Главная

Контакты

Случайная статья

• Автоматизация
• Антропология
• Археология
• Архитектура
• Биология
• Ботаника
• Бухгалтерия
• Военная наука
• Генетика
• География
• Геология
• Демография
• Деревообработка
• Журналистика
• Зоология
• Изобретательство
• Информатика
• Искусство
• История
• Кинематография
• Компьютеризация
• Косметика
• Кулинария
• Культура
• Лексикология
• Лингвистика
• Литература
• Логика
• Маркетинг
• Математика
• Материаловедение
• Медицина
• Менеджмент
• Металлургия
• Метрология
• Механика
• Музыка
• Науковедение
• Образование
• Охрана Труда
• Педагогика
• Полиграфия
• Политология
• Право
• Предпринимательство
• Приборостроение
• Программирование
• Производство
• Промышленность
• Психология
• Радиосвязь
• Религия
• Риторика
• Социология
• Спорт
• Стандартизация
• Статистика
• Строительство
• Технологии
• Торговля
• Транспорт
• Фармакология
• Физика
• Физиология
• Философия
• Финансы
• Химия
• Хозяйство
• Черчение
• Экология
• Экономика
• Электроника
• Электротехника
• Энергетика

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 1 страница

       Данные рекомендации составлены в соответствии с ФГОС по специальности 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)  и рабочей программой по учебной дисциплине «Электротехника и электронная техника». Предназначены для оказания помощи обучающимся при самостоятельной подготовке к выполнению практических работ.       Записи в отчетах по практическим работам  должны вестись аккуратно, чертежи следует выполнять с помощью чертежного инструмента, соблюдая ЕСКД (Единую систему конструкторской документации).

   Размерность всех величин должна соответствовать международной системе единиц (СИ). Графики и диаграммы должны выполняться в масштабе с кратким объяснением их построения.

   Вычисления необходимо выполнять с точностью до одного знака после запятой.

Рекомендуется следующий порядок решения задач:

1. Полностью записать условие задачи и пояснить его чертежом или схемой.

2. Выписать из условия данные в виде условных обозначений и их цифровые значения.

3. Продумать план решения заданий и подобрать необходимый справочный материал.

4. Решение выполнять по этапам с нумерацией и кратким описанием действий каждого этапа.

5. Результат решения задачи нужно проверить по анализу возможности получения такого результата с помощью действий. Для этого использовать первое, второе правило Кирхгофа и подсчёт баланса мощности.

В методических рекомендациях подробно рассмотрены решения типовых примеров по всем трем разделам.

Задача 1 (варианты 01—100). Цепь постоянного тока содержит шесть резисторов, соединенных смешанно. Схема цепи и значения ре­зисторов указаны на соответствующем рисунке. Номер рисунка и ве­личина одного из заданных токов или напряжений приведены в табл. 1. Индекс тока или напряжения совпадает с индексом резистора, по которому проходит этот ток или на котором действует указанное напряжение. Например, через резистор R₅ проходит I₅ и на нем действует напряжение U₅. Определить: 1) эквивалентное сопротивление цепи относительно вводов АВ; 2) ток в каждом резисторе; 3) напря­жение на каждом резисторе; 4) расход электрической энергии цепью за 10 ч.

С помощью логических рассуждений пояснить характер изменения одного из значений, заданных в таблице вариантов (увеличится, уменьшится, останется прежней), если заданный в таблице резистор либо замыкается накоротко, либо выключается из схемы. В случае возникновения трудностей логического пояснения следует рассчитать указанное значение в измененной схеме и дать ответ.

Указание. См. решение примера 1.

Таблица 1

Решение задачи требует знаний закона Ома для всей цепи и ее участков, законов Кирхгофа, методики определения эквивалентного сопротивления цепи при смешанном соединении резисторов, а также умения вычислять мощность и работу электрического тока. Содержания задач и схемы цепей приведены в условии, а данные к ним — в табл. 1. Перед решением задачи рассмотрите типовой пример 1.

Пример 1. Для схемы, приведенной на рис. 1 а, определить эквивалентное сопротивление цепи R_AB и токи в каждом резисторе, а также расход электроэнергии цепью за 8 ч работы.

Решение. Задача относится к теме “Электрические цепи постоянного тока”. Проводим поэтапное решение, предварительно обозначив стрелкой ток в каждом резисторе; индекс тока должен соответствовать номеру резистора, по которому он проходит.

1. Определяем общее сопротивление разветвления R_CD, учитывая, что резисторы R₃ и R₄ соединены последовательно между собой, а с резистором R₅ — параллельно: R_CD = (R₃ + R₄)R₅/(R₃ + R₄ + R₅) = (10 + 5) •10/(10 + 5 + 10) = 6 Ом (рис. 1,б).

2. Определяем общее сопротивление цепи относительно вводов CE. Резисторы R_CD и R₂ включены параллельно, поэтому R_CE = R_CDR₂/(R_CD + R₂) = 6•3/(6 + 3) = 2 Ом (рис. 1, в).

3. Находим эквивалентное сопротивление всей цепи: R_AB = R₁ + R_CE = 8 + 2 = 10 Ом (рис. 1, г).

4. Определяем токи в резисторах цепи. Так как напряжение U_AB приложено ко всей цепи, а R_AB = 10 Ом, то согласно закону Ома I₁= U_AB/R_AB= 150/10= 15 А.

Внимание! Нельзя последнюю формулу писать в виде I₁= U_AB/R₁, так как U_AB приложено ко всей цепи, а не к участку R_1.

Для определения тока I₂ находим напряжение на резисторе R₂, т. е.U_CE.  Очевидно, U_CE меньше U_AB на потерю напряжения в резисторе R₁, т. е. U_CE = U_AB — I₁R₁= 150 — 15•8 = 30 В. Тогда I₂ == U_CE/R₂= 30/3= 10 А. Так как U_CE = U_CD, то можно определить токи I_3,4 и I₅.  I_3,4 = U_CD/(R₃+R₄) = 30/(10 + 5) = 2 А; I₅ = U_CD/R₅ = 30/10= 3 А.

На основании первого закона Кирхгофа, записанного для узла С, проверим правильность определения токов:

I₁ = I₂ + I_3,4 + I₅, или 15 = 10 + 2 + 3 = 15 А.

5. Расход энергии цепью за восемь часов работы:

W = Pt = U_ABI₁t = 150•15•8 = 18000 Bт•ч = 18 кВт•ч

Пусть в схеме примера 1 известны сопротивления всех резисторов, а вместо напряжения U_AB задан один из токов, например I₂=2 А. Найти остальные токи и напряжение U_AB. Зная I₂, определяем U_CE = I₂R₂ =2 ×3=6 В. Так как U_CE = U_CD, то

I_3,4 = U_CD/(R₃+R₄)=6/(10 + 5) = 0,4 А;

I₅ = U_CD/R₅ = 6/10 =0,6 А.

На основании первого закона Кирхгофа I₁ = I₂+I_3,4+I₅ = 2 + 0,4 + 0,6 = 3 А. Тогда U_AB = U_CE + I₁R₁ = 6 + 3×8 = 30 В.

При расплавлении предохранителя Пр₅ и резистор R₅ выключается и схема принимает вид, показанный на рис. 1, д. Вычисляем эквивалентное сопротивление схемы: =R₁+(R₃+R₄)R₂/(R₃+R₄+R₂) = 8+(10 + 5)•3/(10 + 5 + 3) = 10,5 Ом. Так как напряжение U_AB остается неизменным, находим ток I₁ = U_AB /  = 150/10,5 = 14,28 А. Напряжение U_CE = U_AB — I₁R₁ = 150 — 14,28×8 = 35,75 В.

Тогда токи

I₂ = U_CE/R₂ = 35,75/3 = 11,9A; I_3,4 = U_CE/R_3,4 = 35,75/(10+5) = 2,38A

рисунок 1

Задача 2 (варианты 01—00). Неразветвленная цепь переменного тока, показанная на соответствующем рисунке, содержит активные и реактивные сопротивления, величины которых заданы в табл. 2. Кроме того, известна одна из дополнительных величин (U, I, P, Q, S). 5). Определить следующие величины, если они не заданы в таблице 2 вариантов: 1) полное сопротивление цепи Z; 2) напряжениеU, прило­женное к цепи; 3) силу тока в цепи; 4) угол сдвига фаз ф (величину и знак); 5) активную Р, реактивную Q и полную S мощности, потребляемые цепью. Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и пояснить ее построение. С помощью логических рассуждений пояснить, как изменится ток в цепи и угол сдвига фаз, если частоту тока увеличить вдвое. Напряжение, приложенное к цепи, считать неизменным.

Указание. См. решение примера 2.

Таблица 2