Теоретические основы электротехники ТОЭ

 

Теоретические основы электротехники (ТОЭ) являются базовым общетехническим курсом для электротехнических и электроэнергетических специальностей вузов. Курс ТОЭ рассчитан на изучение в течение трех семестров и состоит из двух основных частей: теории цепей (два семестра) и теории электромагнитного поля (один семестр). Данный лекционный курс посвящен первой из указанных частей ТОЭ -теории линейных и нелинейных электрических и магнитных цепей. Содержание курса и последовательность изложения материала в нем в целом соответствуют программе дисциплины ТОЭ для электротехнических и электроэнергетических специальностей вузов.

При изучении дисциплины предполагается, что студент имеет соответствующую математическую подготовку в области дифференциального и интегрального исчислений, линейной и нелинейной алгебры, комплексных чисел и тригонометрических функций, а также знаком с основными понятиями и законами электричества и магнетизма, рассматриваемыми в курсе физики.

    Задание:
    1. Написать по законам Кирхгофа систему уравнений для определения неизвестных токов и э.д.с. во всех ветвях.
    2. Определить неизвестные токи и э.д.с. во всех ветвях методом контурных токов и методом узловых потенциалов.
    3. Составить баланс мощности.
    4. Определить напряжения, измеряемые вольтметрами.
    5. Методом эквивалентного источника найти величину и направление э.д.с., которую надо дополнительно включить во вторую ветвь (где r2 и Е2), чтобы ток в ней увеличился в два раза и изменил свое направление.
    6. Определить входную проводимость второй ветви и взаимную проводимость ветвей второй и третьей (где r2 и Е2).
    7. Найти уравнения, выражающие зависимость тока в третьей ветви от сопротивления второй ветви при неизменных э.д.с. схемы и неизменном протекающем к ней токе источника.


    Типовой расчет №2. Электрические цепи переменного тока


    I. Считая, что индуктивная связь отсутствует (М=0)
    1. Определить токи во всех ветвях.
    2. Построить векторную диаграмму токов и топологическую диаграмму напряжений.
    3. Составить баланс активных и реактивных мощностей.
    4. Построить на одном графике кривые мгновенных значений l1 и i3 .
    5. Определить показания ваттметра.
    6. Проверить расчет токов по программе SINUS в дисплейном классе кафедры ТОЭ.

    II. Учитывая взаимную индуктивность катушек и считая заданным ток ветви l, определенный в п. 1. ч.1., а ЭДС этой ветви не известна.
    1. Определить токи во всех ветвях.
    2. Построить векторную диаграмму токов и топологическую диаграмму напряжений.
    3. Произвести развязку индуктивной связи.
    В полученной схеме рассчитать токи по программе SINUS в дисплейном классе кафедры ТОЭ и сравнить их со значениями в п.1. ч. II.

    Примечание:
    1. На топологической диаграмме показать векторы напряжений на всех элементах схемы.
    2. Напряжение на элементах схемы, обладающих взаимной индуктивностью, должны быть разложены на составляющие.

Продукт предназначен в помощь учащимся (и преподавателям) средних, а также средних специальных учебных заведений для изучения разделов курса физики "Электричество". Он естественным образом дополняет классическую схему обучения, состоящую из усвоения теоретического материала и выработки практических навыков экспериментирования в физической лаборатории.Программа представляет собой электронный конструктор, позволяющий имитировать на экране монитора процессы сборки электрических схем, исследовать особенности их работы, проводить измерения электрических величин так, как это делается в реальном физическом эксперименте.С помощью конструктора можно:

      • изучать зависимость сопротивления проводников от удельного сопротивления его материала, длины и поперечного сечения;
      • изучать законы постоянного тока - закон Ома для участка цепи и закон Ома для полной цепи;
      • изучать законы последовательного и параллельного соединения проводников, конденсаторов и катушек;
      • изучать принципы использования предохранителей в электронных схемах;
      • изучать законы выделения тепловой энергии в электронагревательных и осветительных приборах, принципы согласования источников тока с нагрузкой;
      • ознакомиться с принципами проведения измерений тока и напряжения в электронных схемах с помощью современных измерительных приборов (мультиметр, двухканальный осциллограф), наблюдать вид переменного тока на отдельных деталях, сдвиг фаз между током и напряжением в цепях переменного тока;
      • изучать проявление емкостного и индуктивного сопротивлений в цепях переменного тока, их зависимость от частоты генератора переменного тока и номиналов деталей;
      • изучать выделение мощности в цепях переменного тока;
      • исследовать явление резонанса в цепях с последовательным и параллельным колебательным контуром;
      • определять параметры неизвестной детали;
      • исследовать принципы построения электрических фильтров для цепей переменного тока.
Начертательная геометрия и инженерная графика, перспектива