Методические указания и задания для выполнения домашних контрольных работ №1 и №2 по дисциплине Теоретические основы электротехники (стр. 10 из 11)

Рис. 30

Вариант 16

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 127 В, частотой f = 50 Гц включена цепь (рис. 31). В ее первую ветвь включено сопротивление R₁ = 12,7 Ом, во вторую — сопротивление X_C2 = 22 Ом, в третью ветвь — сопротивления R₃ = 16 Ом, X_L3 = 12 Ом.

Определить токи каждой ветви и в неразветвленной части цепи, активные, реактивные и полные мощности каждой ветви и всей цепи. Определить C₂ и L₃. Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 31

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. К катушке, комплекс полного сопротивления которой для первой гармоники

Z₁ = (6+j8)Ом, подведен ток i = [10sin(ωt + 45°) + 2sin3ωt] А. Определить действующие значения тока и напряжения данной цепи, а также ее активную мощность.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 32), выполненном из стали марки Э-21, расположена обмотка с числом витков W = 120. 10% магнитопровода занимает изоляция. Толщина стального листа 0,5 мм.

Определить приложенное напряжение и ток в обмотке, необходимые, чтобы создать в магнитопроводе максимальную магнитную индукцию В_m = 1,4 Тл. Активным сопротивлением обмотки пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью. l_заз = 0,1мм

Рис. 32

Вариант 17

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 130 В, частотой f = 50 Гц включена цепь (рис. 33). В ее первую ветвь включено сопротивление X_L1 = 18,6 Ом, во вторую ветвь — сопротивление R₂ = 65 Ом, в третью — сопротивления R₃ = 9 Ом и Х_C3 =7 Ом.

Определить токи в каждой ветви и в неразветвленной части цепи, активные, реактивные и полные мощности каждой ветви и всей цепи, L₁ и С₃. Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 33

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. По цепи последовательно соединенных R=6 Ом, X_L1 = 3 Ом и X_C1 = 11 Ом (сопротивления даны для первой гармоники) проходит ток i = [10sin(ωt+45^o) + 2sin3ωt] А.

Определить действующие значения напряжения и тока цепи и ее активную мощность.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 34), выполненном из листовой стали марки Э-12, расположена обмотка с числом витков W = 120. 10% магнитопровода заполняет изоляция. Толщина стального листа 0,5 мм.

Определить приложенное напряжение и ток в обмотке, необходимые, чтобы создать в магнитопроводе максимальную магнитную индукцию B_m = 1,4 Тл. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,1 мм. Частота переменного напряжения f = 50 Гц. Активным сопротивлением пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 34

Вариант 18

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 100 В включена цепь (рис. 35). В первую ветвь включено сопротивление X_C1 = 100 Ом, во вторую — R₂ = 60 Ом, X_L2 =80 Ом, в третью —R₃ = 200 Ом.

Определить токи в каждой ветви и в неразветвленной части цепи, активные, реактивные и полные мощности каждой ветви и всей цепи, определить С₁ и L₂. Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 35

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. По цепи с последовательно соединенными R=0,6 Ом, X_L1 =0,1 Ом и Х_с1 =0,9 Ом проходит ток i = [10sin(ωt - 53°) +sin(Зωt + 30°)] А.

Сопротивления даны для первой гармоники. Вычислить действующее значение тока, напряжения и активной мощности в данной цепи.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 36), выполненном из стали марки Э-21, расположена обмотка, подключенная к напряжению U = 220 В, частотой f = 50 Гц. В магнитопроводе создается максимальная магнитная индукция B_m = 1,4 Тл, 10% магнитопровода занято изоляцией. Толщина стального листа 0,35 мм. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,2 мм. Активным сопротивлением обмотки пренебречь.

Определить число ампер-витков в обмотке. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 36

Вариант 19

Задача 1. К сети переменного тока с напряжением U = 200 В, частотой f = 50 Гц подключена цепь (рис. 37). В ее первую ветвь включено сопротивление R₁ = 40 Ом, во вторую — сопротивление X_C2 = 100 Ом, в третью — сопротивления R₃ = 14 Ом и X_L3 = 14 Oм. Определить токи ветвей и ток неразветвленной части цепи, активную, реактивную и полную мощности каждой ветви и всей цепи. Определить С₂ и L₃. Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 37

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. По цепи из последовательно соединенных R = 6 Ом, Х_L1 = 10 Ом и Х_C1 = 9 Ом (сопротивления даны для первой гармоники) проходит ток i = [0,5sin(ωt - 20°) + 0,1sin(3ωt+30°)] А.

Определить действующие значения тока и напряжения цепи и ее активную мощность.

Задача 4. На магнитопроводе, выполненном из листовой стали марки Э-42 (рис. 38), расположена обмотка, подключенная под напряжение U = 220 В, частотой f = 50 Гц. 10% сечения магнитопровода заполнено изоляцией. Толщина стального листа 0,35 мм.

Определить число ампер-витков в обмотке, необходимые, чтобы создать в магнитопроводе максимальную магнитную индукцию B_m = 1,4 Тл. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,1 мм. Активным сопротивлением обмотки пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 38

Вариант 20

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 220 В, частотой f = 50 Гц включена цепь (рис. 39). В ее первую ветвь включено сопротивление Х_С1 = 17,3 Ом, во вторую — сопротивление R₂ = 22 Ом, в третью — сопротивления R₃ = 16 Ом и Х_L3 = 12 Ом.

Определить токи участков цепи и неразветвленной части цепи, активную, реактивную и полную мощности каждой ветви и всей цепи. Определить L₃ и С₁. Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 39

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. По цепи из последовательно соединенных R = 8 Ом, X_L1 = 6 Ом и Х_C1 =12 Ом (сопротивления даны для первой гармоники) проходит ток i = [lsin(ωt + 45°) + 0,2sin3ωt] A.

Определить действующие значения напряжения и тока цепи и ее активную мощность.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 40), выполненном из листовой стали марки Э-11, надета обмотка, к которой подводится напряжение U = 220 В частотой f = 50 Гц. 10% магнитопровода заполнено изоляцией. Толщина стального листа 0,35 мм. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,5 мм.

Определить число ампер-витков обмотки, необходимые, чтобы создать в магнитопроводе максимальную магнитную индукцию В_m = 1,3 Тл. Активным сопротивлением обмотки пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 40

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ

1. Электрическая цепь. Э.Д.С, напряжение, сила тока. Плотность тока.

2. Сопротивление, проводимость, удельное сопротивление, удельная проводимость.

3. Закон Джоуля - Ленца. Работа и мощность. К.П.Д.

4. Источник Э.Д.С. и источник тока. Схемы замещения и внешние характеристики.

5. Соединение элементов: последовательное, параллельное. Смешанное соединение резисторов.

6. Закон Ома. Тепловое действие тока. Законы Кирхгофа для цепей постоянного тока.

7. Режимы работы электрической цепи: холостого хода, рабочий, номинальный, короткого замыкания.

8. Преобразование треугольника в эквивалентную звезду. Преобразование звезды в эквивалентный треугольник.

9. Метод расчета сложных электрических цепей: метод узловых и контурных уравнений.

10. Метод расчета сложных электрических цепей: метод контурных токов.

11. Метод расчета сложных электрических цепей: метод узловых потенциалов. Построение потенциальной диаграммы.

12. Метод расчета сложных электрических цепей: метод узлового напряжения.

13. Метод расчета сложных электрических цепей: метод наложения.

14. Метод расчета сложных электрических цепей: метод эквивалентного генератора.

15. Нелинейные элементы электрических цепей постоянного тока. Понятие о статистическом и динамическом сопротивлениях нелинейного элемента. Вольтамперная характеристика.