ВУЗы по физике
Готовые работы по физике
Как писать работы по физике
Примеры решения задач по физике
Решить задачу по физике онлайнЭлектроснабжение с основами электротехники
Курс «Электроснабжение с основами электротехники» изучается студентами заочной формы обучения специальности в 3-4 семестрах.
При изучении данного курса необходимо выполнить контрольную работу и практические работы в период лабораторно-экзаменационной сессии.
Завершается изучение курса сдачей зачета.
В данных методических указаниях наряду с программой курса приведены:
· указания к выполнению контрольных работ;
· требования, предъявляемые к оформлению контрольных работ;
· условные обозначения основных элементов схем;
· основные теоретические положения по разделам курса, включенным в контрольную работу. В конце каждого раздела рассматриваются примеры с решениями.
Кроме того, в методических указаниях приведены задания к контрольной работе, список литературы.
I. Указания к выполнению контрольных работ
По курсу «Электротехника и электроника» выполняется одна контрольная работа, включающая задачи по следующим разделам:
· электрические цепи постоянного тока;
· электрические цепи переменного тока (однофазные и трехфазные);
· трансформаторы и электрические машины.
В контрольной работе, кроме задач по приведенным выше разделам курса, каждый студент в соответствии со своим вариантом представляет конспект вопроса по электронике. Эти вопросы приведены в разделе «Вопросы к зачету».
Номер варианта контрольной работы определяется последней цифрой учебного шифра студента.
I.1. Общие требования, предъявляемые к оформлению контрольной работы
1. Контрольная работа выполняется в тетради. На обложке должны быть указаны: фамилия, имя, отчество студента, номер учебного шифра.
2. На каждой странице оставлены поля шириной не менее 3см для замечаний рецензента.
3. Текст, формулы, числовые выкладки написаны четко и аккуратно.
4. Схемы и графики выполнены с помощью чертежных инструментов.
5. Электрические схемы вычерчиваются с соблюдением установленных условных графических изображений элементов этих схем. Следует строго придерживаться установленных буквенных обозначений электрических величин.
6. Графики выполнены аккуратно. На координатных осях должны быть построены шкалы, отметки на них равномерные.
7. Конечный результат выделяется из общего текста.
8. Если контрольная работа не зачтена, то все необходимые поправки должны быть сделаны в той же тетради после подписи рецензента. Нельзя вносить какие-либо исправления в текст или графики, уже просмотренные рецензентом.
Работа, оформление которой не удовлетворяет изложенным требованиям, не будет принята рецензентом к рассмотрению.
I.2. Условные обозначения элементов схем
I.3. Размеры условных обозначений элементов электрических схем
II. Методические указания к решению задач
II.1. Электрические цепи постоянного тока
Соотношение между токами, напряжениями, ЭДС, сопротивлениями, а также энергетические соотношения в электрических цепях постоянного тока подчиняются важнейшим законам электрических цепей.
1. Закон Ома:
· для пассивного участка цепи:
· для активного участка цепи:
если направление 
или 
не совпадает с выбранным направлением тока, знак этих величин изменяется на отрицательный;
· для замкнутой цепи:
,
где 
— внутреннее сопротивление источника;
– внешнее сопротивление;
– ЭДС.
2. Законы Кирхгофа:
I закон Кирхгофа: 
,
где Ik – токи, сходящиеся в узле электрической цепи.
II закон Кирхгофа: 
,
где m – число ЭДС в контуре;
р – число напряжений в контуре.
ЭДС и напряжение будут со знаком плюс, если их направление совпадает с произвольно выбранным направлением обхода контура.
3. Закон Джоуля-Ленца:
,
где W – потребляемая энергия, Дж;
R – сопротивление, Ом;
t – время, с.
Энергия постоянного тока может быть определена также
.
Мощность постоянного тока
,
где Р – мощность, Вт.
В любой электрической цепи мощность, вырабатываемая источниками равна мощности, потребляемой приемниками и вспомогательными элементами.
Для простейшей электрической цепи (рис.1)
уравнение баланса мощностей цепи: 
или 
.
— вся развиваемая источником мощность.
— мощность, передаваемая источником во внешнюю цепь.
— мощность потерь внутри источника.
При последовательном соединении «n» приемников эквивалентное сопротивление цепи 
.
Напряжение, приложенное к зажимам цепи, равно сумме падений напряжений:
.
Напряжение на участках цепи пропорционально их сопротивлениям:
; 
.
При параллельном соединении «n» приемников эквивалентная проводимость цепи
.
Эквивалентное сопротивление двух параллельно соединенных приемников R1 и R2:
.
Токи распределяются на участках прямо пропорционально их проводимостям или обратно пропорционально их сопротивлениям:
; 
.
Напряжение всех параллельно соединенных участков одинаково.
Пример 1.
|
Решение:
Оба источника ЭДС соединены последовательно и ток в цепи равен:
Из выражения тока следует: 
, умножив обе части этого уравнения на ток I, получим уравнение баланса мощностей:
, где
— генерируемая мощность.
— потребляемая мощность на всех участках цепи.
Общая генерируемая мощность равна сумме мощностей обоих источников, следовательно оба источника работают в режиме генератора. Если мощность источника отрицательная (ЭДС и ток имеют разные знаки), то данный источник не генерирует, а потребляет энергию.
Мощность, развиваемая первым источником:
;
мощность, развиваемая вторым источником:
;
мощность потерь энергии внутри первого источника:
;
мощность потерь энергии внутри второго источника:
;
мощность потребителя:
.
Баланс мощностей:
1200+800=200+200+1600.
II.2. Цепи переменного тока
II.2.1. Однофазные цепи
1. Частота переменного тока 
, [f] = Гц (герц).
где Т – период переменного тока, с.
2. Угловая частота 
; [ω] = рад/с.
3. Мгновенное значение переменного тока 
,
где 
– амплитудное значение;
— начальная фаза тока.
4. Действующее значение:
— переменного тока 
;
5. Цепь переменного тока с активным сопротивлением r (рис.3а).
При 
, т. е. ток совпадает по фазе с напряжением 
.
Действующее значение тока 
,
где U – действующее значение напряжения в В ;
r – активное сопротивление в Ом.
6. Цепь переменного тока с индуктивностью L и r = 0 (рис. 3б).
При токе 
, напряжение 
.
В этом случае ток отстает от напряжения на 
.
Действующее значение напряжения 
, где
— индуктивное сопротивление в Ом.
7. Цепь переменного тока с емкостью С и r = 0 (рис. 3в).
Если ток , то напряжение 
т. е. ток опережает по фазе напряжение на 
Действующее значение напряжения 
, где
— емкостное сопротивление в Ом.
8. Цепь переменного тока с последовательным соединением r, L, C (рис.3г): 
, где 
— полное сопротивление;
— реактивное сопротивление.
; 
; 
.
При последовательном соединении «n» электроприемников:
— полное сопротивление цепи.
— эквивалентное активное сопротивление;
— эквивалентное реактивное сопротивление.
9. Параллельное соединение r, L, C (рис.4а):
, где у – полная проводимость цепи.
; 
.
g – активная проводимость;
b – реактивная проводимость;
.
При параллельном соединении двух ветвей (рис.4б) 
— полная проводимость цепи, где 
;
, где — g1 и g2 – активные проводимости ветвей.
— реактивные проводимости ветвей.
При параллельном соединении «n» электроприемников:
, где 
— эквивалентная активная проводимость,
— эквивалентная реактивная проводимость.
10. Мгновенная мощность электрической цепи определяется:
, где u и i – мгновенные значения напряжения и тока.
Среднее значение мощности за период при синусоидальных напряжении и токе – активная мощность 
, где [P] = Вт, кВт.
Активную мощность можно представить следующими выражениями:
— активная составляющая напряжения;
— активная составляющая тока.
Активная мощность Р характеризует процесс преобразования электрической энергии в тепло и механическую работу.
Процесс преобразования электрической энергии в энергию электромагнитного поля характеризуется реактивной мощностью:
Q – реактивная мощность; [Q] = ВА реактивный (ВАр); кВА реактивный (кВАр).
Полная мощность переменного тока:
11.Для цепей синусоидального тока справедливы все формулы и методы расчета цепей постоянного тока, но в комплексной форме:
|
Постоянный Ток |
Синусоидальный ток |
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
G |
|
, 
— комплексное сопротивление.
— модуль комплексного сопротивления (полное сопротивление);
— аргумент комплексного сопротивления.
Законы Кирхгофа:
первый закон Кирхгофа 
;
второй закон Кирхгофа 
.
Эквивалентное комплексное сопротивление:
.
Эквивалентная комплексная проводимость:
, n – число параллельных ветвей.
Комплексная мощность:
,
где S – полная мощность;
— активная мощность;
— реактивная мощность;
— сопряженное комплексное значение тока.
Пример 2.
Известны 
1. Записать комплексные действующие значения напряжения и тока;
2. Определить активную и реактивную составляющие комплексного сопротивления;
3. Найти полную, активную и реактивную мощность.
Решение:
1. 
; 
В; 
.
|
.
; 
А; 
.
|
.
2. 
;
|
|
3.
;
|
|
|
; ; .
II.2.2. Трехфазные цепи
Трехфазной называется электрическая цепь в трех ветвях которой действуют одинаковые по амплитуде синусоидальные ЭДС, имеющие одну и ту же частоту, сдвинутые по фазе одна относительно другой на угол 
и создаваемые общим источником электрической энергии.
Трехфазная симметричная система ЭДС для мгновенных и комплексных значений:
|
Трехфазные симметричные системы ЭДС (токов, напряжений) удовлетворяют уравнениям:
Симметричный режим трехфазной цепи – режим, при котором симметричны трехфазная система напряжений и приемник электрической энергии (нагрузка).
Трехфазная нагрузка называется симметричной, если комплексные сопротивления всех фаз одинаковы:
— при соединении приемников звездой;
— при соединении приемников треугольником.
Расчет трехфазных цепей.
1. Звезда-звезда с нейтральным проводом.
|
— фазные напряжения источника питания;
— фазные напряжения приемников;
— линейные напряжения источника.
Во всех расчетах принимается, что система линейных 
и фазных 
напряжений симметрична, а сопротивления линейных и нейтрального провода настолько малы, что ими можно пренебречь.
Фазные напряжения в комплексной форме:
.
Комплексные линейные напряжения:
.
При симметричной системе напряжений
.
При наличии нейтрального провода
,
поэтому фазные токи в комплексной форме:
.
Линейные и фазные токи при соединении звездой равны 
.
Ток в нейтральном проводе:
.
При симметричной нагрузке расчет упрощается и сводится к расчету тока в одной фазе:
.
Ток в нейтральном проводе 
, т. к. нагрузка симметричная.
2. Звезда-звезда без нейтрального провода.
При отсутствии нейтрального провода потенциал нейтральной точки 
приемника в общем случае не равен потенциалу нейтральной точки О источника питания.
Напряжение между этими точками:
, где
; 
; ;
; 
; 
.
Фазные напряжения приемника:
; 
; 
.
Значения токов определяют по закону Ома для участка цепи:
; 
; 
.
Расчет токов при симметричной нагрузке не отличается от расчета токов в схеме с нейтральным проводом:
; 
, т. к. при симметричной нагрузке 
и
; 
; 
или 
.
3. Соединение электроприемников треугольником.
|
|
|
|
— фазные сопротивления приемника;
— фазные токи;
— линейные токи.
Как следует из схемы соединения, каждая фаза приемника включена на линейное напряжение источника:
; 
; 
.
При соединении треугольником 
.
; 
; 
.
Фазные токи определяют по закону Ома:
; 
; 
.
Токи в линейных проводах определяются по I закону Кирхгофа для узловых точек а, в, с:
; 
; 
.
При симметричной нагрузке
.
Мощность трехфазной цепи.
Комплексная мощность фазы:
.
— сопряженный комплексный ток.
Полная мощность фазы:
, где 
— активная мощность фазы, 
— реактивная мощность фазы.
;
.
Мощность трехфазной цепи:
, где 
; 
.
При симметричной нагрузке:
; 
;
;
.
Пример 3.
К сети линейным напряжением 
подключен приемник, соединенный треугольником. Фазы приемника имеют сопротивления: 
, 
, 
. Определить фазные и линейные токи.
Решение:
1. Запишем комплексные линейные напряжения:
; 
; 
.
2. Определим комплексные фазные и линейные токи:
;
.
;
.
;
.
.
.
.
Ответ:
фазные токи 
линейные токи.
II.3. Трансформаторы
Номинальные данные силовых трансформаторов приводятся в паспорте и указывается на щитке: тип, номинальная мощность 
, линейные высшее и низшее напряжения 
, частота f, число фаз m, напряжение короткого замыкания 
, схема и группа соединения обмоток для трехфазных трансформаторов.
1. Номинальной мощностью трансформатора называется мощность , служащая для определения первичного и вторичного номинальных токов по первичному и вторичному номинальным напряжениям.
Для однофазного трансформатора:
.
Для трехфазного трансформатора:
.
2. Холостым ходом трансформатора называется режим, при котором к зажимам первичной обмотки подводится номинальное напряжение 
при номинальной частоте, а вторичная обмотка разомкнута.
При холостом ходе (ХХ) индуктируемая ЭДС:
— в первичной обмотке;
— во вторичной обмотке;
, 
— числа витков первичной и вторичной обмоток;
— амплитуда магнитного потока в трансформаторе.
Коэффициент трансформации: 
, где
— напряжение на зажимах вторичной обмотки в режиме холостого хода.
Мощность потерь в режиме холостого хода 
при 
, 
:
а) в однофазном трансформаторе: 
, где
— активное сопротивление первичной обмотки;
— активное сопротивление ветви намагничивания.
Мощность потерь в магнитопроводе при номинальном первичном напряжении: 
.
б) в трехфазном трансформаторе: 
.
3. Схема замещения приведенного однофазного двухобмоточного трансформатора (или одной фазы трехфазного):
— параметры вторичной обмотки трансформатора;
k – коэффициент трансформации. 
; 
.
4. Напряжение 
— напряжение короткого замыкания в % от номинального напряжения первичной обмотки трансформатора:
.
Активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания:
;
.
5. Полное, активное и индуктивное сопротивления короткого замыкания для каждой фазы трансформатора:
, где 
; 
;
;
, где 
.
6. Мощность потерь в режиме испытательного короткого замыкания 
при 
и :
а) в однофазном трансформаторе:
;
б) в трехфазном трансформаторе:
.
7. Изменение вторичного напряжения:
или
,
где 
— коэффициент мощности приемника.
— коэффициент загрузки (нагрузки) трансформатора.
8. Коэффициент полезного действия трансформатора:
.
Для любой нагрузки: 
, тогда
Пример 4.
Трехфазный трансформатор имеет технические данные: 
, мощность потерь короткого замыкания 
, напряжение короткого замыкания 
. Схема соединения обмоток 
.
Определить: 1) номинальные фазные напряжения;
2) коэффициенты трансформации;
3) номинальные фазные токи;
4) полное, активное и индуктивное сопротивления
короткого замыкания для каждой фазы трансформатора.
Решение:
1. Номинальные фазные напряжения:
;
.
2. Линейный коэффициент трансформации:
.
Т. к. соединение обмоток , то фазный коэффициент трансформации равен линейному: 
.
3. Номинальные фазные токи при соединении обмоток звездой равны линейным токам.
;
.
4. Полное сопротивление короткого замыкания:
, где
.
, где
— потери короткого замыкания на фазу при номинальных токах в обмотках:
;
.
II.4. Трехфазные асинхронные двигатели
Основные данные асинхронных двигателей (АД): тип, номинальная мощность (механическая) 
, напряжение обмотки статора , ток статора 
, частота вращения ротора 
, 
, коэффициент мощности 
, скольжение 
, кратность пускового тока 
, кратность максимального момента (перегрузочная способность двигателя) 
. В паспортных данных асинхронного двигателя обычно указывают два значения напряжения , например, 380/220В. Для включения двигателя в сеть с линейным напряжением 380В его обмотки соединяются звездой, а в сеть с линейным напряжением 220В – треугольником.
Номинальные значения скорости 
, скольжения 
, коэффициента мощности и 
соответствуют номинальной нагрузке на валу двигателя.
1. При прохождении тока по трехфазным обмоткам статора создается вращающееся магнитное поле, частота вращения которого 
, 
— частота напряжения сети, 
— число пар полюсов в машине. В асинхронном двигателе частота вращения поля 
больше частоты вращения ротора 
. Относительная разность этих частот – скольжение:
(в долях единицы) или
(в %)
— скорость ротора:
, угловая скорость ротора: 
.
2. Частота ЭДС и тока ротора при вращении: 
.
3. ЭДС в обмотке вращающегося ротора: 
.
4. Ток в обмотке неподвижного ротора (при пуске):
, где
; 
; 
— полное, активное и индуктивное сопротивление обмотки ротора;
— индуктивность обмотки ротора.
5. Ток в обмотке вращающегося ротора:
,
где 
.
6. Вращающий момент асинхронного двигателя:
а) электромагнитный (вращающий) момент:
, где
— угловая скорость вращающегося магнитного поля;
— число фаз ротора;
— угловая частота напряжения сети.
б) пусковой вращающий момент двигателя:
;
в) механический вращающий момент любого двигателя:
, где
— полезная мощность на валу двигателя в ваттах;
— скорость вращения ротора в об/мин.
Момент в этом случае будет в 
.
7. Параметры короткого замыкания двигателя:
а) ток короткого замыкания двигателя равен пусковому:
.
б) кратность пускового тока:
, где
.
в) полное сопротивление короткого замыкания:
.
г) активное сопротивление короткого замыкания:
д) реактивное сопротивление короткого замыкания:
.
8. Максимальный или критический вращающий момент 
двигатель развивает при критическом скольжении:
.
Тогда 
.
Обычно для определения вращающего момента при любом скольжении 
пользуются упрощенным выражением:
.
9. Критическое скольжение для естественной механической характеристики:
.
— перегрузочная способность АД;
— номинальное скольжение;
— номинальная скорость ротора.
|
. Номинальный режим электродвигателя характеризуется следующими величинами: 
, 
,
, 
, 
.Определить: 1) номинальное скольжение;
2) номинальный момент;
3) номинальный ток статора;
4) ток короткого замыкания двигателя.
Решение:
1) Номинальное скольжение:
— скорость вращения магнитного поля выбираем ближайшей к номинальной скорости ротора.
2) Номинальный момент двигателя:
.
3) Номинальный ток статора:
.
4) Ток короткого замыкания равен пусковому току:
.
II.5. Двигатели постоянного тока
1. Уравнение напряжения:
2. Полезная механическая мощность на валу:
, где
М2 – полезный момент на валу.
3. Мощность потребляемая двигателем из сети:
— при независимом возбуждении:
, где
— мощность потерь на возбуждение;
— при других способах возбуждения:
.
4. Ток двигателя при параллельном и смешанном возбуждении:
,
при других способах возбуждения: 
, 
— ток возбуждения.
5. Ток якоря в установившемся режиме:
.
6. Начальный пусковой ток якоря:
,
— сопротивление пускового реостата в момент пуска.
— кратность пускового тока;
— номинальный ток двигателя.
7. КПД двигателя:
, где
— мощность потребляемая двигателем;
— ток двигателя;
(потери в стали и механические потери);
— потери в цепи возбуждения;
— потери в цепи якоря;
— ток якоря в случае параллельного и смешанного возбуждения;
— при последовательном и независимом возбуждении.
Значение КПД при 
:
.
Если сведения о сопротивлении якоря отсутствуют, оно может быть определено приближенно на основании следующего соображения: при номинальной нагрузке двигателя потеря мощности в цепи якоря составляет некоторую часть общих потерь мощности в двигателе, т. е.
, где
— номинальная мощность двигателя, Вт;
— КПД при номинальной нагрузке;
— коэффициент, показывающий какую часть общих потерь составляют потери мощности в цепи якоря.
— для двигателей смешанного возбуждения;
— для двигателей последовательного возбуждения;
— для двигателей параллельного возбуждения.
8. Вращающий момент двигателя (в 
):
,
— мощность на валу двигателя в Вт.
9. Число оборотов двигателя:
.
Пример 6.
Двигатель с параллельным возбуждением характеризуется следующими данными: номинальный магнитный поток 
, 
, номинальное напряжение 
, номинальный потребляемый ток 
, сопротивление якоря 
, номинальная мощность в цепи возбуждения 
.
Определить: а) электромагнитный момент, развиваемый двигателем;
б) число оборотов двигателя.
Решение:
а) Электромагнитный момент:
.
Для определения 
необходимо найти ток якоря:
.
Ток возбуждения:
,
следовательно:
.
Тогда:
.
б) Число оборотов двигателя:
,
;
.
Следовательно:
об/мин.
III. Задание к контрольной работе
|
№ варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
№ задач |
1.1; 2.1; 3.1; 4.1 |
1.2; 2.2; 3.2; 4.2 |
1.3; 2.3; 3.3; 4.3 |
1.4; 2.4; 3.4; 4.4 |
1.5; 2.5; 3.5; 4.5 |
1.6; 2.6; 3.1; 4.6 |
1.7; 2.7; 3.2; 4.7 |
1.8; 2.8; 3.3; 4.1 |
1.9; 2.9; 3.4; 4.2 |
1.10; 2.10; 3.5; 4.3 |
|
№ вопроса* |
37 |
38 |
39 |
38 |
37 |
38 |
39 |
38 |
37 |
38 |
*- из раздела «Вопросы к зачету»
IV. Контрольные задачи [1], [2], [3]
[1] – Электротехника. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников инженерно-технических (неэлектротехнических) специальностей высших учебных заведений. М. В.Ш. 1987г.
[2] – Электротехника и электроника. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников инженерно-экономических специальностей высших учебных заведений. М. В.Ш. 1990г.
[3] – Электротехника и основы электроники. Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников строительных и химико-технологических специальностей. М. В.Ш. 1982г.
Раздел 1 – задачи по теме «Электрические цепи постоянного тока».
Раздел 2 – задачи по теме «Электрические цепи переменного тока (однофазные цепи).
Раздел 3 – задачи по теме «Электрические цепи переменного тока (трехфазные цепи).
Раздел 4 – задачи по теме «Трансформатор и электрические машины».
Задача 1.1
В цепи (рис.8) известны сопротивление 
и 
. Напряжение на зажимах цепи равно 
. Мощность, измеряемая ваттметром, равна 
.
Определить сопротивление 
и токи во всех ветвях цепи. Составить баланс мощностей.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 1.1 |
Номер варианта |
Данные к задаче 1.1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
100 |
200 |
20 |
40 |
6 |
120 |
400 |
20 |
30 |
|
2 |
120 |
250 |
30 |
50 |
7 |
100 |
125 |
50 |
40 |
|
3 |
100 |
400 |
10 |
30 |
8 |
120 |
360 |
10 |
50 |
|
4 |
120 |
800 |
15 |
40 |
9 |
100 |
100 |
60 |
50 |
|
5 |
100 |
250 |
25 |
25 |
10 |
120 |
240 |
40 |
30 |
Задача 1.2
В цепи (рис.9) известны значения ЭДС 
, тока 
, измеряемой ваттметром мощ-ности , сопротивления 
и сопротивления 
.
Определить значения сопротивления 
, ЭДС 
и режим работы источника ЭДС .
|
Номер варианта |
Данные к задаче 1.2 |
Номер варианта |
Данные к задаче 1.2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
100 |
150 |
5 |
0,2 |
5 |
6 |
110 |
120 |
5 |
0,2 |
4,5 |
|
2 |
90 |
80 |
4 |
0,4 |
4,9 |
7 |
120 |
210 |
7 |
0,25 |
4,1 |
|
3 |
80 |
100 |
4 |
0,3 |
5,8 |
8 |
130 |
180 |
6 |
0,15 |
4,7 |
|
4 |
70 |
100 |
5 |
0,1 |
3,8 |
9 |
140 |
160 |
5 |
0,3 |
6,1 |
|
5 |
60 |
150 |
6 |
0,2 |
4,0 |
10 |
150 |
160 |
8 |
0,25 |
2,2 |
Задача 1.3
В цепи (рис.10) известны сопротивления , , , 
. Мощность, измеряемая ваттметром, равна .
Определить токи 
, 
, 
и напряжение на зажимах цепи.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 1.3 |
Номер варианта |
Данные к задаче 1.3 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
1 |
12 |
5 |
1 |
320 |
6 |
2 |
6 |
10 |
2 |
1440 |
|
2 |
1 |
12 |
10 |
2 |
640 |
7 |
2 |
10 |
4 |
1 |
900 |
|
3 |
1 |
8 |
5 |
3 |
500 |
8 |
2 |
10 |
8 |
2 |
1800 |
|
4 |
1 |
8 |
10 |
6 |
1000 |
9 |
2 |
12 |
3 |
1 |
1200 |
|
5 |
1 |
4 |
5 |
3 |
720 |
10 |
2 |
10 |
4 |
1 |
1600 |
Задача 1.4
Цепь (рис.11) присоединена к сети с постоянным напряжением . ЭДС и внутренние сопротивления источников пита-ния в цепи равны: 
, 
, 
, 
. Значения сопротив-лений в ветвях цепи 
, 
, даны в таблице.
Определить показание вольтметра, токи в ветвях и составить баланс мощностей.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 1.4 |
Номер варианта |
Данные к задаче 1.4 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
115 |
1 |
1 |
0,5 |
6 |
125 |
1,5 |
1,5 |
1,0 |
|
2 |
120 |
1,5 |
1,5 |
0,5 |
7 |
115 |
2,0 |
1,0 |
1,0 |
|
3 |
125 |
2,0 |
1,5 |
0,5 |
8 |
120 |
1,0 |
1,5 |
1,0 |
|
4 |
115 |
2,0 |
1,5 |
0,5 |
9 |
125 |
2,5 |
1,0 |
0,5 |
|
5 |
120 |
2,0 |
1,0 |
0,5 |
10 |
125 |
2,0 |
1,0 |
1,0 |
Задача 1.5
В цепи (рис.12) ЭДС источников питания равны 
,
, 
, а сопротивления ветвей соответственно , , , 
(включая внутренние сопротивления источников пи-тания).
Определить токи в ветвях цепи и режим работы каждого из источников. Составить баланс мощностей. Задачу решить методом узлового напряжения.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 1.5 |
Номер варианта |
Данные к задаче 1.5 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
120 |
200 |
100 |
1 |
2 |
4 |
5 |
6 |
120 |
220 |
150 |
1 |
2 |
4 |
5 |
|
2 |
220 |
150 |
120 |
5 |
4 |
2 |
1 |
7 |
300 |
200 |
120 |
5 |
4 |
2 |
1 |
|
3 |
120 |
220 |
150 |
4 |
2 |
1 |
5 |
8 |
400 |
200 |
150 |
4 |
2 |
1 |
5 |
|
4 |
120 |
220 |
100 |
5 |
1 |
2 |
4 |
9 |
200 |
300 |
150 |
5 |
1 |
2 |
4 |
|
5 |
220 |
150 |
120 |
2 |
4 |
5 |
1 |
10 |
200 |
400 |
120 |
2 |
4 |
5 |
1 |
Задача 1.6
В цепи (рис.13) ЭДС источников питания равны ,
, , сопротивления в активных ветвях , , .
Определить:
а) сопротивление в пассивной ветви при котором ток в ветви с ЭДС становится равным нулю;
б) токи в остальных ветвях цепи.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 1.6 |
Номер варианта |
Данные к задаче 1.6 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
100 |
120 |
130 |
10 |
4 |
5 |
6 |
120 |
145 |
130 |
10 |
5 |
6 |
|
2 |
100 |
125 |
140 |
10 |
4 |
5 |
7 |
130 |
160 |
145 |
10 |
5 |
6 |
|
3 |
100 |
130 |
140 |
10 |
4 |
5 |
8 |
130 |
155 |
140 |
10 |
5 |
6 |
|
4 |
100 |
135 |
145 |
10 |
4 |
5 |
9 |
140 |
150 |
160 |
10 |
5 |
6 |
|
5 |
120 |
130 |
155 |
10 |
4 |
5 |
10 |
140 |
165 |
150 |
10 |
5 |
6 |
Задача 1.7
В цепи (рис.14) известны значения напряжения и сопротивлений резисторов , , , .
Определить ток на входе цепи, токи в резисторах и напряжения на всех участках цепи. Составить баланс мощности. Изобразить заданную схему с включенным ваттметром для измерения мощности всей цепи.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 1.7 |
Номер варианта |
Данные к задаче 1.7 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
120 |
1,0 |
2 |
3 |
4 |
6 |
120 |
1,2 |
4 |
3 |
4 |
|
2 |
120 |
1,5 |
3 |
4 |
5 |
7 |
110 |
1,4 |
2 |
4 |
6 |
|
3 |
110 |
2,0 |
4 |
5 |
6 |
8 |
90 |
2,0 |
2 |
3 |
4 |
|
4 |
100 |
2,2 |
2 |
4 |
6 |
9 |
140 |
2,2 |
5 |
3 |
6 |
|
5 |
130 |
1,0 |
3 |
2 |
5 |
10 |
150 |
1,4 |
2 |
6 |
8 |
Задача 1.8
Вольтметр в электри-ческой цепи на (рис.15) показывает напряжение . Сопротивления в схеме и ЭДС известны.
Найти токи во всех ветвях схемы, а также ЭДС 
.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 1.8 |
Номер варианта |
Данные к задаче 1.8 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
8 |
1 |
3 |
4 |
4 |
6 |
6 |
25 |
8 |
2 |
3 |
5 |
20 |
|
2 |
5 |
3 |
8 |
2 |
5 |
3 |
7 |
5 |
2 |
5 |
2 |
1 |
30 |
|
3 |
15 |
5 |
11 |
11 |
3 |
2 |
8 |
10 |
3 |
5 |
8 |
2 |
12 |
|
4 |
10 |
2 |
11 |
2 |
5 |
5 |
9 |
12 |
8 |
3 |
5 |
3 |
15 |
|
5 |
20 |
6 |
12 |
4 |
4 |
5 |
10 |
24 |
3 |
5 |
3 |
6 |
25 |
Задача 1.9
В электрической цепи (рис.16) известны показания ваттметра , а также даны сопротивления резисторов.
Рассчитать токи во всех ветвях цепи и напряжение на резисторах, а также напряже-ние питания 
.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 1.9 |
Номер варианта |
Данные к задаче 1.9 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
75 |
2 |
6 |
3 |
3 |
6 |
24 |
2 |
2 |
4 |
6 |
|
2 |
80 |
10 |
15 |
10 |
20 |
7 |
72 |
10 |
20 |
2 |
8 |
|
3 |
45 |
8 |
16 |
3 |
5 |
8 |
250 |
3 |
15 |
5 |
10 |
|
4 |
144 |
3 |
12 |
2 |
4 |
9 |
48 |
2 |
10 |
2 |
3 |
|
5 |
15 |
8 |
10 |
5 |
15 |
10 |
16 |
10 |
36 |
8 |
4 |
Задача 1.10
В цепи (рис.17) ЭДС источников питания равны и , их внутренние сопротивления , 
, а сопротивления ветвей 
, 
, , .
Определить токи в ветвях цепи и режимы работы обоих источников. Составить баланс мощностей. Задачу решить методом наложения.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 1.10 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
90 |
95 |
0,1 |
0,05 |
2 |
4 |
3 |
2,0 |
|
2 |
95 |
100 |
0,1 |
0,05 |
2 |
5 |
3 |
2,0 |
|
3 |
100 |
105 |
0,1 |
0,05 |
2,5 |
4 |
3 |
2,5 |
|
4 |
105 |
110 |
0,1 |
0,05 |
2,5 |
5 |
3 |
2,5 |
|
5 |
110 |
115 |
0,1 |
0,05 |
3,0 |
4 |
2,5 |
3 |
|
6 |
115 |
120 |
0,15 |
0,1 |
3 |
5 |
2,5 |
3 |
|
7 |
120 |
125 |
0,15 |
0,1 |
2,5 |
4 |
2 |
2,5 |
|
8 |
125 |
130 |
0,15 |
0,1 |
2,5 |
5 |
3 |
2,5 |
|
9 |
130 |
135 |
0,15 |
0,1 |
2,0 |
4 |
3 |
2,0 |
|
10 |
140 |
145 |
0,15 |
0,1 |
2,0 |
5 |
3 |
2 |
Задача 2.1
В цепи рис.18 активные и реактивные сопротивления ветвей соответственно равны , 
; , 
. Ток, измеренный амперметром 
электромагнитной системы равен 
.
Определить: а) показания вольтметра (электромагнитной системы) и ваттметра; б) коэффициент мощности на зажимах цепи. Расчеты выполнить методом проводимостей.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 2.1 |
Номер варианта |
Данные к задаче 2.1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
3 |
3 |
4 |
2 |
-5 |
6 |
5 |
4 |
3 |
5 |
-3 |
|
2 |
4 |
3 |
4 |
3 |
-6 |
7 |
3 |
6 |
8 |
4 |
-2 |
|
3 |
5 |
3 |
4 |
2 |
-5 |
8 |
4 |
6 |
8 |
5 |
-3 |
|
4 |
3 |
4 |
3 |
3 |
-6 |
9 |
5 |
8 |
6 |
4 |
-4 |
|
5 |
4 |
4 |
3 |
4 |
-2 |
10 |
6 |
8 |
6 |
5 |
-4 |
Задача 2.2
В цепи рис.19 активные и реактивные сопротивления соответственно равны , ; , ; 
, 
. К зажимам цепи приложено синусоидальное напряжение, действующее значение которого равно .
Определить: а) действующие значения токов в ветвях и в неразветвленном участке;
б) активную, реактивную и полную мощность в обеих ветвях и на зажимах цепи. Расчет выполнить комплексным методом.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 2.2 |
Номер варианта |
Данные к задаче 2.2 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
60 |
0,5 |
1 |
3 |
4 |
1,5 |
-2 |
6 |
120 |
1 |
0,5 |
4 |
-3 |
8 |
6 |
|
2 |
70 |
0,5 |
1 |
4 |
-3 |
1,5 |
2 |
7 |
100 |
1 |
0,5 |
6 |
8 |
1,5 |
-2 |
|
3 |
80 |
0,5 |
1 |
6 |
8 |
2 |
-1,5 |
8 |
90 |
1 |
0,5 |
8 |
-6 |
1,5 |
2 |
|
4 |
90 |
0,5 |
1 |
3 |
4 |
6 |
-8 |
9 |
80 |
1 |
0,5 |
3 |
1 |
2 |
-1,5 |
|
5 |
100 |
0,5 |
1 |
8 |
-6 |
2 |
-1,5 |
10 |
110 |
1 |
0,5 |
4 |
-2 |
2 |
1,5 |
Задача 2.3
В цепь синусоидаль-ного тока (рис.20) включены последовательно две катуш-ки и конденсатор. Парамет-ры катушек и конденсатора известны 
; 
; 
. Кроме того, известно ЭДС 
.
Найти напряжение источника, полную, активную и реактивную мощности цепи, сдвиги фаз на участках 
и 
. Построить топографическую векторную диаграмму. Включить в схему ваттметр для измерения активной мощности на участке 
.
Указание. Частота переменного тока 
.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 2.3 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
40 |
4 |
5 |
0,032 |
0,016 |
400 |
|
2 |
50 |
3 |
4 |
0,0127 |
0,032 |
500 |
|
3 |
30 |
5 |
3 |
0,016 |
0,0127 |
400 |
|
4 |
60 |
6 |
6 |
0,016 |
0,032 |
320 |
|
5 |
70 |
3 |
3 |
0,032 |
0,016 |
500 |
|
6 |
40 |
5 |
4 |
0,0127 |
0,032 |
400 |
|
7 |
30 |
6 |
5 |
0,016 |
0,032 |
500 |
|
8 |
50 |
4 |
6 |
0,032 |
0,0127 |
400 |
|
9 |
60 |
5 |
4 |
0,0127 |
0,032 |
320 |
|
10 |
70 |
4 |
6 |
0,032 |
0,032 |
320 |
Задача 2.4
В цепь синусоидального тока частотой 
(рис.21) включены две параллельные ветви. Параметры элементов известны: , , 
, . Напряжение на конденсаторе 
.
Найти токи в ветвях и в неразветвленной части цепи. Определить сдвиги фаз всей цепи и в обеих ветвях. Построить топографическую векторную диаграмму.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 2.4 |
Номер варианта |
Данные к задаче 2.4 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
30 |
0,096 |
630 |
4 |
5 |
6 |
40 |
0,019 |
600 |
7 |
5 |
|
2 |
20 |
0,0127 |
400 |
6 |
3 |
7 |
30 |
0,0127 |
320 |
6 |
3 |
|
3 |
40 |
0,019 |
500 |
3 |
4 |
8 |
20 |
0,0096 |
400 |
5 |
4 |
|
4 |
50 |
0,016 |
680 |
8 |
4 |
9 |
50 |
0,0127 |
500 |
3 |
6 |
|
5 |
60 |
0,032 |
750 |
5 |
6 |
10 |
60 |
0,016 |
320 |
4 |
5 |
Задача 2.5
К зажимам цепи (рис.22) подведено синусоидальное напряжение, действующее значение которого равно , частота . Показания приборов: ваттметра ; амперметра при включенной батарее конденсаторов 
, при отключенной батарее — 
.
Определить: а) активное 
и реактивное 
сопро-тивление катушки; б) емкость батареи конденсаторов . Построить топографическую диаграмму напряжений и показать на ней векторы токов. Написать выражение для мгновенных значений напряжений и тока (при отключенной батарее конденсаторов).
|
Номер варианта |
Данные к задаче 2.5 |
Номер варианта |
Данные к задаче 2.5 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
100 |
112 |
3,0 |
4 |
6 |
160 |
1200 |
9 |
10 |
|
2 |
120 |
360 |
4,5 |
5 |
7 |
220 |
2904 |
20 |
22 |
|
3 |
150 |
240 |
1,5 |
2 |
8 |
260 |
1000 |
8 |
10 |
|
4 |
120 |
80 |
2,0 |
3 |
9 |
400 |
4500 |
20 |
25 |
|
5 |
125 |
600 |
5,0 |
6 |
10 |
450 |
2000 |
6 |
8 |
Задача 2.6
Для цепи синусоидального тока (рис.23) подобрать такую емкость конденсатора , чтобы в ветви с катушкой (
, 
) имел место режим резонанса напряжений.
Определить в этом режиме ток в ветви с катушкой и напряжение на зажимах катушки при двух положениях выключателя 
: замкнутом и разомкнутом. Частота .
|
Номер варианта |
Данные к задаче 2.6 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
50 |
2 |
0,0127 |
3 |
4 |
0,095 |
|
2 |
60 |
3 |
0,0127 |
3 |
4 |
0,016 |
|
3 |
70 |
4 |
0,0254 |
6 |
6 |
0,032 |
|
4 |
80 |
5 |
0,0254 |
6 |
2 |
0,016 |
|
5 |
90 |
10 |
0,095 |
40 |
10 |
0,032 |
|
6 |
100 |
15 |
0,095 |
40 |
20 |
0,009 |
|
7 |
110 |
20 |
0,127 |
30 |
20 |
0,01 |
|
8 |
120 |
25 |
0,127 |
30 |
10 |
0,02 |
|
9 |
130 |
15 |
0,127 |
30 |
25 |
0,016 |
|
10 |
140 |
25 |
0,127 |
10 |
15 |
0,0095 |
Задача 2.7
В цепи переменного тока (рис.24) наблюдается резонанс токов. Известны ток 
через резистор , ток 
через резистор , сопротивление индуктивной катушки переменному току 
. При этом 
.
Найти напряжение сети , сопротивление резистора , общий ток , емкость конденсатора и индуктивность катушки , если частота переменного тока равна 
.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 2.7 |
Номер варианта |
Данные к задаче 2.7 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
5 |
2 |
4 |
3 |
50 |
6 |
12 |
4 |
25 |
0,8 |
90 |
|
2 |
8 |
3 |
5 |
2 |
60 |
7 |
7 |
5 |
10 |
0,7 |
70 |
|
3 |
10 |
8 |
15 |
1,5 |
80 |
8 |
14 |
8 |
16 |
1,4 |
85 |
|
4 |
3 |
2 |
20 |
0,6 |
120 |
9 |
3 |
2 |
18 |
1,2 |
100 |
|
5 |
6 |
3 |
30 |
0,5 |
400 |
10 |
16 |
12 |
3 |
2 |
50 |
Задача 2.8
В цепь синусоидального тока с частотой 
включены индуктивная катушка , резистор 
и конденсатор (рис.25). Известны , , и . Рассчитать емкость конденсатора , при которой будет наблюдаться резонанс токов.
Определить показание амперметра. Построить векторную диаграмму.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 2.8 |
Номер варианта |
Данные к задаче 2.8 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
50 |
150 |
0,5 |
100 |
6 |
100 |
100 |
0,25 |
10 |
|
2 |
60 |
80 |
0,1 |
20 |
7 |
80 |
35 |
1,0 |
100 |
|
3 |
80 |
75 |
0,15 |
10 |
8 |
40 |
250 |
2,0 |
300 |
|
4 |
400 |
50 |
0,2 |
30 |
9 |
60 |
120 |
0,05 |
80 |
|
5 |
50 |
60 |
0,25 |
10 |
10 |
50 |
70 |
0,12 |
30 |
Задача 2.9
В цепи переменного тока частотой 50Гц (рис.26) 
известны 
, , , 
и . Рассчитать напряжение , ток 
через резистор и ток в неразветвленной части цепи . Начертить векторную диаграмму.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 2.9 |
Номер варианта |
Данные к задаче 2.9 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
8 |
12 |
5 |
8 |
5 |
6 |
16 |
8 |
6 |
8 |
4 |
|
2 |
4 |
16 |
10 |
6 |
3 |
7 |
24 |
16 |
18 |
14 |
6 |
|
3 |
6 |
4 |
8 |
15 |
8 |
8 |
10 |
14 |
24 |
20 |
5 |
|
4 |
15 |
10 |
20 |
25 |
2 |
9 |
110 |
200 |
120 |
240 |
1 |
|
5 |
40 |
20 |
15 |
20 |
3 |
10 |
10 |
20 |
30 |
22 |
20 |
Задача 2.10
В цепи переменного тока частотой 50Гц (рис.27) известны , , , и .
Рассчитать напряжение на каждом элементе схемы, ток, напряжение на зажимах цепи.
Построить топографическую векторную диаграмму.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 2.10 |
Номер варианта |
Данные к задаче 2.10 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
20 |
40 |
100 |
20 |
30 |
6 |
40 |
40 |
50 |
40 |
70 |
|
2 |
50 |
60 |
150 |
40 |
60 |
7 |
18 |
18 |
200 |
15 |
25 |
|
3 |
12 |
20 |
1000 |
50 |
80 |
8 |
30 |
30 |
180 |
20 |
30 |
|
4 |
25 |
5 |
2000 |
3 |
4 |
9 |
20 |
20 |
400 |
25 |
20 |
|
5 |
15 |
100 |
500 |
15 |
20 |
10 |
15 |
15 |
90 |
18 |
32 |
Задача 3.1
К трехфазной линии с линейным напряжением 
подключен симметричный трехфазный приемник, соединенный треугольником (рис.28). Активное и реактивное сопротивления фазы приемника соответственно равны 
, 
.
Определить ток в фазах приемника и линейных проводах, а также потребляемую приемником активную мощность в режимах:
а) симметричном трехфазном;
б) при обрыве одной фазы приемника.
Построить для всех режимов топографические диаграммы напряжений и показать на них векторы токов.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 3.1 |
Номер варианта |
Данные к задаче 3.1 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
127 |
3 |
4 |
6 |
380 |
15 |
8 |
|
2 |
220 |
6 |
8 |
7 |
127 |
3 |
-4 |
|
3 |
380 |
8 |
15 |
8 |
220 |
6 |
-8 |
|
4 |
127 |
4 |
3 |
9 |
380 |
8 |
-15 |
|
5 |
220 |
8 |
6 |
10 |
220 |
8 |
-6 |
Задача 3.2
К трехфазной линии с линейным напряжением 
подключен несимметричный приемник, соединенный по схеме «звезда» с нейтральным проводом (рис.29). Активные и реактивные сопротивления фаз приемника соответственно равны 
; 
; 
. Сопротивление нейтрального провода пренебрежимо мало.
Определить токи в фазах приемника, линейных проводах и нейтральном проводе в режимах:
а) трехфазном;
б) при обрыве линейного провода.
Определить активную мощность, потребляемую приемником в указанных режимах. Построить для этих режимов топографические диаграммы напряжений и показать на них векторы токов.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 3.2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
220 |
10 |
0 |
3 |
4 |
0 |
-12 |
|
2 |
380 |
10 |
0 |
4 |
-3 |
12 |
9 |
|
3 |
220 |
11 |
0 |
6 |
8 |
18 |
-24 |
|
4 |
380 |
19 |
0 |
8 |
-6 |
24 |
18 |
|
5 |
220 |
20 |
0 |
12 |
16 |
18 |
-24 |
|
6 |
380 |
20 |
0 |
16 |
-12 |
12 |
9 |
|
7 |
220 |
22 |
0 |
1,5 |
2 |
9 |
-12 |
|
8 |
380 |
38 |
0 |
2 |
-1,5 |
6 |
8 |
|
9 |
220 |
20 |
0 |
18 |
24 |
4 |
-3 |
|
10 |
380 |
19 |
0 |
24 |
-18 |
3 |
4 |
Задача 3.3
К трехфазной линии с линейным напряжением подключены три одинаковых приемника, соединенных звездой (рис.30). Активное и реактивное сопротивления каждого приемника равны 
.
Определить токи в фазах нагрузки и линейных проводах, а также потребляемую нагрузкой активную мощность в режимах:
а) симметричном трехфазном;
б) при коротком замыкании одной фазы нагрузки.
Построить для перечисленных режимов топографические диаграммы напряжений и показать на них векторы токов.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 3.3 |
Номер варианта |
Данные к задаче 3.3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
220 |
1 |
3 |
6 |
380 |
6 |
8 |
|
2 |
380 |
3 |
1 |
7 |
220 |
8 |
6 |
|
3 |
220 |
3 |
4 |
8 |
380 |
5 |
3 |
|
4 |
380 |
4 |
3 |
9 |
220 |
2 |
5 |
|
5 |
220 |
3 |
5 |
10 |
380 |
3 |
7 |
Задача 3.4
Симметричная нагрузка включена в трехфазную сеть переменного тока частотой по схеме звезды без нейтрального провода. Линейное напряжение равно . В каждой фазе последовательно включены резистор с сопротивлением и конденсатор емкостью .
Начертить схему цепи. Рассчитать токи в каждой фазе, а также активную, реактивную и полную мощность трехфазной цепи.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 3.4 |
Номер варианта |
Данные к задаче 3.4 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
220 |
2 |
1000 |
6 |
220 |
5 |
300 |
|
2 |
380 |
3 |
2000 |
7 |
380 |
6 |
800 |
|
3 |
660 |
30 |
150 |
8 |
220 |
10 |
250 |
|
4 |
380 |
21 |
450 |
9 |
660 |
20 |
450 |
|
5 |
220 |
34 |
250 |
10 |
380 |
5 |
800 |
Задача 3.5
Несимметричная нагрузка, соединенная треугольником включена в трехфазную сеть переменного тока (рис.31). Частота тока 50Гц, линейное напряжение .
Сопротивление резистора , емкость конденсатора и индуктивность катушки известны. Рассчитать фазные токи. Построить векторную диаграмму напряжений и токов. По векторной диаграмме определить линейные токи.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 3.5 |
Номер варианта |
Данные к задаче 3.5 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
220 |
50 |
100 |
0,04 |
6 |
660 |
30 |
100 |
0,2 |
|
2 |
380 |
20 |
120 |
0,05 |
7 |
220 |
75 |
50 |
0,15 |
|
3 |
660 |
300 |
15 |
2,0 |
8 |
380 |
120 |
40 |
0,3 |
|
4 |
220 |
80 |
40 |
0,4 |
9 |
220 |
150 |
30 |
2,0 |
|
5 |
380 |
60 |
100 |
0,04 |
10 |
380 |
80 |
45 |
0,2 |
Задача 4.1
Однофазный трансформатор имеет номинальную мощность 
, напряжение первичной обмотки 
, напряжение холостого хода вторичной обмотки 
, напряжение короткого замыкания 
, мощность короткого замыкания 
, мощность холостого хода 
. Ток холостого хода составляет 10% от номинального тока первичной обмотки.
Рассчитать: а) коэффициент трансформации; б) ток холостого хода;
в) 
в режиме холостого хода; г) активную, реактивную составляющие сопротивления короткого замыкания; д) КПД при нагрузке 
от номинальной для активной нагрузки.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 4.1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
6 |
220 |
40 |
6 |
180 |
50 |
|
2 |
4 |
380 |
220 |
5,6 |
150 |
40 |
|
3 |
10 |
660 |
80 |
5 |
250 |
90 |
|
4 |
20 |
6000 |
230 |
5,5 |
600 |
200 |
|
5 |
30 |
6000 |
400 |
5 |
840 |
270 |
|
6 |
50 |
10000 |
525 |
4,8 |
1300 |
400 |
|
7 |
8 |
380 |
50 |
5,7 |
170 |
45 |
|
8 |
12 |
660 |
110 |
6 |
280 |
100 |
|
9 |
20 |
6000 |
500 |
5,3 |
620 |
190 |
|
10 |
30 |
6000 |
400 |
5 |
880 |
265 |
Задача 4.2
Трехфазный трансформатор характеризуется следующими номинальными величинами: мощность , высшее линейное напряжение ; низшее линейное напряжение . Схема соединения обмоток трансформатора 
. Мощность потерь холостого хода 
(при первичном напряжении равном номинальному); мощность потерь короткого замыкания 
(при токах в обмотках равных номинальным).
Определить: а) коэффициент трансформации; б) фазные напряжения первичной и вторичной обмоток при холостом ходе; в) номинальные токи в обмотках трансформатора; г) активное сопротивление фазы первичной и вторичной обмоток; д) КПД трансформатора при 
и коэффициенте загрузки 
.
Указание: принять, что в опыте короткого замыкания мощность потерь делится поровну между первичной и вторичной обмотками.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 4.2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
20 |
6 |
230 |
180 |
600 |
|
2 |
20 |
10 |
400 |
220 |
600 |
|
3 |
30 |
6 |
230 |
250 |
850 |
|
4 |
30 |
10 |
400 |
300 |
850 |
|
5 |
50 |
6 |
525 |
350 |
1325 |
|
6 |
50 |
10 |
400 |
440 |
1325 |
|
7 |
100 |
6 |
525 |
600 |
2400 |
|
8 |
100 |
10 |
400 |
730 |
2400 |
|
9 |
180 |
6 |
400 |
1000 |
4000 |
|
10 |
180 |
10 |
525 |
1200 |
4100 |
Задача 4.3
Трехфазный трансформатор характеризуют следующие номинальные величины: мощность ; высшее (первичное) линейное напряжение ; низшее (вторичное) линейное напряжение ; КПД 
. Процентное значение напряжения короткого замыкания ; мощность потерь короткого замыкания (при токах в обмотках равных номинальным). Схема соединения обмоток 
.
Определить: а) номинальные токи в обмотках трансформатора; б) фазные напряжения обмоток при холостом ходе; в) коэффициент трансформации фазных напряжений; г) мощность потерь холостого хода при 
; д) активную и реактивную составляющие напряжения короткого замыкания; е) КПД трансформатора при коэффициенте загрузки 
и .
|
Номер варианта |
Данные к задаче 4.3 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
20 |
6 |
400 |
96,2 |
600 |
5,5 |
|
2 |
20 |
10 |
400 |
96,0 |
600 |
5,5 |
|
3 |
30 |
6 |
400 |
96,5 |
850 |
5,5 |
|
4 |
30 |
10 |
400 |
93,3 |
850 |
5,5 |
|
5 |
50 |
6 |
525 |
96,7 |
1325 |
5,5 |
|
6 |
50 |
10 |
400 |
96,0 |
1325 |
5,5 |
|
7 |
100 |
6 |
525 |
97,0 |
2400 |
5,5 |
|
8 |
100 |
10 |
400 |
97,0 |
2400 |
5,5 |
|
9 |
180 |
6 |
525 |
97,3 |
4000 |
5,5 |
|
10 |
180 |
10 |
525 |
97,0 |
4100 |
5,5 |
Задача 4.4
Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором питается от сети с линейным напряжением 
. Величины, характеризующие номинальный режим двигателя: мощность на валу двигателя 
; частота вращения ротора 
; коэффициент мощности 
; КПД . Обмотки фаз статора соединены звездой. Кратность критического момента относительно номинального 
. Определить: а) номинальный ток в фазе обмотки статора; б) число пар полюсов обмотки статора; в) номинальное скольжение; г) номинальный момент на валу ротора; д) критический момент; е) критическое скольжение (пользуясь формулой 
).
|
Номер варианта |
Данные к задаче 4.4 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1,1 |
2,2 |
2800 |
0,87 |
79,5 |
|
2 |
1,5 |
2,2 |
2825 |
0,88 |
80,5 |
|
3 |
2,2 |
2,2 |
2850 |
0,89 |
83 |
|
4 |
3 |
2,2 |
1430 |
0,84 |
83,5 |
|
5 |
4 |
2,2 |
1430 |
0,85 |
86 |
|
6 |
5,5 |
2,2 |
1440 |
0,86 |
88 |
|
7 |
7,5 |
2,2 |
1440 |
0,87 |
88,5 |
|
8 |
10 |
1,8 |
960 |
0,89 |
88 |
|
9 |
13 |
1,8 |
960 |
0,89 |
88 |
|
10 |
17 |
1,8 |
960 |
0,9 |
90 |
Задача 4.5
Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором питается от сети с линейным напряжением . Величины, характеризующие номинальный режим двигателя, мощность на валу 
, частота вращения ротора ; коэффициент мощности ; КПД . Номинальное фазное напряжение статора 
. Кратность пускового тока 
при пуске без реостата и номинальном напряжении на зажимах статора; коэффициент мощности в этих условиях 
. Обмотки фаз ротора соединены звездой.
Определить: а) схему соединения фаз обмотки статора: «звезда» или «треугольник»; б) номинальный момент на валу ротора; в) номинальный и пусковой токи двигателя; г) сопротивление короткого замыкания на (фазу); д) активное и реактивное сопротивление обмотки статора и ротора (для ротора – приведенные значения); е) критическое скольжение.
Указание: принять 
; 
.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 4.5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
220 |
7,5 |
1400 |
82,0 |
0,84 |
7,0 |
|
2 |
380 |
10 |
1400 |
83,5 |
0,85 |
7,0 |
|
3 |
220 |
13 |
1400 |
84,5 |
0,86 |
7,0 |
|
4 |
380 |
17 |
950 |
84,5 |
0,8 |
6,5 |
|
5 |
220 |
22 |
955 |
85 |
0,81 |
6,5 |
|
6 |
380 |
30 |
960 |
87 |
0,82 |
6,5 |
|
7 |
220 |
40 |
720 |
87 |
0,81 |
5,5 |
|
8 |
380 |
55 |
720 |
88,5 |
0,82 |
5,5 |
|
9 |
380 |
75 |
1455 |
90,0 |
0,88 |
6,5 |
|
10 |
380 |
100 |
1460 |
90,5 |
0,88 |
6,5 |
Задача 4.6
Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением характеризуется следующими номинальными величинами: напряжение на зажимах 
; мощность 
; частота вращения якоря 
; КПД . Сопротивление цепи якоря 
, сопротивление цепи возбуждения 
.
Определить: а) ток 
, потребляемый двигателем из сети при номинальной нагрузке; б) номинальный момент на валу электродвигателя; в) пусковой момент при 
(без учета реакции якоря) и соответствующее сопротивление пускового реостата; г) частоту вращения якоря при токе якоря равном номинальному, но при введении в цепь возбуждения добавочного сопротивления, увеличивающего заданное в условии задачи значение на 20%.
|
Номер варианта |
Данные к задаче 4.6 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1 |
110 |
1,0 |
3000 |
77,0 |
1,2 |
220 |
|
2 |
110 |
1,5 |
3000 |
76,0 |
0,8 |
160 |
|
3 |
110 |
2,2 |
3000 |
80,0 |
0,48 |
110 |
|
4 |
110 |
3,2 |
1500 |
78,5 |
0,34 |
80 |
|
5 |
110 |
4,5 |
1500 |
80,0 |
0,23 |
70 |
|
6 |
220 |
6,0 |
3000 |
82,5 |
0,62 |
220 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
7 |
220 |
8,0 |
3000 |
83,5 |
0,44 |
170 |
|
8 |
220 |
11,0 |
1500 |
84,0 |
0,31 |
185 |
|
9 |
220 |
14,0 |
1500 |
86,5 |
0,29 |
135 |
|
10 |
220 |
19,0 |
1500 |
84,5 |
0,16 |
110 |
Задача 4.7
Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением выполнен на номинальное напряжение 220В. Данные номинального режима электродвигателя: мощность ; частота вращения якоря ; КПД . Ток в цепи возбуждения составляет 
от номинального тока электродвигателя. Мощность потерь в цепи якоря при номинальной нагрузке составляет 50% от суммарной мощности потерь в электродвигателе.
Определить: а) номинальный момент на валу электродвигателя; б) ток , потребляемый электродвигателем из сети, при номинальной нагрузке; в) токи в цепях возбуждения и якоря при номинальной нагрузке; г) сопротивление цепи якоря в цепи возбуждения; д) мощность механических и магнитных потерь; е) суммарную мощность потерь и КПД электродвигателя при значениях тока 0,25; 0,75 и 1,25 .
|
Номер варианта |
Данные к задаче 4.7 |
Номер варианта |
Данные к задаче 4.7 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
2,2 |
3000 |
80 |
3 |
6 |
14 |
1500 |
86,5 |
4 |
|
2 |
3,2 |
3000 |
83 |
3 |
7 |
19 |
1500 |
83,7 |
2 |
|
3 |
4,5 |
3000 |
84 |
3 |
8 |
25 |
1500 |
85,5 |
2 |
|
4 |
6 |
3000 |
82 |
3 |
9 |
32 |
1500 |
83,9 |
2 |
|
5 |
8 |
3000 |
83,5 |
3 |
10 |
42 |
1500 |
87,2 |
2 |
V. Вопросы к зачету по курсу «Электроснабжение с основами электротехники»
1. Электрические цепи постоянного тока. Основные понятия и законы электрических цепей постоянного тока.
2. Электрические цепи синусоидального тока. Получение синусоидальной ЭДС.
3. Основные величины, характеризующие синусоидальные токи, ЭДС, напряжения (мгновенные значения, фаза, амплитуда, угловая частота, начальная фаза, период, частота; сдвиг фаз между напряжением и током (
); действующее и среднее значения.
4. Представление синусоидальных функций вращающимися векторами и комплексными числами.
5. Законы Кирхгофа для цепей синусоидального тока.
6. Основные элементы цепи синусоидального тока:
а) цепь с резистивным элементом;
б) цепь с индуктивным элементом;
в) цепь с емкостным элементом.
7. Цепь синусоидального тока при последовательном соединении элементов с 
. Комплексное и полное сопротивление цепи. Векторные диаграммы. Треугольник напряжений. Треугольник сопротивлений.
8. Последовательное соединение нескольких электроприемников. Понятие о топографических диаграммах.
9. Параллельное соединение элементов с . Проводимость цепи синусоидального тока (активная, реактивная, полная, комплексная). Векторные диаграммы, треугольник токов. Треугольник проводимостей.
10. Параллельное соединение нескольких электроприемников.
11. Резонанс в электрических цепях (резонанс напряжений и резонанс токов).
12. Мощность в цепи синусоидального тока (мгновенная, активная, реактивная, полная).
13. Треугольник мощностей. Мощность в комплексной форме.
14. Коэффициент мощности. Способы повышения 
.
15. Трехфазные цепи. Получение трехфазной симметричной системы ЭДС. Способы представления трехфазной симметричной системы ЭДС.
16. Соединения обмоток трехфазных генераторов. Связь между фазными и линейными напряжениями. Векторная диаграмма напряжений.
17. Соединение приемников звездой. Четырехпроводная цепь (с нейтральным проводом). Симметричный и несимметричный режим.
18. Трехпроводная цепь (без нейтрального провода). Симметричный и несимметричный режим.
19. Соединение приемников треугольником. Фазные и линейные токи.
20. Мощность трехфазной цепи при симметричной и несимметричной нагрузке.
21. Вращающееся магнитное поле.
22. Трансформатор. Назначение. Устройство. Принцип действия.
23. Опыты холостого хода и короткого замыкания. Назначение, условия проведения. Схема замещения трансформатора. Рабочий режим трансформатора.
24. Внешняя характеристика. Изменение вторичного напряжения.
25. Трехфазные трансформаторы. Автотрансформаторы.
26. Асинхронные машины. Устройство, типы роторов.
27. Трехфазный асинхронный двигатель. Принцип действия. Скольжение. Механическая и рабочие характеристики.
28. Однофазные и двухфазные асинхронные двигатели. Устройство, принцип действия.
29. Трехфазный синхронный генератор. Устройство, принцип действия. Внешние характеристики.
30. Синхронная машина в режиме двигателя. Механическая и рабочие характеристики. Пуск синхронных двигателей.
31. Машины постоянного тока. Устройство. Назначение коллектора.
32. Генератор постоянного тока. Принцип действия. Способ возбуждения. Характеристики генераторов постоянного тока.
33. Двигатели постоянного тока (ДПТ). Принцип действия. Классификация по способу возбуждения. Пуск двигателей постоянного тока.
34. Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением. Механическая и рабочие характеристики.
35. Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением. Механическая и рабочие характеристики.
36. Регулирование скорости двигателей постоянного тока. Реверсирование.
37. Схемы электроснабжения потребителей электрической энергии, общая схема электроснабжения, понятие об энергетической системе и электрической системе.
38. Простейшие схемы электроснабжения промышленных предприятий, схемы осветительных электросетей.
39. Элементы устройства электрических сетей: воздушные линии, кабельные линии, электропроводки, трансформаторные подстанции.
40. Выбор проводов и кабелей.
41. Эксплуатация электрических установок: компенсация реактивной мощности, экономия электроэнергии.
42. Защитное заземление, защита от статического электричества.
1. Иванов И. И., Равдоник В. С. Электротехника, М. В.Ш. 1984г.
2. Касаткин А. С., Немцов М. В. Электротехника, М. В.Ш. 1983г.
3. Сборник задач по общей электротехнике под ред. Пономаренко В. К. М. В.Ш. 1972г.
4. Иванов И. И., Лукин А. В., Соловьев Г. И. Электротехника. Упражнения и задачи. Санкт-Петербург, изд-во СПбГТУ, 1999г.
5. Бечева М. К. Златенов И. Д. Электротехника и электроника — М: Высшая школа, 1991
6. Березкина Т. Ф. Задачник по общей электротехнике с основами электроники — М: Высшая школа, 1992
7. Данилов И. А. Иванов П. М. Общая электротехника с основами электроники — М: Высшая школа, 2000
8. Попов В. С. Николаев С. А. Теоретическая электротехника — М: Энергоатомиздат, 1990
9. Попов В. С.Николаев С. А. Электротехника — М: Энергия, 1965
10.Частоедов Л. А. Электротехника — М: Высшая школа, 1984
Содержание
I. Указания к выполнению контрольных работ. 4
I.1. Общие требования, предъявляемые к оформлению контрольной работы.. 4
I.2. Условные обозначения элементов схем.. 5
I.3. Размеры условных обозначений. 8
II. Методические указания к решению задач. 10
III. Задание к контрольной работе. 31
IV. Контрольные задачи [1], [2], [3] 31
V. Вопросы к зачету по курсу «Электроснабжение с основами электротехники». 49
МГМИМО
Скидка 30% по промокоду Diplom2020
Получи промокод на скидку 20%
Дипломная