Учебная работа. Разработка электрической цепи
Введение
Курсовой проект по дисциплине «Теоретические базы электротехники» является заключительным шагом в исследовании разделов по расчету электронных цепей неизменного, переменного и трехфазного тока.
Главными задачками курсового проектирования являются:
— закрепление теоретических познаний;
— формирование проф способностей связанных с самостоятельной Деятельностью спеца;
— воспитание (целенаправленное формирование личности в целях подготовки её к участию в общественной и культурной жизни) ответственности за свойство принятых решений;
— приобщение к работе со специальной и нормативной литературой;
— выработка способностей творческого мышления;
— привитие практических способностей, применение норм проектирования,
методика расчетов, технологических инструкций, типовых проектов;
— применение современных расчётно-графических и математических способов, внедрение современных информационных технологий.
Тема курсового проекта — «Расчет и анализ электронных цепей». Результатом выполнения курсового проекта является анализ электронных цепей неизменного тока, выполненный на базе цепи содержащей линейные элементы и источники ЭДС.
Для анализа цепей неизменного тока употребляются способы: контурных токов, узловых потенциалов и по закону Кирхгофа.
Анализ электронных цепей переменного тока выполнен на базе цепи содержащей индуктивные, емкостные и резистивные элементы с одним источником питания и трехфазной цепи при соединении перегрузки приемников треугольником.
1. Расчет линейной электронной цепи постоянного тока
Числовые характеристики электронной цепи неизменного тока приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 — характеристики электронной цепи неизменного тока
E1, В
E3, В
R1, Ом
R2, Ом
R3, Ом
r 03, Ом
r01, Ом
12
108
11,8
27
35,2
0,8
0,2
Схема линейной электронной цепи представлена на рисунке 1.1.
Набросок 1.1 — Схема линейной электронной цепи
1.1 Расчет электронной цепи неизменного тока, используя законы Кирхгофа
Составим схему замещения данной цепи. Схема замещения цепи представлена на рисунке 1.2.
Задаем направлением токов и направлением обхода контуров в данной цепи как показано на рисунке 1.2.
Набросок 1.2 — Схема замещения линейной электронной цепи
По первому закону Кирхгофа нужно составить количество уравнений равное:
(1.1)
где у = 2 — количество узлов в цепи.
n — количество узлов
По второму закону Кирхгофа нужно составить количество уравнений равное:
(1.2)
где в = 6 — количество веток в цепи;
вJ = 0 — количество веток в цепи содержащих источник тока.
Система уравнений имеет вид:
(1.3)
Подставим
(1.4)
Выразим из уравнения 1 ток
(1.5)
Подставим (1.5) в уравнение 1 системы (1.3)
В
В
В
Исходя из того, что ток , токи и буду равны:
1.2 Расчет электронной цепи неизменного тока способом контурных токов
Количество уравнений нужное для расчета цепи по способу контурных токов равно количеству уравнений, которое нужно составить по первому закону Кирхгофа, т.е. согласно (1.1).
Задаем направление контурных токов, совпадающее с направлением обхода контуров при составлении уравнений по второму закону Кирхгофа, как показано на рисунке 1.2.
(1.6)
Подставляем в систему (1.6) начальные данные и решаем ее.
Выразим и подставим в уравнение 1 системы (1.6)
Контурные токи равны:
Определяем токи веток через контурные токи:
1.3 Расчет электронной цепи постоянного тока способом узловых
количество уравнений нужное для расчета цепи по способом узловых потенциалов равно количеству уравнений, которое нужно составить по первому закону Кирхгофа, т.е. согласно (1.1).
Задаем направление узловых потенциалов, совпадающее с направлением обхода контуров при составлении уравнений по второму закону Кирхгофа, как показано на рисунке 1.2.
Определим токи:
1.4 Расчет баланса мощностей цепи
Произведем расчет баланса мощностей по последующей формуле:
Определим погрешность расчетов:
=
Погрешность составила 2,9%, что делает условие <10%.
2. Расчет однофазной линейной электронной цепи переменного тока
2.1 Расчет реактивных сопротивлений цепи
Числовые характеристики эклектической цепи переменного тока приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 — характеристики электронной цепи неизменного тока
E, B
f, Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ)
С2, мкФ
C3, мкФ
L1, мГн
R2, Ом
R3, Ом
100
50
637
100
15,7
10
8
Схема электронной переменного тока представлена на рисунке 2.1.
Набросок 2.1 — Схема линейной электронной цепи
Сопротивление реактивных частей на частоте f=50 Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ) равны
(2.1)
2.2 Расчет комплексов работающих значений токов цепи
Найдем токи протекающие в схеме 2.1
электронный цепь мощность ток
Входное сопротивление цепи в всеохватывающем виде равно
2.3 Расчет Баланс активных и реактивных мощностей цепи
Рассчитаем мощность приемника для цепи, представленной на рисунке 2.1.
Рассчитаем мощность источника для цепи, представленной на рисунке 2.1.
Погрешность расчетов составила:
3. Расчет трехфазной линейной электронной цепи переменного тока
Числовые характеристики эклектической цепи переменного тока приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 — Характеристики электронной цепи неизменного тока
U
Rca
Xca
Rab
Xab
Rbc
Xbc
127
10
9
4.5
14
8
4
3.1 Расчет комплексов работающих значений линейных и фазных токов цепи
Схема замещения трехфазной цепи представлена на рисунке 3.1.
Набросок 3.1 — Схема трехфазной цепи переменного тока
Линейные напряжения в всеохватывающем виде равны
(3.1)
Фазные токи в всеохватывающем виде равны:
3.2 Расчет активной и реактивной мощности
Определим линейные токи, используя 1-ый законКирхгофа:
3.3 Построение векторной диаграммы токов и напряжений
Определим активную мощность веток всей цепи:
Определим реактивную мощность веток:
Определим полную мощность всей цепи
Построение векторной диаграммы трехфазной цепи
При построении векторной диаграммы токов используем уравнения записанные по первому закону Кирхгофа
4. Энерго— и материалосбережение
В данное время в мире стоит острый вопросец о энерго- и материалосбережении.
Для выполнения схем наименее энерго- и материалозатратными могут применятся последующие решения:
— уменьшение площади схемы.
— объединение нескольких блоков в один, что дозволит использовать один источник питания.
— внедрение хороших методов монтажа частей на плату, что дозволит уменьшить площадь занимаемую радиоэлементами.
— уменьшение размеров платы за счет компоновки и оптимального использования места платы.
Все элементы являются наименее энергозатратными. Сборка частей обязана происходить таковым образом, чтоб они занимали как можно меньше места.
5. Охрана труда
Причины производственной среды оказывают существенное воздействие на работоспособность человека. Существует разделение производственных причин на небезопасные и вредные. Страшный производственный фактор — это производственный фактор, действие которого в определенных критериях приводит к травме либо к другому неожиданному ухудшению здоровья. действие же вредного производственного фактора в определенных критериях приводит к заболеванию либо понижению работоспособности.
Значимым физическим фактором является локальный климат рабочей зоны, в особенности температура и влажность воздуха. Человек повсевременно находится в процессе термического взаимодействия с окружающей средой. Исследования демонстрируют, что высочайшая температура в сочетании с высочайшей влажностью воздуха оказывает огромное воздействие на работоспособность человека. Возрастает время реакции, нарушается регулирование движений, резко возрастает число неверных действий. Высочайшая температура на рабочем месте негативно влияет на психические функции: снижается внимание, миниатюризируется размер оперативки, понижается способность к ассоциациям.
температура, относительная влажность и скорость движения воздуха влияют на термообмен и нужно учесть их всеохватывающее действие. Нарушение термообмена вызывает термическую гипертермию, либо перегрев.
Мероприятия по приведения температуры воздуха рабочей зоны, влажности, подвижности воздуха к хорошим значениям:
Для обеспечения установленных норм микроклиматических характеристик и чистоты воздуха в машинных залах и остальных помещениях используют вентиляцию. Общеобменная вентиляция употребляется для обеспечения в помещениях соответственного локального климата; местные вентиляторы — для остывания ЭВМ (Электронная вычислительная машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) и вспомогательных устройств. Временами должен вестись контроль за атмосферным давлением и влажностью воздуха.
6. Охрана окружающей среды
Для развития и соблюдения правил природопользования, также применяется экологическое образование. В почти всех учебных заведениях, в том числе и в нашем оно тоже существует. Вопросцами развития окружающей среды занимается экология — наука о взаимоотношении {живых} организмов и среды их обитания. Рациональное решение экологических заморочек может быть только при рациональном содействии природы и общества.
Исходя из такового положения вещей, Создание продукции и сама продукция не должны никаким образом загрязнять окружающую среду. Потому на предприятиях употребляются различного рода очистные сооружения. методика чистки промышленных выбросов по нраву протекания физико-химических действий делят на 4 группы:
— промывка выбросов растворителями примесей (абсорбция);
— промывка выбросов смесями реагентов, связывающих примеси химически (хемосорбция);
— поглощение газообразных примесей жесткими активными субстанциями (адсорбция);
— тепловая нейтрализация отходящих газов и поглощение примесей методом внедрения каталитического перевоплощения.
При разработке информационно-сигнальной системы оледенения в каре были соблюдены правила природопользования.
Заключение
В итоге выполнения курсового проекта произведен анализ электронных цепей неизменного и переменного тока.
анализ электронных цепей неизменного тока выполнен на базе использования законов Кирхгофа, способа узловых потенциалов, и способа контурных токов.
Результаты расчетов испытаны составлением баланса мощностей и построением диаграмм.
анализ электронных цепей переменного тока выполнен на базе цепи содержащей индуктивные, емкостные и резистивные элементы с одним источником питания и трехфазной цепи при соединении перегрузки приемников треугольником.
Результаты расчетов испытаны составлением баланса мощностей и построением векторных диаграмм напряжения и тока.
Перечень использованных источников
1 Бессонов Л.А. Теоретические базы электротехники: электронные цепи: Учебник для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. — 7-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 2008. — 528 с. (2009 г.).
2 Бессонов Л.А. Теоретические базы электротехники: Электромагнитное поле: Учебник для студентов вузов. — 7-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 2008. — 231 с. (2009 г.).
3 Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические базы электротехники. В 2-х т.: Учебник для вузов. Том 1. — 3-е изд., перераб. и доп. — Л.: Энергоиздат, 2006. — 536 с.
4 Базы теории цепей: Учебник для вузов/ Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил, С.В. Страхов. — 5-е изд., перераб. — М.: Энергоатомиздат, 2009. — 528 с.
5 Теоретические базы электротехники. В 3-х ч. — Ч. I. Атабеков Г.И. Линейные электронные цепи: Учебник для вузов. — 5-е изд., испр. и доп. — М.: Энергия, 2008. — 592 с.
6 Бычков Ю.А., Золотницкий В.М., Чернышев Э.П. Базы теории электронных цепей. — СПб.: Издательство «Лань», 2002.
7 Курсовое проектирование по теории электронных цепей: Учебное пособие для самостоятельной работы студентов. / Под редакцией Ю.А. Бычкова, Э.П. Чернышева; ГЭТУ, СПб., 1996
8 Матханов П.Н. Базы анализа электронных цепей. Линейные цепи. — М.: Высш. шк., 1990
9 Волынский В.А. и др. Электротехника /Б.А. Волынский, Е.Н. Зейн, В.Е. Шатерников: Учеб. пособие для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 2001. — 528 с., ил.
]]>