МТИ, теоретические основы электротехники (контрольная работа, часть 2)

Контрольная работа

По темам: «Электрические цепи при несинусоидальных токах и напряжений», Переходные процессы в электрических цепях»

Структура комплексной контрольной работы:

- титульный лист,

- задание на контрольную работу (вариант из таблицы данных),

- содержание,

- основная часть (расчетная и графическая части задания),

- список используемой литературы.

Задание     

Варианты заданий выбираются по двум последним цифрам номера договора (без учета слеша и года). Номер схемы определяется по предпоследней цифре, параметры схемы – по последней цифре

Задача 1. Расчет цепи несинусоидального тока

Заданы схема электрической цепи и форма напряжения на ее входе, параметры цепи, амплитуда несинусоидального напряжения и частота основной гармоники напряжения.

Варианты выбираются по двум последним цифрам номера договора (без учета слеша и года). Номер схемы и форма напряжения определяется по предпоследней цифре, параметры схемы – по последней цифре.

Необходимо:

1) записать напряжение на входе цепи в виде ряда Фурье, ограничившись при этом первыми пятью гармоник из существующих.

2) рассчитать первые пять гармоник тока цепи и записать мгновенное значение тока в виде ряда.

3) построить на одном графике кривые тока и напряжения на входе цепи [i(t) и u(t)].

4) определить действующие значения тока и напряжения, составить баланс активной мощности

Для записи напряжения на входе цепи в виде ряда Фурье рекомендуется воспользоваться справочной информацией.

Варианты схем электрических цепей и форм напряжения источников к задаче 1

Варианты параметров цепи к задаче 1

Рекомендации

Задача относится к разделу: «Несинусоидальные токи и напряжения».

Для решения этой задачи необходимо изучить теоретический материал, включающий следующие вопросы: 

1) Разложение несинусоидальных  периодических функций в ряд Фурье и случаи симметрии кривых при разложении в ряд.

2) Действующее значение несинусоидального тока и напряжения.

3) Расчет токов при действии несинусоидальной ЭДС на входе цепи по отдельным гармоникам.

Задача 2. Расчет переходных процессов классическим методом

Номер варианта работы состоит из двух чисел, которые разделены точками (Х.Х.), и определяется с помощью табл. 1.

Например, для Иванова Владимира номер варианта будет 9.3.

Сумма 2 чисел варианта определяет источник входного сигнала на рис.1. Если сумма 2 чисел варианта – это четное число, то источником входного напряжения является рис. 1. Если сумма 2 чисел варианта – нечетное число, то источником входного напряжения является рис. 2.

Например, для варианта 9.3 сумма чисел 9+3=12. 12 – это четное число. Значит источник входного напряжения изображен на рисунке 1.

Первое число варианта задает конфигурацию нагрузки, подключенной к источнику напряжения, в табл. 2, а второе число – это параметры цепи в табл. 3.

Например, для варианта 9.3 из таблицы 2 берем схему под номером 9 (из 9 строки). Из таблицы 3 берем исходные данные из колонки под номером 3. Обратите внимание, что исходных параметров может быть больше, чем на вашей схеме. В этом случае ненужные параметры мы не используем. Например, для 9 схемы ненужным является параметр R₃.

Таблица 1

В задании необходимо:

- определить закон изменения переходного тока в расчетной электрической цепи при переключении ключа S из положения 1 в положение 2. Считается, что переходный процесс заканчивается за время t=5τ, где τ – постоянная времени цепи;

-построить графики изменения тока через индуктивность i(t) и напряжения на емкости u(t).

Входное напряжение:

Таблица 2

Расчетная электрическая цепь

Таблица 3

Параметры электрической цепи

Мгновенное значение синусоидальной ЭДС переменного тока описывается выражением: e(t) = E_m sin (𝜔t + ψ_и).