Законы постоянного тока

Задача 1

Тема: Законы постоянного тока

Цепь постоянного тока содержит шесть резисторов, соединенных смешанно

 R1= 5  ОМ,     R2= 10  ОМ,   R3= 4  ОМ

R4 = 6  ОМ,   R5 = 6 ОМ,   R6= 15 ОМ

.Величина одного  из заданных токов или напряжений  приведены в таблице.

Определить:

1. эквивалентное сопротивление цепи;
2. ток в каждом резисторе;
3. напряжение на каждом резисторе;
4. расход электрической энергии за 10 часов.

Номер варианта	Задаваемая  величина
1	I4,5= 6 А
2	U2 = 100 В
3	I2 = 10 А
4	U3 =40 В
5	U1 =100 В
6	UАВ =200 В
7	I1 = 20 А
8	U6 = 60 В
9	U4 = 36 В
10	I6 = 4 А

 

  

 

 R1 R3

R2 R6 R4

R5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 2

Тема:  Неразветвлённая цепь переменного тока

      Неразветвлённая цепь переменного тока, показанная на соответствующем рисунке, содержит активные и реактивные сопротивления, величины которых заданы в таблице. Кроме того известна одна из дополнительных величин (U, I, P,Q,S).

Определить  следующие величины, если они не заданы в таблице вариантов:  1) полное сопротивление цепи;  2) напряжение,  приложенное к цепи;  3) силу тока в цепи; 4)угол сдвига фаз;  5)активную, реактивную и   полную  мощности потребляемые цепью. Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи.

Пояснить, как  изменится ток в цепи и угол сдвига фаз, если частоту тока увеличить вдвое. Напряжение,  приложенное к цепи, считать неизменным. 

 

Вариант	№ рис.	R1, Ом	R 2, Ом	XL1, Ом	XL2, Ом	XC1, Ом	XC2, Ом	Доп. вел.
1	1	8	4	18	-	2	-	I=10 А
2	1	10	20	50	-	10	-	Р=120 Вт
3	1	3	1	5	-	2	-	Р1=100 Вт
4	2	6	-	2	10	4	-	U=40 В
5	2	16	-	15	5	8	-	QL1=135вар
6	2	4	-	3	6	12	-	S=500 ВА
7	2	40	-	8	6	16	-	U2=12 В
8	1	8	4	6	-	22	-	Р1=32 Вт
9	1	1	2	8	-	4	-	S=80 ВА
10	3	4	-	6	-	4	5	Р=100 Вт
11	3	8	-	6	-	8	4	UС1=40 В
12	3	80	-	100	-	25	15	I=1 А
13	3	48	-	36	-	60	40	Р1=432 Вт
14	4	10	14	18	-	20	30	UR2=28 В
15	4	40	20	20	-	80	20	QС1=-320вар
16	4	1	3	10	-	4	3	Q=48вар
17	4	2	6	4	-	2	8	U=40 В
18	5	3	5	5	4	2	2	UR1=30 В
19	5	4	-	2	8	4	3	UС2=15 В
20	5	40	-	30	20	12	8	Р=1000 Вт

 

 

 

 

 

Задача 3

Тема:  Расчет разветвлённой цепи переменного тока

 

       Дана электрическая цепь переменного  синусоидального тока с параллельным  соединением двух ветвей. В первой  ветви включена катушка, обладающая  активным R₁ и индуктивным Х_L1 сопротивлениями. Во второй параллельной ветви включен конденсатор, его емкостное сопротивление Х_С2. Напряжение, подведенное к зажимам цепи U.       Определить токи, угол сдвига фаз φ (по величине и знаку) между напряжением U и током I в неразветвленной  цепи, активную Р, реактивную Q  и полную S мощности цепи.

      Построить в масштабе векторную диаграмму токов. 

Данные для  своего варианта взять из таблицы 1.

Таблица 1

Известная величина	Вариант
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U,    B	20	30	50	90	60	20	30	50	90	60
R1,   Ом	6	12	15	24	24	6	12	15	24	24
XL1,  Ом	8	9	20	18	32	8	9	20	18	32
XC2,, Ом	25	15	50	45	60	6,25	50	25	60	40

 

Задача 4

      Дана схема электрической цепи  переменного синусоидального тока  с параллельным соединением двух  ветвей. В первой параллельной  ветви включен электропотребитель  с активным сопротивлением R₁.

Во второй параллельной ветви включена катушка, обладающая активным R₂ и индуктивным Х_L2 сопротивлениями. Напряжение, подведенное к зажимам цепи U.          Определить:

ток I₁ электропотребителя первой ветви; ток I₂ катушки; ток I, потребляемый цепью; угол сдвига фаз φ (по величине и знаку) между напряжением U и током I; активную Р, реактивную Q и полную S мощности цепи.         Построить в масштабе векторную диаграмму токов.

Данные для  своего варианта взять из таблицы 2.     

Таблица 2

Известная величина	Вариант
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U,    B	336	105	252	315	168	189	126	210	315	84
R1,   Ом	30	150	12	225	30	45	9	60	45	30

 

Задача 5

Тема: Трехфазный электрический ток

Вариант 1

В каждую фазу трехфазной четырехпроводной цепи с нейтральным  проводом включены сопротивления, соединенные звездой. Сопротивления во всех фазах одинаковы и равны: активные – 8,0 Ом, индуктивные – 12 Ом, емкостные – 6,0 Ом. Линейное напряжение сети равно 220 В. Для каждой фазы нагрузки определить полное сопротивление, коэффициент мощности, сдвиг фаз между током и напряжением, силу тока в фазах, активную, реактивную и полную мощность. Определить линейные токи, ток в нейтральном проводе, активную, реактивную и полную мощность                     потребителя. Построить векторную диаграмму.

Вариант 2

Потребитель, представляющий собой симметричную нагрузку, фазы которой соединены треугольником,  включен в сеть трехфазного тока  с линейным напряжением 220 В.   Соответствующие  сопротивления  во всех фазах одинаковы. Активное сопротивление равно 6,0 Ом, индуктивное равно 4,0 Ом, емкостное – 12 Ом. Определить полное сопротивление каждой фазы, коэффициент мощности фазы, фазную и линейную силу тока, активную, реактивную, полную фазную мощность, активную, реактивную и полную мощность нагрузки.

Вариант 3

 

Трехфазный  двигатель (симметрическая нагрузка), обмотки которого соединены звездой, включен в сеть с напряжением 380 В. Определить мощность, потребляемую двигателем при силе линейного тока 19 А и коэффициенте мощности 0,8.

Вариант 4

Симметрическая нагрузка, включенная в сеть с линейным напряжением 380 В, потребляет активную мощность 3,3 кВт. Определить силу линейного тока в цепи,

если угол сдвига фаз между током и напряжением  составляет 60^о.

Вариант 5

Осветительная сеть, представляющая собой три ветви по 10 ламп мощностью

150 Вт  каждая, включена  звездой в трехфазную четырехпроводную  цепь с нейтральным приводом. Линейное напряжение цепи равно  380 В. определить силу фазного  и линейного тока, энергию, расходуемую  осветительной сетью за 8 часов  работы.

Вариант 6

В каждую фазу трехфазной четырехпроводной цепи с нейтральным  проводом включены сопротивления (см. рис.1). Сопротивления во всех фазах  одинаковы: r₁ = r₂ = r₃ = 15 Ом;  X_L1 = X_L2 = X_L3 =25 Ом;  X_С1 = Х_С2 = Х_С3 = 5 Ом.  Линейное напряжение цепи U_Л = 380 В. Определить силу фазного (I_ф) и линейного (I_Л) тока; активную (Р_Ф), реактивную (Q_Ф) и полную (S_Ф) мощность каждой фазы; коэффициент мощности фазы; активную (Р), реактивную (Q) и полную (S) мощность нагрузки.

Вариант 7

Линейное напряжение в трехфазной трехпроводной линии равно 220 В. По какой схеме включается в такую цепь потребитель с номинальным напряжением 220 В? 127 В?

Вариант 8

Трехфазный  электродвигатель, обмотки которого соединены треугольником, работает при напряжении 220 В. Сила фазного тока в обмотках двигателя составляет 30 А. Определить силу линейного тока и мощность двигателя. Коэффициент мощности равен 0,8.

Вариант 9

Трехфазный  электродвигатель, номинальная мощность которого на валу составляет 10 кВт, коэффициент  мощности равен 0,85 и к.п.д. – 0,8, включен в цепь с линейным напряжением 220 В. Обмотки двигателя соединены треугольником. Определить силу линейного тока в подводящих проводах, активное и полное сопротивление каждой фазы. На какое линейное напряжение можно включать обмотки двигателя при соединении их звездой и при неизменной мощности двигателя?

Вариант 10

Тридцать ламп накаливания распределены по трем одинаковым группам и включены треугольником  в трехпроводную цепь трехфазного  тока с линейным напряжением 220 В. Мощность каждой лампы составляет 100 Вт. Определить силу линейного тока в проводах.

Задача 6

Тема: Электрические  машины

Генератор  постоянного  тока с параллельным возбуждением работает в режиме номинальной нагрузки,  для которого известны: Р_ном – номинальная мощность;  U_1ном - номинальное напряжение;  R_я- сопротивление якоря;  I_в- ток возбуждения;  P_х – потери холостого хода.   Определить: I_1ном- номинальный ток нагрузки;  I_я – ток якоря генератора; Р_я – потери мощности в якоре; Р_в – потери мощности в обмотке возбуждения; Р_щ – потери мощности в щеточном контакте, приняв его равным 2 В; Р_доб – добавочные потери мощности; ∑Р – суммарные потери мощности; номинальный КПД. Данные для своего варианта взять из таблицы.

Известные величины	Номер варианта
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Рном,  кВт	50	70	42	27	35	55	32	42	65	70
U1ном, В	230	115	230	115	115	230	230	460	460	230
Rя, Ом	0,04	0,01	0,05	0,03	0,04	0,04	0,07	0,1	0,07	0,02
Iв, А	4,3	12	3,6	7	6	2,4	4,2	2,7	2,8	6
Pх, Вт	1500	2100	1260	1080	1400	1650	1280	1680	1950	1400

Задача 7

Вариант 1

Трёхфазный  восьмиполюсный  асинхронный двигатель  потребляет мощность  Р₁=23,5 к Вт  при напряжении U=380 В и токе 75 А, номинальный момент  М_Н=280 Н•м,  s_н=3%  и частота   f₁=50 Гц.  Определить частоту вращения ротора, полезную мощность на валу, его  коэффициент мощности   и кпд.

 Вариант 2

Найти ЭДС, индуцируемую  в якоре двигателя постоянного  тока, если при частоте вращения двигателя 1500 об/мин  магнитный поток  полюса не превышал  0,017 Вб, а постоянный коэффициент С_Е=8,5.

Вариант 3

Синхронный двигатель, обмотки которого соединены звездой, имеет номинальный ток 150 А и напряжением 660 В и развивает на валу мощность 130 кВт. Определить мощность, потребляемую двигателем от сети, и его коэффициент мощности,  если кпд равен 94 %.

 Вариант 4

Двигатель параллельного  возбуждения  подключён к сети напряжением 

110 В;   номинальный  ток 75 А, сопротивление  якоря  0,18 Ом.  Определить сопротивление  пускового реостата  для  ограничения   пускового тока до

 I_П=2I _ЯН

Вариант 5

Ротор асинхронного двигателя вращается с частотой  1440 об/мин, причём от сети потребляется мощность  55 кВт. Чему равна мощность на валу двигателя и развиваемый им момент,  если мощность потерь  в  двигателе составляет

5 кВт.

 Вариант 6

Найти ЭДС, индуцируемую  в якоре двигателя постоянного тока, если при частоте вращения двигателя 1500 об/мин  магнитный поток полюса не превышал  0,02  Вб, а постоянный коэффициент С_Е=8.

Вариант 7

Синхронный  двигатель, обмотки которого соединены звездой, имеет номинальный ток 150 А и напряжением  660 В и развивает на валу мощность 130 кВт. Определить мощность, потребляемую двигателем от сети, и его коэффициент мощности,  если кпд равен 94 %.

 Вариант 8

 

Двигатель параллельного  возбуждения  подключён к сети напряжением 

110 В;   номинальный ток 75 А, сопротивление  якоря 0,18 Ом.  Определить сопротивление пускового реостата  для  ограничения  пускового тока до

 I_П=2I _ЯН

Задача 8

Тема: Трансформаторы

Задача

Для освещения  рабочих мест применили в целях  безопасности лампы накаливания  одинаковой мощности, рассчитанные на пониженное напряжение. Для питания установили однофазный понижающий трансформатор.

Известны:

S_н- номинальная мощность трансформатора;

Uн1, Uн2 – номинальные напряжения на первичной и вторичной обмотках трансформатора;

Р_{н л}- мощность одной лампы;

N_л –число ламп, подключённых к трансформатору.

Определить:

I_н1,   I_н2  -номинальные токи, на которые рассчитаны первичная и вторичная обмотки трансформатора;

I_1,   I₂  фактические значения токов в обмотках трансформатора при заданной нагрузке;

K - коэффициент нагрузки трансформатора;

n -оэффициент трансформации трансформатора.

Данные для  своего варианта взять из таблицы

Известные величины	Номер варианта
	1	2	3	4	5	6	7	8
Sн, ВА	400	250	160	100	400	250	160	100
Uн1, В	220	380	660	220	380	660	220	380
Uн2, В	36	24	12	24	12	36	12	36
Рн л,, Вт	25	40	15	25	40	60	25	40
Nл, шт	12	5	8	3	8	3	3	5

 

 

 

 

 

РАССМОТРЕНО                                                         УТВЕРЖДАЮ

на заседании  ЦК                                                         Зам. директора по НМР                                                    

___________ дисциплин                                         ____________Е.В. Боровкова

Председатель  ПЦК                                                    «____»__________2012 г

___________ К.П. Сурова

«___» _______ 2012    г

 

Экзаменационные вопросы по дисциплине «Электротехника  и электроника»

1 Основные свойства  и характеристики электрического  поля.

2 Проводники  и диэлектрики в электрическом  поле.

3 Конденсаторы. Соединение конденсаторов. Энергия электрического поля заряженного конденсатора.

4 Элементы электрической  цепи, их параметры и характеристики. Пассивные и активные элементы  электрической цепи.

5 Электрическое  сопротивление. Зависимость электрического  сопротивления от температуры.

6 Резисторы.  Соединения резисторов.

7 Режимы работы  электрической цепи: холостой ход,  номинальный, рабочий, короткого  замыкания.

8 Энергия и  мощность электрического тока. Баланс  мощностей. КПД.

9 Законы Ома.  Законы Кирхгофа.

10 Расчёт электрических  цепей методом контурных токов.

11 Расчёт электрических  цепей методом узлового напряжения.

12 Основные свойства  и характеристики магнитного поля. Закон Ампера. Индуктивность: собственная и взаимная.

13 Магнитные  свойства вещества. Намагничивание  ферромагнетиков. Магнитный гистерезис.

14 Электромагнитная  индукция. Самоиндукция и взаимоиндукция.

15 Энергия магнитного  поля. Электромагниты и их применение.

16 Получение  синусоидальной ЭДС. Характеристики  переменного тока.

17 Электрическая  цепь с активным сопротивлением; с катушкой индуктивности; с  ёмкостью.

18 Неразветвлённая  электрическая цепь с R, L и C.

19 Резонанс напряжений. Векторная диаграмма напряжений.

20 Резонанс токов.  Условие резонанса токов. Векторная  диаграмма токов.

21 Классификация  электроизмерительных приборов. Измерение  тока и напряжения.

22 Измерение  мощности в цепях постоянного  и переменного тока.

23 Трехфазные  электрические цепи. Соединение обмоток генератора звездой и треугольником.

24 Трехпроводные  и четырёхпроводные электрические  цепи.

25 Фазные и  линейные напряжения, соотношения  между ними.

26 Симметричные  и несимметричные трёхфазные  электрические цепи.

28 Нейтральный  провод и его назначение. Векторная диаграмма напряжений и токов.

29 Мощность трёхфазной  электрической цепи при различных  соединениях нагрузки.

30 Назначение, принцип  действия и устройство однофазного  трансформатора.

31 Режимы работы  трансформатора. Потери энергии и КПД трансформатора.

32 Типы трансформаторов  и их применение. Измерительные  трансформаторы.

33 Электрические  машины переменного тока. Получение  вращающегося магнитного поля  в трёхфазных электродвигателях.

34 Принцип действия  трёхфазного асинхронного двигателя.

35 Частота вращения  магнитного поля статора и  частота вращения ротора.

36 Пуск в ход  асинхронных двигателей с короткозамкнутым  и фазным ротором.

37 Реверсирование  асинхронных двигателей. Однофазный  асинхронный двигатель.

38 Потери энергии  и КПД асинхронного двигателя.

39 Синхронные  машины и область их применения.

40 Электрические  машины постоянного тока. Назначение  машин постоянного тока и их  классификация.

41 Генераторы  постоянного тока, двигатели постоянного  тока.

42 Пуск в ход,  регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока. Потери энергии и КПД машин постоянного тока.

43 Понятие об  электроприводе. Режимы работы.

44 Расчёт мощности  и выбор двигателя при продолжительном,  кратковременном и повторно кратковременном  режимах.

45 Аппаратура для управления электроприводом.

46 Электропроводность  полупроводников. Р – п   переход. Полупроводниковые диоды,их  свойства и применение.

47 Полупроводниковые  транзисторы: классификация ,принцип  действия,  область применения.

48 Биполярные  транзисторы, схемы включения. ВАХ, параметры схем.

49 Однофазные  и трёхфазные выпрямители. Сглаживающие  фильтры.

50 Усилители  электрических сигналов. Принцип  работы усилителей низкой частоты  на биполярном транзисторе.

51 Генератор  синусоидальных колебаний. Генераторы  L-С типа.

52 Импульсные  генераторы: мультивибратор, триггер.

53 Электронный  осциллограф

54 Измерение  неэлектрических величин электрическими  методами.

55 Параметрические  преобразователи: резистивные, индуктивные,  ёмкостные.

56 Генераторные  преобразователи.

57 Исполнительные элементы. Электромагниты, электродвигатели постоянного и переменного тока.

58 Электромагнитное  реле.

59 Ферромагнитное  реле

60 Понятие о  микропроцессорах.

Преподаватель_____________________________________К.П. Сурова