Вирішення Опір лінії: 1) icon

Вирішення Опір лінії: 1)




Скачати 274.55 Kb.
НазваВирішення Опір лінії: 1)
Сторінка1/5
Дата16.07.2012
Розмір274.55 Kb.
ТипРішення
  1   2   3   4   5

ВСТУП


Ці вказівки ставлять своєю метою полегшити студентам вивчення основних розділів курсу "Теоретичні основи електротехніки" на прикладі спеціалізованих задач, тобто таких задач, елементи яких надалі будуть використовуватися в спецкурсах.

Основне завдання викладачів кафедри електротехніки, які ведуть курс ТОЕ – це при збереженні змісту курсу вести практичні заняття таким чином, щоб направити їх на певну спеціальність.

Практичні заняття призначені для організації самостійної, спрямованої викладачем пізнавальної діяльності студентів. Методика проведення спеціалізованих занять припускає вирішення спеціалізованих задач з акцентуванням уваги на таких основних моментах:

  • опис фізичних процесів і обговорення їхньої значущості;

  • послідовне спрощення моделі розглянутого процесу;

  • вибір найбільш доцільних методів розрахунку електричного ланцюга;

  • аналіз і зіставлення кількісних результатів з реальними фізичними процесами.

У даних методичних вказівках наведені спеціалізовані задачі для спеціальності 6.092204 – "Електричний транспорт", але вони можуть бути корисними і для студентів інших спеціальностей, пов’язаних з електрикою.
^

1 РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНИХ ЛАНЦЮГІВ


ПРИ ПОСТІЙНОМУ СТРУМІ


У цьому розділі наведені 11 задач з повним розв'язанням і розглядом спеціальних питань, що в них ставляться.

Задача 1.1


Двопровідна лінія довжиною 686 м виконана проводами М-16, з'єднує тяговий електродвигун потужністю 24 кВт з тяговою підстанцією напругою 660 В. Чому дорівнює напруга на затисках тягового електродвигуна?

Вирішення

Опір лінії:



(1.1.1)

Баланс потужностей:



(1.1.2)

Вирішуючи квадратне рівняння, знаходимо: , . При нормальній роботі має сенс менше значення струму .

Напруга на затисках тягового електродвигуна:



(1.1.3)


Задача 1.2

Напруга між трамвайним проводом і заземленою рейкою дорівнює 660 В. Яким опором повинна володіти піднімальна площадка, з якої проводяться роботи з проводом, якщо опір тіла людини при сухому стані шкіри 50 кОм і безпечний для життя струм можна прийняти рівним 1 мА?

Вирішення

Позначимо опір піднімальної площадки через і опір тіла людини , тоді за законом Ома маємо:

;

(1.2.1)

З рівняння знаходимо опір піднімальної площадки . Звідси робимо висновок: струм буде безпечним для життя, якщо опір піднімальної площадки буде більше .


Задача 1.3

В одному з цехів вагоноремонтного заводу через велику вологість повітря погіршилася ізоляція проводів щодо землі. Опір першого проводу ізоляції знизився до 100 кОм, другого – до 80 кОм. Електромонтер, стоячи на сирій підлозі, тобто на землі, торкнувся оголеної ділянки першого проводу (рис. 1.1, а). Визначити струм, що пройшов через тіло електромонтера, приймаючи опір тіла рівним 50 кОм, якщо напруга мережі дорівнює 220 В.



Рис. 1.1

Вирішення

Складемо розрахункову електричну схему (рис. 1.1, б). Еквівалентний опір усього ланцюга



(1.3.1)

Загальний струм



(1.3.2)

Струм через тіло людини



(1.3.3)


Задача 1.4

Контактний провід трамвая одержує живлення в точках А і В (рис. 1.2, а) від однієї тягової підстанції по двох живильних проводах, опори яких не задані. Амперметри на підстанції показують: , . Два вагони знаходяться саме в точках А і В; опори і ЕРС їхніх тягових електродвигунів відомі: , ; , .

Опір контактного проводу – 0,15^ Ом/км, опір рейок – 0,05 Ом/к.

Знайти напругу на кожному з вагонів і струми в контактному проводі і рейках.

Вирішення

Складемо розрахункову електричну схему (рис. 1.2, б). Користуючись методом вузлових потенціалів, запишемо рівняння для вузлів А і В:



(1.4.1)

Визначаємо коефіцієнти:



(1.4.2)



(1.4.3)



(1.4.4)



(1.4.5)



(1.4.6)



Рис. 1.2

Підставляємо коефіцієнти в рівняння, тоді останні будуть матимуть вигляд



(1.4.7)

Вирішуємо рівняння і знаходимо потенціали вузлів А і В:

;




Таким чином, напруга па першому вагоні – 540^ В, на другому – 534 .

За законом Ома визначаємо струми:

а) у контактному проводі:



(1.4.8)

б) у рейках:



(1.4.9)


Задача 1.5

На електростанції паралельно працюють два генератори (рис. 1.З, а). Від шин електростанції йде лінія, що живить тяговий електродвигун тролейбуса. Електрорушійні сили і опори всіх цих об'єктів наведені в табл.1.1. Визначити споживану двигуном потужність.

Таблиця 1.1

Об'єкти

ЕРС, В

Опір, Ом

генератор 1

625

0,25

генератор 2

627

0,25

двигун

614

0,025

лінія

-

0,100


Вирішення

Складемо розрахункову електричну схему (рис. 1.3б), де , , , , .

Користаючись методом двох вузлів, визначаємо напругу між вузлами:



(1.5.1)

де



(1.5.2)



(1.5.3)



(1.5.4)



Рис. 1.3

За законом Ома для ділянки ланцюга, що містить ЕРС, визначаємо струм двигуна:



(1.5.5)

Обчислюємо споживану двигуном потужність:



(1.5.6)


Задача 1.6

Контактний провід трамвая живиться від двох підстанцій (рис. 1.4а). Їхні параметри і опір тягового електродвигуна (включаючи пусковий реостат) наведені в табл.1.2. Опір контактного проводу і рейок дорівнює 0,2 Ом/км. Знайти напругу на трамваї і струми підстанцій у момент руху трамвая з місця (у двигуна Е= 0, тому що двигун ще не обертається).



Рис. 1.4

Таблиця 1.2

Об'єкти

ЕРС, В

Опір, Ом

підстанція 1

600

0,25

підстанція 2

600

0,25

трамвай

-

7


Вирішення

Складемо розрахункову електричну схему (рис. 1.4б).

, , .

Користуючись методом двох вузлів, визначаємо напругу на трамваї, тобто напругу між вузлами 1 і 2:



(1.6.1)

де



(1.6.2)



(1.6.3)



(1.6.4)

За законом Ома для ділянки ланцюга, що містить ЕРС, визначаємо струми підстанцій у момент руху трамвая з місця:



(1.6.5)


Задача 1.7

Контактний провід трамвая одержує живлення в точках А і В (рис. 1.5, а) від однієї підстанції по двох живильних проводах, що мають опори 0,2 Ом (провід А) і 0,4 Ом (провід В).

На підстанції підтримується напруга 600 В. У точках А і В одночасно зрушують з місця два вагони 1 і 2, реостати яких мають опори , . ЕРС їхніх двигунів дорівнюють нулю, тому що вони ще не обертаються. Опір контактного проводу 0,25 Ом/км, опір рейок можна не враховувати. Знайти струм у контактному проводі методом еквівалентного генератора.

Вирішення

Складемо розрахункову електричну схему (рис. 1.5, б).

, , , , ,



Рис. 1.5

Вириваємо опір , тоді схема рис. 1.5, б має вигляд згідно з рис. 1.5, в.

За законом Ома визначаємо струми холостого ходу в паралельних вітках:



(1.7.1)



(1.7.2)

Визначаємо напругу холостого ходу:



(1.7.3)

Визначаємо вхідний опір:



(1.7.4)

Знаходимо струм у контактному проводі:



(1.7.5)


Задача 1.8

На тролейбусному маршруті в конкретний момент часу в режимі тяги знаходяться 2 машини, обладнані тяговими двигунами послідовного збудження ДК-211А (швидкісні характеристики, вказані до ободу колеса, наведені на рис. 1.6). При цьому обидві машини рухаються в режимі ослаблення поля 50%. Спідометри, встановлені на машинах, показують відповідно і . На підстанції підтримується напруга 600 В. Контактний провід має марку МФ-100 (). Відстань між машинами . Знайти опір силового ланцюга кожної з машин в даний момент часу (опір силових допоміжних машин не враховувати, тобто вважати їх відімкненими від контактної мережі).

Вирішення

Складемо розрахункову електричну схему (рис. 1.7).

Опір контактного проводу:



(1.8.1)



Рис. 1.6



Рис. 1.7

За швидкісною характеристикою, що відповідає ослабленню поля 50%, визначаємо:

; .

(1.8.2)

Струм в лінії:

.

(1.8.3)

Напруга на рухомому складі, тобто між вузлами 1 і 2 (за другим законом Кірхгофа):



(1.8.4)

Шукані опори силових ланцюгів машин:





(1.8.5)


Задача 1.9

На рис. 1.8 наведена спрощена схема агрегата генератор-двигун із введенням у цю схему контрольних приладів.

1) За відомою полярністю включення приладів (рис. 1.8) визначити, яка з машин працює в режимі генератора, а яка в режимі двигуна.



Рис. 1.8

2) Визначити ЕРС і , що розвиваються машинами, якщо показання амперметра і вольтметра відповідно дорівнюють 40 А и 479 В, внутрішні опори машин , .

3) Визначити потужність , що підводиться до двигуна. Куди витрачається енергія, що відповідає цієї потужності, якщо відомо, що числові дані задачі приведені для випадку, коли двигун працює в режимі холостого ходу?


^ Пояснення до умов задачі

1. Агрегат генератор-двигун, який називають також агрегатом Леонарда, має велике поширення головним чином у приводах постійного струму при необхідності регулювання швидкості обертання двигуна в широких межах.

2. Електрична машина постійного струму може бути представлена у вигляді послідовної еквівалентної схеми, в яку входять опір ^ R (внутрішній опір машини: опір обмоток якоря і щіткових контактів) і джерело ЕРС Е, тобто ЕРС, що індуктується в обмотці якоря машини при його обертанні в магнітному полі. Для генератора ЕРС вважається співпадаючої по напрямку зі струмом, а для двигуна – спрямованою назустріч струму.

Вирішення

1) Згідно з п. 2 пояснень ліва машина працює в режимі двигуна, а права – в режимі генератора.

2) За другим законом Кірхгофа маємо:

;

(1.9.1)

.

(1.9.2)

3) Потужність, що підводиться до двигуна:

.

(1.9.3)

Незважаючи на те, що двигун працює в режимі холостого ходу, не виконуючи яку-небудь корисну роботу, він все-таки споживає потужність

Енергія, що відповідає цієї потужності, виділяється у вигляді тепла в таких вузлах двигуна:

  • в обмотці ротора – енергія електричних втрат:



    (1.9.4)

  • в магнітопроводі – втрати в сталі, що складаються з втрат на гістерезис і вихрові струми;

  • у підшипниках і щітках колектора – енергія механічних втрат , що виникають у результаті тертя в цих вузлах двигуна;

  • у системі охолодження двигуна – вентиляційні втрати , що виникають у результаті тертя якоря двигуна об повітря і приведення в дію системи охолодження.

Звичайно, всі перераховані види втрат мають місце й у будь-якому іншому режимі роботи двигуна.

Аналогічні втрати слід розглядати і при зворотному перетворенні (механічної енергії в електричну), тобто в генераторах.

  1   2   3   4   5

Схожі:

Вирішення Опір лінії: 1) icon3. у деякій точці двопровідної телефонної лінії невідомої довжини
Ом, R2=8 Ом, r1=3,5 Ом. Визначити опір витоку Rx, відстань L до місця пошкодження, загальну довжину лінії L, а також відновити втрачене...
Вирішення Опір лінії: 1) iconУ деякій точці двопровідної телефонної лінії невідомої довжини
Ом, R2=8 Ом, r1=3,5 Ом. Визначити опір витоку Rx, відстань L до місця пошкодження, загальну довжину лінії L, а також відновити втрачене...
Вирішення Опір лінії: 1) icon«Опір матеріалів»
Опір матеріалів (частина 2). Конспект лекцій з дисциплін «Опір матеріалів», «Опір матеріалів та будівельна механіка», «Основи теорії...
Вирішення Опір лінії: 1) iconОптоелектроніка ● Вакуумна та плазмова електроніка
Температурна залежність питомого опору. Вплив домішок та структурних дефектів на провідність металів. Правило Матіссена. Електричні...
Вирішення Опір лінії: 1) iconОптоелектроніка ● Вакуумна та плазмова електроніка
Температурна залежність питомого опору. Вплив домішок та структурних дефектів на провідність металів. Правило Матіссена. Електричні...
Вирішення Опір лінії: 1) iconВ. П. Шпачук, Л. С. Андрієвська
Конспект лекцій з дисциплін «Опір матеріалів», «Опір матеріалів та основи будівельної механіки», «Основи теорії споруд» для студентів...
Вирішення Опір лінії: 1) iconЛінії зв’язку ● Антенно – фідерні пристрої зв’язку
Загальні відомості про лінії зв’язку. Напрямні системи передавання. Провідники. Ізоляція. Типи скруток у групи. Побудови осердя кабеля....
Вирішення Опір лінії: 1) iconПитання на модуль 1 з дисципліни «пускорегулюючі апарати»
Намалювати еквівалентну схему заміщення баластного дроселя І розрахувати основні її параметри, якщо відомо: загальні втрати в дроселі...
Вирішення Опір лінії: 1) iconПрограмне забезпечення для проведення самостійної роботи студентів з курсу «Опір матеріалів»
Мета розробки. Створення програмного забезпечення, яке дає змогу студентам самостійно виконувати розрахунково-графічні завдання з...
Вирішення Опір лінії: 1) iconТема Аналіз поведінки споживача
Припустимо, що доход зростає за інших рівних умов. Оскільки ціни товарів залишаються незмінними, нахил лінії бюджетного обмеження...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи