:
– начальная фаза кривой, поэтому
. В результате получаем формулу для разложения
(t) до
пятой гармоники включительно:

Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Для схемы рис.14 необходимо определить эквивалентное сопр
тивление фазы:
Далее определяются линейные токи:
.
По правилу разброса (определение токов в параллельных ветвях)
получаем:
.
Токи в фазах A, В и С симметричны, поэтому
При расчете схемы рис. 15 необходимо преобразовать треугольник
сопротивлений в эквивалентную звезду. Поскольку нагрузка симме
рична,
.
Сопротивления фаз
.
После определения линейных токов
,
определяем фазные токи в нагрузке:
Напряжение между заданными точками
определяется по вт
рому закону Кирхгофа. Например, для схемы рис.14
.
Активная мощность, вырабатываемая в трехфазной цепи
.
Если трехфазная цепь симметрична, то
– угол сдвига между фазными током и напряжением.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Задача 2.3
Используя схему и ее параметры из задачи 2.2, составить ура
нения четырехполюсника в одной из матричных форм записи (
). Требуемая форма записи для каждого варианта приведена в табл.
6. Записать формулы для определения элементов матриц сначала в о
щем (буквенном), а затем в числовом виде.
Используя уравнения связи, проверить правильность определ
ния коэффициентов. Определить меру передачи
, коэффициенты зат
хания
и фазы
, характеристическое сопротивление
.
Для сопротивления
из условия задачи 2.2 определить ток
в нагрузке, приняв напряжение на нагрузке
= 100 В. Подставив
в основные уравнения четырехполюсника, определить входные напр
жения и ток
.
Таблица 6
Формы записи уравнений четырехполюсника (к задаче 2.3)
Последняя цифра номера варианта
Форма записи уравнений
Методические указания к задаче 2.1
Трехфазная цепь и примеры ее расчета подробно рассмотрены
в [1], глава 10. Симметричной трехфазной системой
называют
систему из трех гармонических ЭДС одинаковой амплитуды и частоты,
начальные фазы которых различаются на 120
. Если при этом такая
система нагружена на три одинаковых комплексных сопротивления, то
вся цепь будет симметричной.
Условия симметрии трехфазной цепи:
;
;
;
.
В комплексной форме:
;
;
;
– фазовый оператор.
Расчет симметричной трехфазной цепи производится на одну фазу,
например, фазу А.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Рис. 17. К задаче 2.2. Графики
периодических
напряжений
(t)
(t)
(t)
(t)
(t)
(t)
(t)
(t)
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Таблица 5
Исходные данные к задаче 2.2
График,
е).
а).
е).
а).
е).
а).
е).
а).
а).
а).
е).
а).
а).
а).
а).
а).
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания

Таблица 4
Параметры схемы трехфазной цепи
Задача 2.2
На рис.16 изображены схемы, на вход которых воздействует одно
из периодических напряжений
(t)
. Графики напряжений приведены
рис.17. Схемы нагружены на активное сопротивление нагрузки
Численные значения амплитуды напряжения
m
, периода
, параметров
схемы
C
и величины сопротивления нагрузки приведены в табл. 5.
Требуется:
Разложить напряжение
(t
в ряд Фурье до пятой гармоники
включительно, используя табличные разложения, приведенные в уче
никах, и пояснения, которые даны в указаниях к данной задаче.
Обозначив сопротивления элементов схемы в общем виде как
j x

j x
, вывести формулу для напряжения на нагрузке
через
комплексную амплитуду входного напряжения
. Полученное выр
жение пригодно для каждой гармоники, следует лишь учитывать, что
k ·
ω
· L
– номер гармоники.
Используя формулу п. 2, определить комплексную амплитуду
напряжения на выходе (на нагрузке) для 0, 1-й и 3-й гармоник ряда Ф
рье в схемах рис.16 в, г; для 1-й, 3-й и 5-й гармоник в схемах рис.16 а, б.
Записать мгновенное значение напряжения на нагрузке в виде
ряда Фурье.
Построить друг под другом линейчатые спектры входного (
и выходного (
) напряжений.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Задача 2.1
На рис. 14 приведена схема симметричной трехфазной цепи для
нечетных вариантов; на рис.15 – для четных. Параметры схем привед
ны в табл. 4. Начальную фазу
в обеих схемах принять равной
нулю.
Требуется: рассчитать все токи; определить мгновенное значение
напряжение между точками
; построить топографическую векто
ную диаграмму напряжений, совмещенную с лучевой векторной ди
граммой токов; рассчитать активную мощность трехфазной цепи.
Указание
: Нагрузку, соединенную треугольником, при расчете
преобразовать в эквивалентную звезду.
Рис. 14. Схема симметричной трехфазной цепи (нечетные варианты)
Рис. 15. Схема симметричной трехфазной цепи (четные варианты)
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Рис. 13. Векторная лучевая диаграмма токов и топографическая ди
грамма напряжений
4.3. Индивидуальное домашнее задание № 2
Работа состоит из трех задач:
2.1.
Расчет трехфазной цепи;
2.2.
Расчет цепи с несинусоидальными периодическими напр
жениями и токами;
2.3.
Определение параметров четырехполюсника.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
построению векторных диаграмм
На векторной диаграмме вектора напряжений направлены в точку
сшего потенциала от которой течет ток, т.е. противоположно пол
жительным направлениям напряжений на схеме:
- направлено из
в точку
-
направлено из точки
в точку
b:
- направл
но из точки
в точку
-
направлено из точки
в точку
c,
правлено из точки
в точку
направлено из точки
в точку
-
из точки
в точку
.
По закону Ома определим комплексные напряжения на сопроти
лениях схемы:
14,1
= 43,57
В;
10,575
= 86,5
В;
= 40,2
В;
4 = 26,8
В;
95,79
Векторная лучевая диаграмма токов и топографическая диаграмма
напряжений показаны на рис.13.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Погрешность расчета (небаланс) составила:
по активной мощности
;
по реактивной мощности
.
Таким образом, небаланс как по активной, так и по реактивной
мощности в пределах допуска (δ ≤ 1 %).
Изобразим схему включения ваттметра для измерения активной
мощности в ветви, содержащей сопротивление
. Очевидно, что для
измерения мощности, потребляемой сопротивлением
, необходимо,
чтобы обмотка напряжения ваттметра была включена параллельно, а
токовая обмотка – последовательно с сопротивлением
(рис.
Напряжение на обмотке ваттметра
= 2,01
· 20
= 40,2
Ток, протекающий через токовую обмотку ваттметра, равен:
2,01
А.
. Схема включения ваттметра
Показание ваттметра
P
·I
·cos(

) = 40,2 · 2,01·
(–17,67
+ 70,8
) = 48,48
.
Построим топографическую векторную диаграмму напряж
ний, и лучевую векторную диаграмму токов, при этом потенциал узла
примем равным нулю. Для этого изобразим комплексную схему зам
щения цепи с указанными на ней направлениями напряжений (рис. 12).
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Решив систему, получим:
к
– 1,066 –
·2,9 = 3,09 ·
– 4,23 +
·7,0 = 8,18 ·
Токи в ветвях схемы определятся как

– 4,23 +
j
7,0 – 1,73 –
j
1,0 = – 5,96 +
j
6,0 = 8,46
А;
=
– 1,066 –
j
· 2,9 = 3,09
А;
– 4,23 +
j
· 7,0 = 8,18
=
– 1,066 –
j
· 2,9 + 1,73 +
j
· 1,0 = 0,66–
j
· 1,9 = 2,01
А;
– 1,066 –
j
· 2,9 – 4,23 +
j
· 7,0 = – 5,3 +
j
· 4,1 = 6,7
Согласно второму закону Кирхгофа,

Отсюда
· 100 + 2,01
· 20
=
· 100 + 38,3 –
· 87,8 = 38,3 +
· 87,8 = 95,79
В.
Составим баланс активной и реактивной мощностей.
Полная мощность источников составит:
– сопряженный комплекс тока.
Таким образом, активная мощность источников энергии составит
= 819,73 Вт; реактивная мощность –
– 342,3 ВАр.
Активная мощность потребителей
Реактивная мощность потребителей
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Комплексы действующих значений ЭДС и тока источников:
. Расчетная схема замещения электрической цепи
Расчетная схема с комплексными источниками ЭДС и тока и ко
плексными сопротивлениями ветвей показана на рис.10.
Токи в ветвях схемы определим методом контурных токов. Через
ветвь с источником тока проходит контурный ток
поэтому
j
Для контурных токов
составим систему уравнений:
.
Или, численно:
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Контур
Контур 2:
Контур
Контур 4:
Схема электрической цепи переменного тока
Определим реактивные сопротивления индуктивностей и емк
сти:
Здесь и далее ω = 2·π·
2·3,14159
50 = 314,159 рад/с – круговая
частота источников ЭДС и тока.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Получаем графические значения
В,
Построим потенциальную диаграмму для контура
′c
(рис. 3),
содержащего источника тока.
Принимаем
.
Тогда


2,197 · 12 = – 26,364 (В);
– 26,364 + 50 = 23,636 (В);

23,636 – 0,197 · 10 = 21,666 (В);

21,666 – 5,418 · 4 ≈ 0.
Диаграмма приведена на рис. 8.
Потенциальная диаграмма для контура
′c
Методические указания к задаче 1.2
Изобразим схему электрической цепи для условного варианта,
ссмотренного в методических указаниях к задаче 1.1 (рис. 9).
В общем (буквенном) виде составляем полную систему уравн
ний состояния цепи по законам Кирхгофа для расчета токов всех ветвей
и напряжения на источнике тока.
Схема содержит
= 4 узла и
= 7 ветвей. Следовательно, по пе
вому закону Кирхгофа можно составить

1 = 4 – 1 = 3 независимых
уравнения, а по второму закону Кирхгофа

1= 7 – 4 + 1 = 4 независ
мых уравнения.
Узел
:
– i

.
Узел
:
– i
– i

J.
Узел
:

J.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
.
По формуле Тевенена – Гельмгольца определяем ток в нагрузке:
A.
Напряжение на сопротивлении
по закону Ома составит:
= 5,22 · 15 = 78,3 В.
Ток короткого замыкания эквивалентного генератора
опред
A.
Определим ток
графически. Для этого построим в одних осях
внешнюю характеристику эквивалентного генератора и вольтамперную
характеристику нагрузки (сопротивления
). Внешняя характеристика
является линейной и пересекает оси координат в точках
а вольтамперная характеристика нагрузки также линейна и строится
закону Ома –
. При этом достаточно задать два значения
тока, например
. Точка пересечения характеристик б
дет рабочей точкой генератора, нагруженного на сопротивление
, а ее
проекция на оси координат – искомыми током и напряжением (рис. 7).
Рис. 7. Графическое определение тока
и напряжения на сопротивлении
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
, откуда

.
Для определения тока
воспользуемся методом контурных токов.
J
2 А
I
= 1 А;
= 100 – 1 · 4 = 96 В.
Рис. 5. Эквивалентный генератор в режиме холостого хода
Для определения сопротивления эквивалентного генератора
изобразим вспомогательную схему, в которой источники электрической
энергии замещены их внутренними сопротивлениями:
= 0;
(рис. 6).
К определению сопротивления генератора
Сопротивление эквивалентного генератора
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
После расчета получим:
= 21,676 В;
– 26,363 В.
Токи в ветвях схемы определятся по обобщенному закону Ома:
По первому закону Кирхгофа для узла

– I
= 5,419 – 2,196 = 3,223 А.
Составляем уравнение баланса мощности.
Мощность источников:
Вт.
Мощность потребителей:
Погрешность расчета (небаланс) составила
.
Таким образом, небаланс в пределах допуска (
≤ 1 %).
Определим ток
методом эквивалентного генератора.
Изобразим схему относительно ветви
в виде эквивалентного г
нератора в режиме холостого хода (рис. 5).
Из схемы рис. 5 определим ЭДС эквивалентного генератора
Согласно второму закону Кирхгофа,
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
После расчета получим:
= 0,197 А;
–5,22 А.
Определяем токи ветвей:
= 0,197 А;

= 5,22 – 2 = 3,22 (А);
= 5,22 А;
= 2 + 0,197 = 2,197 А;

= 0,197 + 5,22 = 5,418 А.
Согласно второму закону Кирхгофа,

· 0 =
.
Отсюда
= 2,197·12 + 100 = 126,364 В.
Определим токи в ветвях схемы методом узловых потенциалов.
жду узлами
включена ветвь с идеальным источником ЭДС без
сопротивления. Поэтому в качестве базисного (
= 0) удобно принять
, тогда
= 0;
= 100 В.
Для узлов
составляем узловые уравнения:
Перенеся слагаемое
в правую часть уравнения и подставив и
вестные числовые значения, получаем:
В матричной форме уравнения будут иметь вид:
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
соким потенциалом к узлу с более низким потенциалом. Поэтому
в уравнениях по второму закону Кирхгофа падение напряжения учит
вается со знаком «+», если направление тока в пассивном элементе со
падает с направлением обхода контура. Напряжение на источнике тока
направлено в противоположную току сторону, поскольку ток в этом
элементе протекает от точки с более низким потенциалом к точке с б
лее высоким потенциалом (за счет работы сторонних сил). ЭДС запис
ваются в правой части уравнения, причем со знаком «+» учитываются
ЭДС, направление которых совпадает с направлением обхода контура.
Узел
:
– I

Узел
:
– I

Узел
:

Контур
:

Контур
:
+
I
2
Контур
:

+
U
2
Методом контурных токов определяем токи в ветвях.
Выбираем независимые контуры. В рассматриваемой схеме их три
(рис. 4). При этом, поскольку ветвь
содержит идеальный источник
тока, эта ветвь может входить только в один контур. Ток этого контура
равен току источника:
J
2 А. Для остальных контурных токов с
ставляем уравнения:
После переноса в правую часть постоянных коэффициентов ура
нения примут вид:
Численно
Или, окончательно
матричной форме уравнения будут иметь вид:
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Преобразуем схему до трех контуров:
В ветви
сопротивления включены последовательно, а в ветви

параллельно, поэтому
Ом;
Выбираем положительные направления токов. В ветвях, соде
жащих ЭДС –
направлению ЭДС, в остальных ветвях – произвольно.
Расчетная трехконтурная схема электрической цепи с указанными н
правлениями токов в ветвях, напряжения на источнике тока и контурных
токов приведена на рис.
Рис. 4. Расчётная схема
В общем (буквенном) виде составляем полную систему уравн
ний состояния цепи по законам Кирхгофа для расчета токов всех
ветвей и напряжения на источнике тока.
Схема содержит
= 4 узла и
= 6 ветвей. Следовательно, по пе
вому закону Кирхгофа можно составить

1 = 4 – 1 = 3 независимых
уравнения, а по второму закону Кирхгофа

1= 6 – 4 + 1 = 3 н
зависимых уравнения.
При составлении уравнений по законам Кирхгофа следует руков
дствоваться следующими правилами. Ток, направленный к узлу, в ура
нении по первому закону Кирхгофа учитывается со знаком «+», напра
ленный от узла – со знаком «–». Ток в потребителях электроэнергии
(пассивных элементах электрической схемы) течет от узла с более в
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Методические указания к задаче 1.1
Свойства линейных электрических цепей и методы их расчета по
робно изложены в [1, 2, 3].
Порядок решения конкретной задачи 1.1 следующий.
Допустим, для Вашего варианта из табл. 1 Вы нашли, что
структура Вашей цепи следующая (пример условный, на самом деле т
кой структуры в табл. 1 нет):
Из табл. 2 находим параметры элементов цепи:
мкФ
31,9
212,3
По заданному графу построим схему электрической цепи (рис. 3).
Примечание:
поскольку индуктивности и емкость при воздействии на
электрическую цепь постоянных сигналов обладают соответственно н
левым сопротивлением и нулевой проводимостью, на схеме они не ук
заны.
Схема электрической цепи
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Таблица 1
Варианты компоновки электрической цепи
ветвь
Таблица 2
Параметры элементов электрической цепи
мкФ
нечет.
31,9
28,6
47,8
51,0
318,4
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Задача 1.2
я электрической цепи, схема и параметры которой соответств
ют номеру варианта, при параметрах источников
= 50 Гц
выполнить следующее:
Преобразовать схему, заменив ветви с параллельным и посл
довательным соединениями резисторов на эквивалентные,
составить
в общем (буквенном) виде полную систему уравнений состояния цепи
по законам Кирхгофа в дифференциальной форме.
Представить сопротивления ветвей и действующие значения
ЭДС и тока источников в комплексной форме и изобразить комплек
ную схему замещения цепи.
В полученной схеме любым известным методом рассчитать
комплексы действующих значений токов ветвей и напряжения на источнике
тока.
Составить баланс активных и реактивных мощностей источн
ков и потребителей электрической энергии. Небаланс как по активной,
так и по реактивной мощностям не должен превышать 3 %.
Изобразить схему включения ваттметра для измерения акти
ной мощности в ветви с индуктивностью
и определить его показание.
Построить топографическую векторную диаграмму напряж
ний, совмещенную с лучевой векторной диаграммой токов, при этом
потенциал узла
принять равным нулю.
. Граф электрической
. Элементы
электрической цепи
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
4.2. Индивидуальное домашнее задание № 1
Индивидуальное домашнее задание
№1 содержит
задачи.
На рис. 1 представлен граф электрической цепи,
общий для обеих
задач
. Граф содержит 4 узла – a
d, между которыми включены
6 ветвей –
. Ветви содержат активные и пассивные
элементы электрической цепи и обозначены номерами 1…6 (рис. 2).
В табл. 1 приведены номера вариантов задания от 1 до
с указанием
номеров ветвей, включенных между узлами (номер варианта равен и
дивидуальному номеру студента). Параметры ветвей электрической ц
пи приведены в табл.
Задача 1.1
Полагая, что в цепи с постоянными токами и напряжениями и
дуктивность имеет нулевое сопротивление, а емкость – нулевую пров
димость, изобразить схему, достаточную для расчета параметров реж
ма цепи при постоянных во времени источниках энергии:
(t
(t
J(t
.
Преобразовать схему до трех контуров, заменив ветви с пара
лельным и последовательным соединениями резисторов на эквивален
ные.
Выбрать направления токов в ветвях схемы (в ветвях с исто
никами ЭДС токи задать по направлению ЭДС).
В общем (буквенном) виде составить полную систему уравн
ний состояния цепи по законам Кирхгофа для расчета токов всех ветвей
и напряжения на источнике тока.
Методом контурных токов определить токи всех ветвей
и
второму закону Кирхгофа) напряжение на источнике тока.
Методом узловых потенциалов (напряжений) определить токи
всех ветвей и (по второму закону Кирхгофа) напряжение на источнике
тока.
Составить баланс мощностей, вычислив суммарную мощность
источников энергии, и суммарную мощность, потребляемую резистор
ми. Небаланс не должен превышать 1 %.
Представить схему относительно ветви с сопротивлением
эквивалентным генератором и определить параметры последнего (
). Графически и аналитически определить ток в сопротивлении
Построить потенциальную диаграмму для любого замкнутого
контура, не содержащего источника тока.
Результаты расчета токов по трем методам свести в таблицу
и сравнить между собой.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
и кратко излагать свои мысли. Для успешного достижения этой цели
необходимо руководствоваться следующими правилами:
Начиная решение задачи, указать, какие физические законы или
счетные методы предполагается использовать при решении, привести
математическую запись этих законов и методов.
Тщательно продумать, какие буквенные или цифровые обозн
чения предполагается использовать в решении. Пояснить значение ка
дого обозначения.
В ходе решения задачи не следует изменять однажды принятые
направления токов и наименования узлов, сопротивлений, а также об
значения, заданные условием. При решении одной и той же задачи ра
личными методами одну и ту же величину надлежит обозначать одним
и тем же буквенным символом.
Расчет каждой исходной величины следует выполнить сначала
в общем виде, а затем в полученную формулу подставить числовые зн
чения и привести окончательный результат с указанием единиц измер
ния. При решении системы уравнений целесообразно воспользоваться
известными методами упрощения расчета определителей (например,
вынесение за знак определителя общего множителя и др.), а иногда и еще
проще: методом подстановки.
Промежуточные и конечные результаты расчетов должны быть
но выделены из общего текста.
Решение задач не следует перегружать приведением всех алге
раических преобразований и арифметических расчетов.
Для элементов электрических схем рекомендуется пользоваться
означениями, применяемыми в учебниках по ТОЭ.
Каждому этапу решения задачи нужно давать пояснения.
При построении кривых выбрать такой масштаб, чтобы на 1 см
оси координат приходилось 1
или 2
единиц измерения ф
зической величины, где n – целое число. Градуировку осей выполнять,
начиная с нуля, равномерно через один или через два сантиметра. Ч
словые значения координат точек, по которым строятся кривые, не пр
водить. Весь график в целом и отдельные кривые на нем должны иметь
названия.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Основные действия при выполнении задания должны сопров
ждаться достаточно подробными пояснениями.
Рисунки, графики, схемы, в том числе и заданные условием з
дачи, должны быть выполнены на отдельном листе бумаги (странице)
аккуратно и в удобном для чтения масштабе.
В задании следует оставлять поля шириной не меньше 4 см для
замечаний рецензента.
Вычисления должны быть выполнены с точностью до третьей
значащей цифры.
Задание должно быть подписано студентом и указана дата.
Незачтенные
должны быть исправлены и сданы на повто
ную рецензию вместе с первоначальным вариантом работы и замечания
ми рецензента.
Исправление ошибок
в отрецензированном тексте не
допускается.
Все исправления должны быть выполнены
под заголо
ком «Исправление ошибок».
При изучении курса «Теоретические основы электротехники»
(ТОЭ) и выполнении контрольных заданий рекомендуются учебники
и учебные пособия, выпущенные в последние годы, так как в старых и
даниях изложение ряда новых вопросов может отсутствовать. Рекоме
дуется пользоваться одним учебником при изучении всего курса, но к
гда какой-либо вопрос изложен в нем недостаточно ясно или вовсе не
нашел отражения, использовать другой учебник. Целесообразность т
кого подхода обусловлена и тем, что в учебниках имеется небольшая
разница в обозначениях и это может вызвать некоторые затруднения
при переходе от одного учебника к другому. Так, например, в одних
книгах ЭДС обозначается буквой
, а в других –
; потенциал – буквой
или
. В одних книгах положительное направление отсчета для н
пряжения между двумя узлами или точками схемы указывается с пом
щью индексов этих узлов или точек, в других – индексы узлов у напр
жения не ставятся, а ставится стрелка и один индекс и т.д.
Рекомендуется, прорабатывая материал, составлять
конспект
,
в который полезно выписывать основные законы, определения и фо
мулы. Конспект оказывает большую помощь при выполнении ко
трольных заданий и при подготовке к экзаменам.
Достаточно полный перечень вопросов для самопроверки дан
в учебнике Л.А. Бессонова «Теоретические основы электротехники» [2].
Там же приведены задачи с решениями по всему курсу ТОЭ. Для лу
шего усвоения курса рекомендуется просмотреть решение этих задач.
Работа над контрольным заданием
помогает студентам пров
рить степень усвоения ими курса, вырабатывает у них навык четко
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
4. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ДОМАШНИЕ ЗАДАНИЯ
4.1. Общие методические указания
Учебным планом предусмотрено выполнение
индивидуал
до
заданий (ИДЗ)
варианты котор
приведены в подра
деле 4.2.
Студенты, обучающиеся по классической заочной форме (КЗФ),
выполняют в виде рукописного текста в отдельной тетради объ
мом 12–18 листов. Студент КЗФ должен быть готов защитить свое ИДЗ
преподавателю во время сессии.
Студенты, обучающиеся с использованием дистанционных образ
вательных технологий (ДОТ), ИДЗ оформляют в отдельном файле, в
сылают
, и в обязательном порядке получают рецензию на ИДЗ. Пр
вильно выполненные работы студенту не возвращаются. Если работа
зачтена, то после ответа на замечания рецензента она посылается на
повторное рецензирование. Задания варианта и ответы необходимо н
брать с использованием программы Microsoft Word, формулы набир
ются в Math Type или Equation. Кегль не менее 12.
На страницах ИДЗ оставьте поля для замечаний рецензента. Стр
ницы и рисунки пронумеруйте. В конце выполненного ИДЗ приведите
список использованной литературы, укажите дату выполнения работы.
В разделе 6 приведены необходимая л
ература для выполнения
ИДЗ.
Вариант
выбирается по двум последним цифрам зачетной
книжки студента. Если получаемое число больше
, то из него нужно
несколько раз, чтобы получилось число меньше 25. Напр
мер, если шифр зачетной книжки Д-5А10/12, то вариант ИДЗ 12, если Д-
5А10/45, то вариант –
, если Д-5А10/64, то вариант – 14 и т.д.
ИДЗ должно быть передано преподавателю на проверку в течение
семестра или в первые три дня сессии.
К представленным на рецензию
ИДЗ
предъявляются следующие
требования:
Задания могут быть выполнены в ученических тетрадях или на
чистых листах бумаги четвертого формата, обязательно сшитых.
Обязательно должен быть титульный лист. На титульном листе
указывают:
фамилию
, имя и отчество, домашний адрес, номер учебного
шифра, номер группы и номер варианта. Пример оформления титульн
го листа размещён на сайте кафедры.
http://portal.tpu.ru/departments/kafedra/ese/yhebmetod/ele%20toe/Tab1
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
3. СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
Название, объём, последовательность выполнения практических
и лабораторных занятий определяются маршрутом и календарным пл
ном, составленным преподавателем в процессе работы со студентами.
3.1. Тематика практических занятий
Символический метод. Метод расчёта электрических цепей
с использованием законов Кирхгофа. Метод контурных токов – 2 часа.
Рекомендуемая литература:
[1, р. 4], [2, с.
–186], [3, с. 79–
Трехфазные цепи при гармонических напряжениях и токах –
2 часа.
Рекомендуемая литература:
[1, р
6], [2, с.
–257], [3, с.185–207],
[4,
169–
3.2. Тематика лабораторных работ
3.2.1. Общие методические указания
Для студентов классической заочной формы (КЗФ) обучения тр
бования к этапам работы, связанные с лабораторными занятиями, опр
деленны в методических указаниях ко всем лабораторным работам
с которыми можно ознакомиться на сайте кафедры [7
Студентами, обучающимися с использованием ДОТ, лабораторные
работы выполняются в системе схемотехнического моделирования
Electronics Workbench. Программу можно взять с сайта
http://ewb.narod.ru/start.htm. Программа упакована архиватором WinZip
не требует инсталяции. Создайте на жестком диске каталог с прои
вольным именем и разархивируйте. Запускным файлом является файл
с именем Wewb.exe. Просто «кликните» на нем дважды.
Студент должен проделать лабораторную работу и результаты
в электронном отправить преподавателю, который его курирует.
Оформление работы должно соответствовать требованиям,
которые представлены в методических указаниях к лабораторным
работам [8]. Все лабораторные работы студентам необходимо проделать
до сессии. Если лабораторные работы не сделаны, нет положительной
рецензии преподавателя, то студент не допускается до сдачи экзамена.
3.2.2. Перечень лабораторных работ
Исследование линейной разветвленной цепи постоянного тока.
Простейшие цепи переменного тока.
Исследование резонанса напряжений.
Исследование трехфазной цепи, соединенной звездой.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
А-параметры четырехполюсника, содержащего реактивные
элементы, рассчитаны при частоте напряжения . Сохранят ли он свои
значения при частоте 2?
Почему Н-параметры четырехполюсника называют гибридн
ми?
Сколько можно предложить систем параметров пассивного ч
тырехполюсника, связывающих его входные и выходные напряжения
и токи?
Можно ли утверждать, что число элементов простейшей экв
валентной схемы четырехполюсника всегда равно числу его независ
мых параметров?
Можно ли утверждать, что любой пассивный четырехполюсник
имеет Т-и П-образную эквивалентные схемы?
Является ли симметричным четырехполюсник, если:
а) в его Т-образной эквивалентной схеме = 0 и
б) в его П-образной эквивалентной схеме = 0 и .
Выразите параметры элементов Т- и П-образных эквивалентных
схем четырехполюсников через заданные параметры четырехполюсников
а) А = О, В, С ≠ 0;
D = О, А, С≠ 0; в) А = 0, D = 0, С≠ 0;
В = 0, А, D ≠ 0; д) А, В,С≠0.
Изобразите эти схемы.
Выразите параметры элементов Т- и П-образных эквивалентных
схем симметричного четырехполюсника через его параметры В и
Постройте четырехполюсник, у которого при неизменном н
пряжении на входе
ток на выходе сохраняется одним и тем ж
при любом сопротивлении ≠∞.
А-параметры двух различных четырехполюсников, найденные
при частоте , совпадают. Можно ли различить четырехполюсники:
а) выполняя опыты холостого хода и (или) короткого замыкания на
частоте ; б) выполняя те же опыты при частоте ?
Опыты определения параметров четырехполюсника производят
при напряжениях и токах, в 10 раз меньших номинальных. Можно ли
использовать полученные результаты для анализа работы четырехп
люсника в номинальном режиме?
Изобразите на рисунке четырехполюсник с подключенными
к нему электроизмерительными приборами, необходимыми для опред
ления его А-параметров.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
вующее значение несинусоидального напряжения больше, если входное
несинусоидальное напряжение не содержит постоянной составляющей?
Параллельно соединенные элементы
g
L имеют одинаковые
одимости
Действующее значение какого из токов
или г
) больше, если напряжение на входе цепи несинусоидально
и не содержит постоянной составляющей? Изменится ли ответ, если
вместо катушки индуктивности включен конденсатор проводимостью
Изменится ли действующее значение несинусоидального н
пряжения при изменении его периода?
Почему электрические генераторы и другие устройства эле
троэнергетики проектируют таким образом, чтобы их напряжения и т
ки были как можно ближе к синусоидальным?
Чем можно объяснить, что при равномерной нагрузке трехфа
ной системы звезда–звезда для протекания токов третьих гармоник н
обходим нулевой провод?
2.7. Четырехполюсники в линейном режиме
Пассивные и активные четырехполюсники. Уравнения в форме А.
Режимы холостого хода и короткого замыкания. Т и П-образные схемы
замещения пассивных четырехполюсников. Входное и выходное сопр
тивления. Симметричные и несимметричные четырехполюсники. Ура
нения активных четырехполюсников. Режим согласованной нагрузки.
Рекомендуемая литература:
[1, р. 8], [2, с.
–4
], [3, с.
Методические указания
Освоить классификацию четырёхполюсников, уравнения и режимы
четырёхполюсников, уметь определять коэффицие
четырёхполю
ников. Знать способы экспериментального определения параметров ч
тырёхполюсника.
Вопросы и задания для самоконтроля
Могут ли все параметры четырехполюсника быть: а) вещес
венными; б) мнимыми; в) комплексными?
Сколько параметров четырехполюсника необходимо задать,
чтобы записать уравнения, связывающие токи и напряжения на его
входных и выходных зажимах, если известно, что четырехполюсник:
а) симметричный, б) несимметричный?
Могут ли параметры А, В, С, D пассивного четырехполюсника
быть все равными единице?
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Методические указания
Освоить метод расчёта цепей с периодическими несинусоидальн
ми сигналами, уметь определять полную, активную и реактивную мо
ность
Знать коэффициенты, характеризующие периодические несин
соидальные сигналы, способы измерения, классификацию приборов и
величины, ими регистрируемые. Получение фильтров отдельных га
моник.
Вопросы и задания для самоконтроля
В каких случаях следует ожидать возникновения несинусо
дальных токов и напряжений в электрических цепях?
Какие виды симметрии несинусоидальных кривых вы знаете
и как они сказываются на гармоническом составе?
Изложите основные положения, на которых основывается м
тодика расчета линейных цепей при периодических несинусоидальных
воздействиях.
Охарактеризуйте физический смысл действующего значения
несинусоидального тока.
Всегда ли самым коротким расчетным путем при определении
действующего значения несинусоидального тока является нахождение
его по гармоническому составу?
Приборами каких систем можно измерять: а) действующее зн
чение несинусоидального тока; б) среднее по модулю значение; в) а
плитудное значение?
Почему нельзя складывать действующие значения токов ра
личных частот?
Могут ли отдельные слагаемые в формуле активной мощности
быть отрицательными?
При каких ограничениях несинусоидальные токи и напряжения
приближенно могут быть заменены эквивалентными синусоидальными?
Справедливо ли равенство
для несинусоидальных п
ических напряжений?
Равны ли действующие значения напряжения на выходе одн
полупериодного и двухполупериодного выпрямителей, если напряж
ния на их входах одинаковы?
Какую форму должен иметь периодический несинусоидальный
ток заданной амплитуды, чтобы его действующее значение было ма
симально возможным?
Последовательно соединенные резистор и катушка индуктивн
сти имеют одинаковые сопротивления. На каком из элементов дейс
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Объясните, почему сопротивление на фазу элементов трехфа
ных систем (линии передачи, трехстержневого трансформатора, аси
хронного двигателя) неодинаково для различных последовательностей?
В силу каких причин система токов в симметричном трехфа
ном генераторе может быть несимметричной?
Какова амплитуда ЭДС нулевой последовательности, если и
вестно, что сумма ЭДС фаз равна 100 В?
На какие симметричные составляющие может быть разложена
шестифазная система ЭДС? Изобразите соответствующие симметри
ные системы.
К трехфазному симметричному электрическому генератору,
обмотки которого соединены звездой, подключена несимметричная н
грузка, соединенная треугольником.
Содержат ли систему нулевой последовательности следующие
сис-
темы ЭДС, напряжений или токов:
а) система фазных ЭДС;
система фазных токов генератора
в) система
зных напряжений на нагрузке; г) система фазных токов нагрузки;
система линейных напряжений генератора?
2.6. Линейные электрические цепи
при негармонических периодических напряжениях и токах
Представление негармонических периодических напряжений и
токов в виде тригонометрического ряда Фурье. Дискретные
(линейчатые) спектры. Значения негармонических токов и напряжений
и их измерение: среднее за период, среднее по модулю, максимальное и
действующее значения. Коэффициенты формы, амплитуды, искажения
гармоник. Практически синусоидальные напряжения и токи в
электроэнергетике. Мощность при периодических напряжениях и токах:
активная, реактивная, полная. Коэффициент мощности. Эквивалентные
синусоиды. Расчет сложных линейных цепей с высшими гармониками
одом наложения. Резонансные явления и их применение в
простейших фильтрах для пропускания в нагрузку определенных
гармоник напряжений и токов. Условия появления высших гармоник в
трехфазных цепях. Фазные ЭДС и линейные напряжения с высшими
гармониками. Гармоники прямой, обратной и нулевой
последовательностей. Расчет симметричного режима линейных
трехфазных цепей с высшими гармониками.
Рекомендуемая литература:
[1, с.
0], [2, с.
–2
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
Охарактеризуйте условия получения трехфазного кругового
ющегося магнитного поля.
Может ли трехфазная система, в которой приемник и генератор
соединены звездой, работать без нейтрального провода?
В трехфазной цепи действует симметричная система ЭДС.
Можно ли утверждать, что токи фаз также образуют симметричную
систему?
Ток нейтрального провода в цепи, где генератор и приемник с
единены звездой, равен нулю. Означает ли это, что система фазных
ЭДС симметрична?
Ток нейтрального провода в трехфазной цепи равен нулю.
Сохранится ли он равным нулю:
а) при обрыве в одной из фаз генератора;
увеличении амплитудных
значений ЭДС генератора в 2 раза; в) увеличении сопротивления одной
из фаз приемника в 2 раза?
2.5. Линейные динамические трехфазные цепи
с местной несимметрией при гармонических напряжениях и токах
Разложение несимметричной трехфазной системы гармонических
напряжений и токов на симметричные составляющие прямой, обратной
и нулевой последовательностей. Комплексные сопротивления
элементов трехфазной цепи токам прямой, обратной и нулевой
последовательностей. Метод симметричных составляющих. Виды
местной симметрии. Расчет цепи при обрыве фазы и коротком
замыкании одной и двух фаз. Векторные диаграммы. Баланс мощностей
Рекомендуемая литература:
[1, р. 6], [2, с.
–261], [3, с.
], [4, с.
-198].
Методические указания
Освоить метод симметричных составляющих, виды несимметрии
енять метод симметричных составляющих для расчёта динамич
ской трёхфазной цепи
Вопросы и задания для самоконтроля
Что свойственно прямой, нулевой и обратной последовательн
стям фаз?
Как разложить несимметричную трехфазную систему на три
симметричных?
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
фазной цепи в симметричном режиме. Расчет на одну фазу трехфазных
цепей в симметричном режиме. Векторные диаграммы трехфазных цепей.
Баланс мощностей в трехфазных цепях. Определение порядка чередования
фаз. Измерение мощности в трехфазных цепях. Вращающееся магнитное
поле и принцип действия асинхронного двигателя.
Несимметричный режим трехфазной цепи при соединении нагрузки
здой и треугольником. Расчет сложной трехфазной цепи в несимме
ричном режиме методом узловых потенциалов (напряжений).
Рекомендуемая литература:
[1, р. 6], [2, с.
–2
], [4, с.
200
Методические указания
Знать принцип получения симметричной трёхфазной системы ЭДС.
зличать типы соеди
ний трёхфазных цепей. Различать линейные
и фазные напряжения и токи, симметричный и несимметричный реж
мы. Уметь применять методы расчёта электрических цепей в трёхфа
ных цепях, строить векторные диаграммы, составлять баланс мощности.
Знать принцип получения вращающегося магнитного поля.
Вопросы и задания для самоконтроля
Дайте определение трехфазной симметричной системы ЭДС.
Какими достоинствами объясняется широкое распространение трехфа
ных систем в энергетике?
Что понимают под линейным и нулевым проводами, линейн
ми и фазовыми напряжениями и токами?
Как вы объясните, что напряжения, которые получают от тре
фазных цепей, могут быть представлены следующим рядом: 127, 220,
380, 660 В?
Каковы функции нулевого провода в системе звезда–звезда при
несимметричной нагрузке?
При каких способах соединения генератора с нагрузкой лине
ный ток равняется фазовому?
При каких способах соединения генератора с нагрузкой лине
ное напряжение равняется фазовому?
На распределительном щитке выведены три конца симметри
ной трехфазной системы ЭДС. Как определить зажимы фаз
А, В, С?
Что понимают под активной и полной мощностями трехфазной
системы?
Почему при симметричной нагрузке расчет можно вести на о
ну фазу?
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
9
2.3. Частотные свойства и резонансные эффекты
в линейных электрических цепях
Резонанс в линейных электрических цепях при гармонических н
пряжениях и токах. Резонанс при последовательном, параллельном
и смешанном соединениях индуктивных и емкостных элементов цепи.
Добротность контура. Резонансные и частотные характеристики. Пр
менение резонансных эффектов для усиления гармонических напряж
ний и токов, а также для повышения коэффициента мощности.
Рекомендуемая литература:
[1, р. 5], [2, с.
8], [4, с.
Методические указания
Различать резонанс напряжений и токов. Определять условие рез
нанса, определять параметры резонансной цепи. Строить резонансные
и частотные характеристики. Знать применение резонанса.
Вопросы и задания для самоконтроля
Запишите условие резонансного режима двухполюсника.
Что понимают под добротность и индуктивной катушки, ко
денсатора и резонансного контура? Что физически характеризует ка
дая из них?
Дайте определение режиму резонанса токов и режиму резона
са напряжений.
Какие двухполюсники называют реактивными?
Как по виду частотной характеристики
() реактивного двух-
полюсника можно определить, какие и в каком количество будут возн
кать в нем резонансные режимы при изменении
Какой должна быть взята нагрузка, присоединяемая к активн
му двухполюснику, чтобы в ней выделялась максимальная мощность?
2.4. Установившийся режим линейных трехфазных цепей
при гармонических напряжениях и токах
Линейные трехфазные цепи. Статическая и динамическая нагрузка.
Статические и динамические трехфазные цепи. Фаза и нулевой провод.
Фазные ЭДС и напряжения. Линейные напряжения. Симметричная
трехфазная система напряжений и токов. Фазовый оператор.
Получение симметричной трехфазной системы ЭДС при помощи
синхронного электромашинного генератора. Соединение фазных обм
ток генератора и трансформатора звездой и треугольником.
Симметричный режим трехфазной цепи при соединении нагрузки
звездой и треугольником. Активная, реактивная и полная мощности тре
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
8
Вопросы и задания для самоконтроля
Какими тремя величинами характеризуют синусоидально изм
ющуюся функцию?
Каков смысл стрелки, указывающей положительное направл
ние для тока ветви и напряжения на элементе цепи?
Почему среднее значение синусоидального тока определяют
полпериода, а не за период?
Что понимают под действующим значением тока (напряжения)?
Поясните процесс прохождения синусоидального тока через
индуктивную катушку.
Поясните процесс прохождения синусоидального тока через
конденсатор.
Изложите основы символического метода расчета. На каком о
новании все методы расчета цепей постоянного тока применимы к ц
пям синусоидального тока?
Дайте определение векторной и топографической диаграмм.
Какому моменту времени соответствует положение векторов
токов и напряжений на векторной диаграмме?
Как определить напряжение между двумя точками схемы по т
афической диаграмме?
Физически интерпретируйте активн
мощность
мощность (
полн
мощность
Выразите комплексную мощность
через комплексы напряж
ния и тока.
Дайте определение согласующего и идеального трансформат
ров.
Как в расчете учитывают наличие магнитной связи между и
дуктивными катушками?
Какой смысл имеют вносимые сопротивления в трансформаторе
Что понимают под развязыванием магнитно-связанных цепей?.
С какой целью его осуществляют?
Покажите на примере, как практически осуществить развязыв
ние цепей, положив в основу принцип неизменности потокосцепления
каждого контура до и после развязывания.
Запишите выражение для комплексной мощности, переносимой
гнитным путем из одной ветви в другую, с ней магнитно-связанную,
Сформулируйте теорему о балансе активных и реактивных
мощностей.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
7
Совпадают ли понятия топологической и электромагнитной
связей?
Изменится ли граф схемы, если:
1) в одну из ее ветвей включить идеальный источник: а) ЭДС; б) тока?
2) к паре узлов, соединенных ветвью, подключить ветвь с идеальным и
точником: а) ЭДС;
тока?
2.2. Установившийся режим линейных цепей с постоянными
и гармоническими напряжениями и токами
Постоянные и периодические токи и напряжения. Гармонические
(синусоидальные) токи и напряжения. Промышленная частота. Пост
янный ток как частный случай гармонического тока. Действующие зн
чения гармонических величин. Символический метод. Действия над
гармоническими величинами с одинаковой угловой частотой. Законы
Ома и Кирхгофа в символической форме. Комплексные сопротивления
и проводимости. Метод уравнений Кирхгофа в символической форме.
Мощность при гармонических токах и напряжениях. Активная, реа
тивная и полная мощности. Знаки мощностей и направление передачи
энергии.
Баланс мощностей при гармонических напряжениях и токах. Топ
графические и лучевые векторные диаграммы. Методы контурных т
ков и узловых потенциалов в символической форме. Преобразования
комплексных схем замещения. Принцип наложения и теорема об экв
валентном источнике.
Цепи со взаимной индуктивностью. Собственные и взаимные и
дуктивности. Коэффициент связи. Согласное и встречное включение
индуктивно связанных элементов. Расчет цепей со взаимной индукти
ностью символическим методом. Развязка индуктивной связи. Двухо
моточный трансформатор в линейном режиме: основные уравнения,
схема замещения, векторные диаграммы.
Рекомендуемая литература:
[1, р
4], [2, с.
], [4, с.
–106,
Методические указания
Освоить символический метод расчёта для цепей с гармоническим
источником
Уметь составлять законы Кирхгофа и применять методы
расчёта электрических цепей в цепях с гармоническим источником
и в цепях содержащей индуктивную связь, составлять баланс мощн
стей. Уметь выполнять развязку индуктивных связей. Различать по
ную, активную, реактивную мощность. Уметь строить векторные ди
граммы.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
6
Чем следует руководствоваться при выборе контуров, для кот
рых следует составлять уравнения по второму закону Кирхгофа? Поч
му ни в один из этих контуров не должен входить источник тока?
Поясните этапы построения потенциальной диаграммы.
В чем отличие напряжения от падения напряжения?
Охарактеризуйте основные этапы метода контурных токов
(МКТ) и метода узловых потенциалов (МУП). При каком условии число
уравнений по МУП меньше числа уравнений по МКТ?
Сформулируйте принцип и метод наложения.
Сформулируйте и докажите теорему компенсации.
Запишите и поясните линейные соотношения в электрических
цепях.
Что понимают под входными и взаимными проводимостями?
Как их определяют аналитически и как опытным путем?
Покажите, что метод двух узлов есть частный случай МУП.
Приведите примеры, показывающие полезность преобразования
соединения «звезд
«треугольник»
«треугольника»
«звезду».
Сформулируйте теорему компенсации и теорему вариаций.
Дайте определение активного двухполюсника, начертите две
его схемы замещения, найдите их параметры, перечислите этапы расч
та методом эквивалентного генератора.
Запишите условие передачи максимальной мощности нагрузке.
Каков при этом КПД
Покажите, что если в линейной цепи изменяются сопротивл
ния в каких-то двух ветвях, то три любых тока (напряжения) связаны
линейной зависимостью вида z
су.
Выведите формулы преобразования треугольника в звезду, если
в ветвях треугольника кроме резисторов имеются и источники ЭДС.
Можно ли считать узлом место соединения двух ветвей?
Могут ли части несвязного графа иметь в схеме электрические
соединения?
Может ли контур быть образован отрезками, входящими в
личные части несвязного графа?
Граф состоит из двух узлов и десяти соединяющих их отрезков.
Сколько деревьев содержит граф?
Может ли граф схемы состоять из одной ветви, соединяющей
два узла? Ведь ток в этом случае незамкнут, что противоречит принц
пу непрерывности электрического тока?
Можно ли восстановить вид графа электрической цепи, если з
дано: а) одно из его деревьев; б) два его дерева; в) все деревья графа?
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
5
2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛ
ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Основные понятия и законы электрической цепи
Электрическая цепь. Источники и приемники электромагнитной
энергии. Ток, напряжение и мощность. Выбор положительных напра
лений токов и напряжений. Линейные и нелинейные электрические ц
пи. Установившийся и переходный режимы электрических цепей. Сх
мы замещения электрических цепей. Резистивные, индуктивные и емк
стные элементы схем замещения. Линейные и нелинейные элементы.
Законы Ома и электромагнитной индукции. Источники электородв
жущей силы (
) и тока. Схемы замещения катушек индуктивности,
электрических конденсаторов и источников электрической энергии.
Основные топологические понятия для схем замещения электрич
ских цепей: ветвь, узел, контур, граф.
рвый и второй законы Кирхгофа. Теоремы Телледжена и ко
пенсации. Баланс мощности в резистивных цепях.
Рекомендуемая литература:
[1, р. 2, 3], [2, с.
], [4, с. 7–
Методические указания
Освоить классификацию основных элементов электрической цепи,
их характеристики. Знать основные свойства линейных цепей. Уметь
составлять законы Кирхгофа для линейных цепей; баланс мощности.
Уметь строить потенциальные диаграммы. Уметь строить граф электр
ческой цепи, знать основные топологические понятия.
Вопросы и задания для самоконтроля
Определите понятия «электрическая цепь», «электрическая
схема», «узел», «устранимый узел», «ветвь», «источник ЭДС» и «исто
ник тока».
Как выбирают положительные направления для токов ветвей
и как связаны с ними положительные направления напряжений на с
противлениях?
Что понимают под вольт-амперной характеристикой (ВАХ).
Нарисуйте ВАХ реального источника, источника ЭДС, исто
ника тока, линейного резистора.
Сформулируйте закон Ома для участка цепи с ЭДС, первый
и второй законы Кирхгофа. Запишите в буквенном виде, сколько ура
нений следует составлять по первому и сколько по второму закону
Кирхгофа.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
4
1. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ
ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ
Целью изучения дисциплины является формирование знаний о з
конах и методах расчета электрических цепей и электромагнитных п
лей электротехнических устройств и электроэнергетических систем,
умений расчета и анализа параметров токов и напряжений в установи
шихся и переходных режимах линейных и нелинейных схем замещения
электрических цепей.
В результате изучения дисциплины «Теоретические основы эле
тротехни
» студент должен
знать:
основные понятия и законы электромагнитного поля и теории эле
трических и магнитных цепей; методы анализа цепей постоянного и п
ременного токов в стационарных и переходных режимах;
применять понятия и законы электромагнитного поля и теории
электрических и магнитных цепей для составления и расчета схем з
мещения электротехнических устройств;
владеть:
методами расчета переходных и установившихся процессов в л
нейных и нелинейных электрических цепях.
Дисциплина «Теоретические основы электротехники» относится
к профессиональному циклу Б.3
базовой (общепрофессиональной) ча
. Для её освоения требуются знания курсов «Физика», «Высшая мат
матика», «Информатика» (
пререквизиты
Кореквизиты
, дисциплины,
которые изучаются параллельно с данной дисциплиной – «Физика»
«Теоретическая и прикладная механика»
Знание содержания дисци
лины необходимо для освоения дисциплин циклов Б.3.
Основным видом учебных занятий является самостоятельная раб
та студентов с обязательной и дополнительной литературой, а также
с другими учеб
-методическими материалами по изучению основных
разделов и тем дисциплины. Самостоятельное выполнение индивид
ального домашн
заданий и выполнение лабораторных работ в течение
лабораторно-экзаменационной сессии позволяет закрепить полученные
знания, а работа с преподавателями на лекциях и консультациях пом
гает систематизировать усвоенные знания и подготовиться к итоговому
контролю.
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ
ПРОГРАММЫ
................................
. 4
2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
5
2.1. Основные понятия и законы электрической цепи
................................................................
5
2.2. Установившийся режим линейных цепей с постоян
ными и гармоническими
напряжениями и токами
.................................................
7
2.3. Частотные свойства и резонансные эффекты в линейных электрических цепях
9
2.4. Установившийся режим линейных трехфазных цепей при гармонических напряжениях
и токах
..............................................................................................................................................
9
2.5. Линейные динамические трехфазные цепи с местной несимметрией при гармонических
напряжениях и токах
2.6.
Линейные электрические цепи при негармонических периодических напряжениях и
токах
...............................................................................................................................................
2.7. Четырехполюсники в линейном режиме
.............................................................................
3. СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
4. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ДОМАШНИЕ ЗАДАНИЯ
................................................................
.
4.1. Общие методические указания
4.2. Индивидуальное домашнее задание № 1
.............................................................................
Задача 1.1
Задача 1.2
Методические указания к задаче 1.1
Методические указания к задаче 1.2
4.3. Индивидуальное домашнее задание № 2
.............................................................................
Задача 2.1
Задача 2.2
Задача 2.3
Методические указания к задаче 2.1
Методические указания к задаче 2.2
Методические указания к задаче 2.3
5. ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОНТРОЛЬ
5.1. Требования для сдачи зачёта
.
5.2. Вопросы для подготовки к зачёту
5.3. Образцы билетов к зачёту
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1. Литература обязательная
6.2. Литература дополнительная
55
3. Internet-ресурсы
6.4.
Учебно-методические пособия
Теоретические основы электротехники. Часть 1:
ические указания и индивидуальные задания
2
УДК 621.3.11(075.8)
Теоретические основы электротехники. Часть 1: метод. указ.и и
дивидуальные задания для студентов ИДО, обучающихся по напр.
140400 «Электроэнергетика и электротехника» / сост. В.А.
лчанова,
С.В. Пустынников;
мский политехнический университет. – Томск:
Изд-во Томского политехнического университета,
– 56

Методические указания и индивидуальные задания рассмо
рены и рекомендованы к изданию методическим семинаром
кафедры электрических сетей и электротехники
июня 2012
года, протокол № 5
Зав. кафедрой ЭСиЭ
доцент, кандидат техн. наук _________________ В.И. Полищук
Аннотация
Методические указания и индивидуальные задания по дисц
плине «Теоретические основы электротехники. Часть 1» предн
значены для студентов ИДО, обучающихся по направлению 140400
«Электроэнергетика и электротехника». Первая часть данной ди
циплины изучается в одном семестре.
Приведено содержание основных тем дисциплины, указаны
перечень лабораторных работ и темы практических занятий. Пр
ведены варианты заданий для индивидуальной домашней работы.
Даны методические указания по выполнению индивидуальн
д
машн
заданий.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ОБЧЙПОБМЭОЬК ЙТТМЖЕПГБУЖМЭТЛЙК
УПНТЛЙК РПМЙУЖЦОЙШЖТЛЙК ФОЙГЖСТЙУЖУ

УТВЕРЖДАЮ

Директор ИДО
_______________ С.И. Качин
«____»_____________2012 г.
УЖПСЖУЙШЖТЛЙЖ ПТОПГЬ
ЮМЖЛУСПУЖЦОЙЛЙ
.
Методические указания и индивидуальные задания
для студентов ИДО, обучающихся по направлению
140400 «Электроэнергетика и электротехника»
Составители

.
Лпмшбопгб, Т.Г. Рфтуьоойлпг

3


Кредиты

8


Лекции, часов

10


Лабораторные занятия,
часов

8

Практические занятия, часов

4

Индивидуальные задания


Самостоятельная работа, часов

148


Формы контроля


Издательство
Томского политехнического университета
2012

Приложенные файлы

  • pdf 18132327
    Размер файла: 3 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий