Презентация на тему: Теоретические основы электротехники

Теоретические основы электротехники
Общее
Контрольная работа
Требования к предъявлению контрольной работы
Определение варианта задач контрольной работы
Определение варианта задач контрольной работы
Определение варианта задач контрольной работы
Основные моменты дисциплины
Основные законы электрических цепей постоянного тока
Закон Ома для участка цепи без источника
Обобщенный закон Ома (для участка цепи с ЭДС)
Обобщенный закон Ома (для участка цепи с ЭДС)
I закон Кирхгофа
II закон Кирхгофа
II закон Кирхгофа
Метод преобразования цепи
Метод преобразования цепи
Метод преобразования цепи
Метод преобразования цепи
Метод преобразования цепи
Метод непосредственного применения законов Кирхгофа
Метод непосредственного применения законов Кирхгофа
Метод непосредственного применения законов Кирхгофа
Метод непосредственного применения законов Кирхгофа
Метод непосредственного применения законов Кирхгофа
Основные параметры синусоидально изменяющихся величин
Основные параметры синусоидально изменяющихся величин
Основные параметры синусоидально изменяющихся величин
Основные параметры синусоидально изменяющихся величин
Основные параметры синусоидально изменяющихся величин
Основные параметры синусоидально изменяющихся величин
Основные параметры синусоидально изменяющихся величин
Основные параметры синусоидально изменяющихся величин
Представление синусоидального тока с помощью комплексных чисел
Представление синусоидального тока с помощью комплексных чисел
Активное сопротивление, индуктивность, емкость в цепях синусоидального тока
Цепь с резистором
Цепь с резистором
Цепь с резистором
Цепь с индуктивностью
Цепь с индуктивностью
Цепь с индуктивностью
Цепь с индуктивностью
Цепь с емкостью
Цепь с емкостью
Цепь с емкостью
Цепь с емкостью
Цепь с емкостью
Последовательное соединение активного, индуктивного, емкостного сопротивлений
Последовательное соединение активного, индуктивного, емкостного сопротивлений
Последовательное соединение активного, индуктивного, емкостного сопротивлений
Последовательное соединение активного, индуктивного, емкостного сопротивлений
Последовательное соединение активного, индуктивного, емкостного сопротивлений
Основные характеристики периодического несинусоидального тока
Расчет электрической цепи с несинусоидальными ЭДС и токами
Суть метода наложения
Суть метода наложения
Трехфазные электрические цепи. Мгновенные значения и комплексы действующих значений ЭДС
Мгновенные значения и комплексы действующих значений ЭДС
Векторная диаграмма ЭДС трехфазного генератора
Обозначения на схемах
Соединение в звезду. Схема, определения
Соединение в звезду. Схема, определения
Соединение в звезду. Схема, определения
Соединение в звезду. Схема, определения
Соединение генератора с нагрузкой
Соединение в звезду. Фазные и линейные напряжения
Классификация приемников в трехфазной цепи
Четырехпроводная звезда (звезда с нейтральным проводом)
Четырехпроводная звезда. Симметричная нагрузка приемника
Четырехпроводная звезда. Несимметричная нагрузка приемника
Четырехпроводная звезда. Несимметричная нагрузка приемника
Трехпроводная звезда (звезда без нейтрального провода)
Трехпроводная звезда (звезда без нейтрального провода)
Трехпроводная звезда. Симметричная нагрузка
Трехпроводная звезда. Симметричная нагрузка
Трехпроводная звезда. Несимметричная нагрузка
Трехпроводная звезда. Несимметричная нагрузка
Трехпроводная звезда. Несимметричная нагрузка
Соединение фаз приемника треугольником
Соединение фаз генератора и приемника треугольником
Соединение фаз приемника треугольником
Понятие переходного процесса
Понятие переходного процесса
Понятие переходного процесса
Понятие переходного процесса
Понятие переходного процесса
Законы коммутации. Первый закон коммутации
Законы коммутации. Второй закон коммутации
Независимые и зависимые начальные условия
Независимые и зависимые начальные условия
Характеристическое уравнение электрической цепи
Теоретические основы электротехники
1/93
Средняя оценка: 4.9/5 (всего оценок: 83)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1823 Кб)
1

Первый слайд презентации: Теоретические основы электротехники

Прокубовская Алла Олеговна, руководитель образовательных проектов Института инженерно-педагогического образования, зав. кафедрой энергетики и транспорта e-mail: alla.prokubovskaya@rsvpu.ru

Изображение слайда
2

Слайд 2: Общее

Трудоемкость дисциплины: 6 з.е. (216 часов) Аудиторные занятия (16 часов): лекции 4 часа практические занятия 6 часа лабораторные работы 6 часов самостоятельная работа 216-16=200 часов Контрольная работа (8 задач) Экзамен

Изображение слайда
3

Слайд 3: Контрольная работа

Расчет электрических цепей постоянного тока. Расчет однофазных электрических цепей синусоидального тока. Расчет однофазных электрических цепей периодического несинусоидального тока. Расчет трехфазных цепей синусоидального тока при соединении нагрузки четырехпроводной звездой. Расчет трехфазных цепей синусоидального тока при соединении нагрузки трехпроводной звездой. Расчет трехфазных цепей синусоидального тока при соединении нагрузки треугольником. Расчет переходных процессов в цепях постоянного тока, содержащих емкость. Расчет переходных процессов в цепях постоянного тока, содержащих индуктивность.

Изображение слайда
4

Слайд 4: Требования к предъявлению контрольной работы

Выполняется свой вариант в каждом задании. Количество заданий в каждой задаче разное, поэтому надо определить свой вариант каждой задачи Задания представляются в формате MS Word, расчеты – в формате MS Excel Все векторные диаграммы строятся в масштабе с указанием масштаба по току и по напряжению В ТаймЛайн задачи размещаются по одной, каждая в свою отдельную ячейку Преподаватель имеет право попросить обучающегося объяснить решение той или иной задачи

Изображение слайда
5

Слайд 5: Определение варианта задач контрольной работы

Номер варианта - остаток от деления двух последних цифр номера зачетной книжки (студенческого билета) на количество вариантов в данном задании

Изображение слайда
6

Слайд 6: Определение варианта задач контрольной работы

Номер варианта - остаток от деления двух последних цифр номера зачетной книжки (студенческого билета) на количество вариантов в данном задании

Изображение слайда
7

Слайд 7: Определение варианта задач контрольной работы

Номер варианта - остаток от деления двух последних цифр номера зачетной книжки (студенческого билета) на количество вариантов в данном задании

Изображение слайда
8

Слайд 8: Основные моменты дисциплины

Что надо знать, чтобы не получить неудовлетворительную отметку?

Изображение слайда
9

Слайд 9: Основные законы электрических цепей постоянного тока

Закон Ома для участка цепи без источника ЭДС обобщенный закон Ома (для участка цепи с ЭДС) I закон Кирхгофа II закон Кирхгофа 9

Изображение слайда
10

Слайд 10: Закон Ома для участка цепи без источника

10 Сила тока на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка

Изображение слайда
11

Слайд 11: Обобщенный закон Ома (для участка цепи с ЭДС)

11

Изображение слайда
12

Слайд 12: Обобщенный закон Ома (для участка цепи с ЭДС)

12

Изображение слайда
13

Слайд 13: I закон Кирхгофа

13 Алгебраическая сумма токов в узле электрической цепи равна нулю. Для узла а: Токи, одинаково направленные относительно узла, записываются с одинаковым знаком

Изображение слайда
14

Слайд 14: II закон Кирхгофа

14 Алгебраическая сумма падений напряжений любого контура равна алгебраической сумме ЭДС этого контура Падения напряжения: знак «+», если направления тока совпадает с направлением обхода контура; ЭДС: знак «+», если направления ЭДС и обхода контура совпадают

Изображение слайда
15

Слайд 15: II закон Кирхгофа

15 контур abca контур aba контур bcb

Изображение слайда
16

Слайд 16: Метод преобразования цепи

Последовательное соединение резисторов 16 Ток во всех последовательно соединенных элементах одинаков

Изображение слайда
17

Слайд 17: Метод преобразования цепи

17 Параллельное соединение резисторов

Изображение слайда
18

Слайд 18: Метод преобразования цепи

18

Изображение слайда
19

Слайд 19: Метод преобразования цепи

19 Преобразование треугольника сопротивлений в звезду Дано: R ab, R bc, R ca Определить: R a, R b, R c

Изображение слайда
20

Слайд 20: Метод преобразования цепи

20 Преобразование звезды сопротивлений в треугольник Дано: R a, R b, R c Определить: R ab, R bc, R ca

Изображение слайда
21

Слайд 21: Метод непосредственного применения законов Кирхгофа

Определить число ветвей (т.е. токов) и узлов в схеме. Общее число уравнений должно быть равно числу неизвестных токов. 21 N ветвей =5; N узлов =3

Изображение слайда
22

Слайд 22: Метод непосредственного применения законов Кирхгофа

Произвольно выбрать условно положительные направления обхода контура. 22

Изображение слайда
23

Слайд 23: Метод непосредственного применения законов Кирхгофа

Составить уравнения для (N узлов -1) по I закону Кирхгофа и для N ветвей - (N узлов -1) независимых контуров - по II закону Кирхгофа. 23

Изображение слайда
24

Слайд 24: Метод непосредственного применения законов Кирхгофа

24

Изображение слайда
25

Слайд 25: Метод непосредственного применения законов Кирхгофа

Решить систему уравнений относительно токов. Если в результате ток получился отрицательным, то его действительное направление противоположно выбранному. Проверить правильность решения задачи, составив уравнение баланса мощности. 25

Изображение слайда
26

Слайд 26: Основные параметры синусоидально изменяющихся величин

26 Основные параметры синусоидально изменяющихся величин В линейных цепях синусоидального тока напряжение, ЭДС, ток изменяются по синусоидальному закону:

Изображение слайда
27

Слайд 27: Основные параметры синусоидально изменяющихся величин

27 Основные параметры синусоидально изменяющихся величин

Изображение слайда
28

Слайд 28: Основные параметры синусоидально изменяющихся величин

28 U m, I m, E m - амплитуда - максимальное значение синусоидальной величины; Основные параметры синусоидально изменяющихся величин u, i, e - мгновенные значения напряжения, тока, ЭДС (значения в данный момент времени); фаза (фазовый угол); - угловая частота (с -1 )

Изображение слайда
29

Слайд 29: Основные параметры синусоидально изменяющихся величин

29 Основные параметры синусоидально изменяющихся величин начальная фаза, значение аргумента в начальный момент времени; Т - период - наименьший интервал времени, через который мгновенные значения величины повторяются;

Изображение слайда
30

Слайд 30: Основные параметры синусоидально изменяющихся величин

30 Основные параметры синусоидально изменяющихся величин f - частота (Гц) – число периодов в секунду - сдвиг фаз между напряжением и током

Изображение слайда
31

Слайд 31: Основные параметры синусоидально изменяющихся величин

31 Основные параметры синусоидально изменяющихся величин U, I, E - действующее значение (тепловой эквивалент постоянному току): ; ;

Изображение слайда
32

Слайд 32: Основные параметры синусоидально изменяющихся величин

32 Основные параметры синусоидально изменяющихся величин Физический смысл действующего значения переменного тока : это такой постоянный ток, который за то же время, проходя через то же сопротивление, выделяет такое же количество тепла, что и данный переменный ток.

Изображение слайда
33

Слайд 33: Основные параметры синусоидально изменяющихся величин

33 Основные параметры синусоидально изменяющихся величин Для синусоидального тока:

Изображение слайда
34

Слайд 34: Представление синусоидального тока с помощью комплексных чисел

34 +1 + j +1 + j

Изображение слайда
35

Слайд 35: Представление синусоидального тока с помощью комплексных чисел

35 Дано: Определить:

Изображение слайда
36

Слайд 36: Активное сопротивление, индуктивность, емкость в цепях синусоидального тока

36 резистор индуктивность емкость

Изображение слайда
37

Слайд 37: Цепь с резистором

37 Дано: Определить: Закон Ома для цепи с резистором

Изображение слайда
38

Слайд 38: Цепь с резистором

38 действующие значения закон Ома для действующих значений напряжения и тока на резисторе

Изображение слайда
39

Слайд 39: Цепь с резистором

39 В комплексной форме: закон Ома в комплексной форме для цепи с активным сопротивлением

Изображение слайда
40

Слайд 40: Цепь с индуктивностью

40 Дано: Определить: По закону электромагнитной индукции

Изображение слайда
41

Слайд 41: Цепь с индуктивностью

41 т.к. в линейных электрических цепях синусоидального тока ток и напряжение изменяются по синусоидальному закону

Изображение слайда
42

Слайд 42: Цепь с индуктивностью

42 индуктивное сопротивление Ток на участке цепи синусоидального тока, содержащем индуктивность, отстает от напряжения на угол 90 о

Изображение слайда
43

Слайд 43: Цепь с индуктивностью

43 В комплексной форме: закон Ома в комплексной форме для цепи с индуктивным сопротивлением

Изображение слайда
44

Слайд 44: Цепь с емкостью

44 Дано: Определить: Электрический ток, протекающий через конденсатор, есть скорость изменения заряда на его обкладках: = C

Изображение слайда
45

Слайд 45: Цепь с емкостью

45

Изображение слайда
46

Слайд 46: Цепь с емкостью

46 емкостное сопротивление

Изображение слайда
47

Слайд 47: Цепь с емкостью

47 закон Ома для действующих значений тока и напряжения на участке цепи, содержащем емкость. - -90 ток на емкости опережает напряжение на угол 90°, или напряжение отстает от тока на угол 90°

Изображение слайда
48

Слайд 48: Цепь с емкостью

48 - закон Ома в комплексной форме

Изображение слайда
49

Слайд 49: Последовательное соединение активного, индуктивного, емкостного сопротивлений

49 Дано: Определить:

Изображение слайда
50

Слайд 50: Последовательное соединение активного, индуктивного, емкостного сопротивлений

50 По второму закону Кирхгофа В комплексной форме:

Изображение слайда
51

Слайд 51: Последовательное соединение активного, индуктивного, емкостного сопротивлений

51 комплексное сопротивление цепи где х=х L – x C – реактивное сопротивление цепи

Изображение слайда
52

Слайд 52: Последовательное соединение активного, индуктивного, емкостного сопротивлений

52 Комплексное сопротивление в показательной форме

Изображение слайда
53

Слайд 53: Последовательное соединение активного, индуктивного, емкостного сопротивлений

53 Пусть вектор тока совпадает с положительным направлением оси действительных чисел Вектор падения напряжения на резисторе совпадает по направлению с вектором тока, протекающего через него. Вектор падения напряжения на индуктивности опережает вектор тока, протекающего через него, на угол 90° Вектор падения напряжения на емкости отстает от вектора тока, протекающего через него, на угол 90°

Изображение слайда
54

Слайд 54: Основные характеристики периодического несинусоидального тока

ЭДС, напряжения, токи удовлетворяют условиям Дирихле, поэтому их можно представить в виде ряда Фурье (гармонического ряда):

Изображение слайда
55

Слайд 55: Расчет электрической цепи с несинусоидальными ЭДС и токами

Суть метода: линейная электрическая цепь для каждой гармонической составляющей ЭДС независима. Расчет выполняется методом наложения

Изображение слайда
56

Слайд 56: Суть метода наложения

=

Изображение слайда
57

Слайд 57: Суть метода наложения

= =

Изображение слайда
58

Слайд 58: Трехфазные электрические цепи. Мгновенные значения и комплексы действующих значений ЭДС

58

Изображение слайда
59

Слайд 59: Мгновенные значения и комплексы действующих значений ЭДС

59

Изображение слайда
60

Слайд 60: Векторная диаграмма ЭДС трехфазного генератора

60

Изображение слайда
61

Слайд 61: Обозначения на схемах

начала фаз -первыми буквами латинского алфавита (  А, В, С  ), концы фаз - последними буквами (  X, Y, Z  ), направления ЭДС указывают от конца фазы обмотки генератора к ее началу. 61

Изображение слайда
62

Слайд 62: Соединение в звезду. Схема, определения

провода, идущие от источника к нагрузке называют линейными проводами провод, соединяющий нейтральные точки источника N и приемника N' называют нейтральным (нулевым) проводом 62

Изображение слайда
63

Слайд 63: Соединение в звезду. Схема, определения

Напряжения между началами фаз или между линейными проводами называют линейными напряжениями ( U AB,  U BC,  U CA ) 63

Изображение слайда
64

Слайд 64: Соединение в звезду. Схема, определения

Напряжения между началом и концом фазы или между линейным и нейтральным проводами называются фазными напряжениями ( U A,  U B,  U C  у источника;  U a,  U b,  U c  у приемника). 64

Изображение слайда
65

Слайд 65: Соединение в звезду. Схема, определения

токи в фазах приемника или источника называют фазными токами, токи в линейных проводах называются линейными токами 65

Изображение слайда
66

Слайд 66: Соединение генератора с нагрузкой

Трехфазный генератор соединяется с нагрузкой четырьмя линейными проводами либо тремя. Общие точки генератора О и потребителя О' называют нулевыми (нейтральными). Провод 00' — нулевой (О) или нейтральный ( N ) провод. 66

Изображение слайда
67

Слайд 67: Соединение в звезду. Фазные и линейные напряжения

67

Изображение слайда
68

Слайд 68: Классификация приемников в трехфазной цепи

68

Изображение слайда
69

Слайд 69: Четырехпроводная звезда (звезда с нейтральным проводом)

69 A N B C İ a  = Ú a  /  Z a ; İ b  = Ú b  /  Z b ; İ c  = Ú c  /  Z c İ N  = İ a  + İ b  + İ c

Изображение слайда
70

Слайд 70: Четырехпроводная звезда. Симметричная нагрузка приемника

70 Z a  =  Z b  =  Z c I a  = I b  = I c  = I ф  = U ф  / Z ф φ a  = φ b  = φ c  = φ İ a  + İ b  + İ c  = 0 I N  = 0

Изображение слайда
71

Слайд 71: Четырехпроводная звезда. Несимметричная нагрузка приемника

71 Z a  ≠ Z b  ≠ Z c φ a  ≠ φ b  ≠ φ c İ a  = Ú a  /  Z a ; İ b  = Ú b  /  Z b ; İ c  = Ú c  /  Z с İ N  = İ a  + İ b  + İ c

Изображение слайда
72

Слайд 72: Четырехпроводная звезда. Несимметричная нагрузка приемника

Нейтральный провод обеспечивает симметрию фазных напряжений приемника при несимметричной нагрузке Режим работы каждой фазы нагрузки, находящейся под неизменным фазным напряжением генератора, не будет зависеть от режима работы других фаз 72

Изображение слайда
73

Слайд 73: Трехпроводная звезда (звезда без нейтрального провода)

73

Изображение слайда
74

Слайд 74: Трехпроводная звезда (звезда без нейтрального провода)

74 İ a  + İ b  + İ c  = 0

Изображение слайда
75

Слайд 75: Трехпроводная звезда. Симметричная нагрузка

75 Z a  =  Z b  =  Z c I a  = I b  = I c  = I ф  = U ф  / Z ф φ a  = φ b  = φ c  = φ İ a  + İ b  + İ c  = 0 нейтрального провода нет

Изображение слайда
76

Слайд 76: Трехпроводная звезда. Симметричная нагрузка

76

Изображение слайда
77

Слайд 77: Трехпроводная звезда. Несимметричная нагрузка

77 Z a  ≠ Z b  ≠ Z c φ a  ≠ φ b  ≠ φ c напряжение смещения нейтрали Y a  = 1 /  Z a ; Y b  = 1 /  Z b ; Y c  = 1 /  Z c комплексы проводимостей фаз

Изображение слайда
78

Слайд 78: Трехпроводная звезда. Несимметричная нагрузка

78 Ú a  = Ú A  - Ú nN ; Ú b  = Ú B  - Ú nN ; Ú c  = Ú C  - Ú nN По второму закону Кирхгофа По закону Ома İ a  = Ú a  /  Z a  =  Y a  Ú a ; İ b  = Ú b  /  Z b  =  Y b  Ú b ; İ c  = Ú c  /  Z c  =  Y c  Ú c

Изображение слайда
79

Слайд 79: Трехпроводная звезда. Несимметричная нагрузка

79

Изображение слайда
80

Слайд 80: Соединение фаз приемника треугольником

80 U ab  = U AB, U bc  = U BC, U ca  = U CA A B C

Изображение слайда
81

Слайд 81: Соединение фаз генератора и приемника треугольником

81 İ ab, İ bc  , İ ca фазные токи İ A, İ B  , İ C линейные токи İ A  = İ ab  - İ ca ; İ B  = İ bc  - İ ab ; İ C  = İ ca  - İ bc İ A  + İ B  + İ C  = 0

Изображение слайда
82

Слайд 82: Соединение фаз приемника треугольником

82

Изображение слайда
83

Слайд 83: Понятие переходного процесса

Переходный процесс – процесс перехода от одного устойчивого режима работы электрической цепи к другому, чем-либо отличающемуся от предыдущего 83

Изображение слайда
84

Слайд 84: Понятие переходного процесса

Возникает вследствие коммутации: включения или отключения пассивных или активных ветвей, коротких замыканий отдельных участков, различного рода переключений, внезапного изменения параметров и т.д. Заканчивается спустя некоторое время после коммутации 84

Изображение слайда
85

Слайд 85: Понятие переходного процесса

Коммутация в переходных процессах — мгновенное изменение параметров электрической цепи Коммутация — процессы, происходящие в первый момент времени после переключения в электрических цепях при замыканиях и размыканиях различных участков цепи 85

Изображение слайда
86

Слайд 86: Понятие переходного процесса

Начало отсчета времени переходного процесса t =0 начинается с момента коммутации Момент времени непосредственно перед коммутацией t =0- Момент времени сразу после коммутации - t =0+ 86

Изображение слайда
87

Слайд 87: Понятие переходного процесса

Цель расчета – в определении законов изменения токов и напряжений во время коммутации 87

Изображение слайда
88

Слайд 88: Законы коммутации. Первый закон коммутации

Ток через индуктивность непосредственно до коммутации равен току через ту же индуктивность непосредственно после коммутации Ток на индуктивности не может изменяться скачком 88

Изображение слайда
89

Слайд 89: Законы коммутации. Второй закон коммутации

Напряжение на емкости непосредственно до коммутации равно напряжению на той же емкости непосредственно после коммутации, Напряжение на емкости не может измениться скачком 89

Изображение слайда
90

Слайд 90: Независимые и зависимые начальные условия

Начальные условия – значения токов и напряжений в первый момент после коммутации t =0+ 90

Изображение слайда
91

Слайд 91: Независимые и зависимые начальные условия

Независимые начальные условия определяются из законов коммутации: Зависимые начальные условия определяются из законов Кирхгофа и известных независимых начальных условий 91

Изображение слайда
92

Слайд 92: Характеристическое уравнение электрической цепи

Расчет переходных процессов сводится к решению дифференциальных уравнений Порядок дифференциального уравнения (степень характеристического уравнения) определяется числом независимых начальных условий в схеме после коммутации и не зависит от вида источников ЭДС в цепи 92

Изображение слайда
93

Последний слайд презентации: Теоретические основы электротехники

Спасибо за внимание!

Изображение слайда