Методические указания к самостоятельной работе студентов по дисциплине «Физика» для студентов специальности 5090609 «Монтаж и эксплуатация электрооборудования промышленных предприятий и гражданских со (стр. 7 из 7)
I2 = ? I2’ = ? I2’’= ?
———————————
R1 = 5,0 Ом;
R2 = 95 Ом;
L = 0,34 Гн; Рис. 2
E=38 В.
Решение. 1. Силу постоянного тока I2 до размыкания цепи находим по второму правилу Кирхгофа:6. Темы рефератов
6.1. Открытие и экспериментальное изучение явления электромагнитной индук –
ции. Значение явления в науке и технике.
6.2. Явления самоиндукции и взаимоиндукции в преобразовании электроэнергии.
7. Форма отчета
7.1. Конспект изученного материала по вопросам для изучения.
7.2. Письменная работа по решению задач по индивидуальным заданиям.
8. Формы контроля
8.1. Проверка конспекта.
8.2. Проверка письменной работы по решению задач.
9. Литература
9.1. Жданов Л. С., Жданов Г. Л. Учебник для средних специальных учебных заведений. К. Вища школа, 1983.
9.2. Сборник задач по физике (для средних специальных учебных заведений). Под редакцией Гладковой. М., Наука, 1984.
9.3. Яворский Б. М., Детлаф А. А. Курс физики. Том 2. Учебник для студентов высших учебных заведений. М., «Высшая школа», 1977.
9.4. Савельев И.В. Курс общей физики. Том 2. М., «Наука», Главная редакция Физико-математической литературы, 1987.
9.5. Попов В. С. Теоретическая электротехника. Учебник для студентов средних специальных учебных заведений. М., Энергия. 1978.
9.6. Попов В. С. Электрические измерения. Учебник для средних специальных учебных заведений. М. Энергия. 1985.
9.7. Иродов И. Е. Задачи по общей физике.Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. М., «Наука». 1988.
Тема для самостоятельного изучения № 6
«Переменный ток. Вращающееся магнитное поле. Асинхронный двигатель»
1. Цель
1.1. Ознакомиться с принципом образования вращающегося магнитного поля.
1.2. Ознакомиться с практическим использованием вращающегося магнитного поля в устройстве трехфазных электродвигателей.
2. Вопросы для изучения
2.1. Рассмотреть принцип образования вращающегося магнитного поля.
2.2. Пояснить возникновение вращающегося магнитного поля с помощью вектор- ных диаграмм токов в обмотках статора.
2.3. Уравнение вращающегося магнитного поля.
2.4. Устройство синхронного двигателя.
2.5. Принцип действия асинхронного двигателя.
2.6. Преимущества трехфазных двигателей. Их использование в технике.
3. Требования к знаниям и умениям студентов
3.1. Изучив тему, студент должен знать:
3.1.1. Принцип образования вращающегося магнитного поля.
3.1.2. Уравнение для магнитной индукции вращающегося магнитного поля трехфазной обмотки.
3.1.3. Устройство и действие синхронного двигателя.
3.1.4. Устройство и действие асинхронного двигателя.
3.2. Студент должен уметь:
3.2.1. Пояснять принцип действия синхронного и асинхронного двигателей.
3.2.2. Пояснить физический смысл выражения для магнитной индукции результи –
рующего поля трехфазной обмотки.
3.2.3. Определять угловую скорость вращения вектора магнитной индукции.
4. Вопросы для самоконтроля
4.1. Какие существуют системы обмоток для получения вращающегося магнитного поля?
4.2. Как объяснить вращение магнитного поля в статоре трехфазного двигателя с помощью векторных диаграмм токов и графиков магнитной индукции?
4.3. Как устроен ротор синхронного трехфазного двигателя? В чем его недостаток?
4.4. Опишите конструкцию ротора асинхронного двигателя.
4.5. Почему вращается ротор асинхронного двигателя?
4.6. Каков физический смысл выражения для магнитной индукции результирующе- го поля трехфазной обмотки двигателя?
5. Примеры решения задач
Задача 1.
Определить частоту ω вынуждающей ЭДС, при которой в цепи, представленной на рисунке 1, наступит резонанс. Найти также действующие значения силы тока I и напряжений UR; UL; UC на всех элементах цепи при резонансе, если при этом дейст –
вующее значение э. д. с. E = 30 В. В цепи, состоящей из последовательно соединен –ных резистора сопротивлением R = 20 Ом, катушки индуктивностью L = 1,0 мГн и конденсатора емкостью С = 0,10мкФ мкФ, действует синусоидальная э. д. с. E.ω = ? I = ?
UR = ? UL= ? UC= ?
——————————
E = 30 В;
R = 20 Ом;
L = 1,0 мГн = 10-3Гн;
С = 0,10мкФ = 10-7Ф. Рис. 1
Решение. Под действием переменной э. д. с. в данной цепи, представляющей со –
бой колебательный контур, установятся вынужденные электромагнитные колебания. При этом амплитудные значения тока I0 и э. д. с. E0 связаны соотношением
Из формулы
Задача 2.
Определить действующие значения силы тока на всех участках цепи, изо –
бражен ной на рис. 2, если R = 1,0 Ом, L = 1,00 мГн, С - 0,110 мкФ, E = 30 В, ω = 1,00 • 105 рад/с.
I = ? IC = ? IRL = ?
—————————R = 1,0 Ом;
L = 1,00 мГн;
С - 0,110 мкФ;
E = 30 В;
ω = 1,00 • 105 рад/с.
Рис.2
Решение. Эта задача отличается от предыдущей (рис. 1) способом включения ис –
точника переменной э. д с. (внутренним сопротивлением которого пренебрегаем). Если раньше все элементы цепи были включены последовательно, то в данном слу –
чае имеем разветвленную цепь, переменного тока, участок 1-2 является параллель –
ным соединением двух ветвей, одна из которых содержит конденсатор С, а другая - элементы R, L, соединенные последовательно между собой. Каждая из ветвей вместе с источником ЭДС образует колебательный (неполный) контур Поэтому силу тока в каждой ветви снова найдем по формуле
,заменив амплитудные величины I0, E0 их действующими значениями I, E.
Тогда для силы тока в ветви 1С2, где R = 0 и L = 0, получим:
6. Темы рефератов
5.1. Применение трехфазных двигателей в технике.
5.2. Устройства для определения последовательности фаз.
7. Форма отчета
7.1. Конспект изученного материала по вопросам для изучения.
7.2. Письменная работа по решению задач по индивидуальным заданиям.
8. Формы контроля
8.1. Проверка конспекта.
8.2. Проверка письменной работы по решению задач.
9. Литература
8.1. Жданов Л. С., Жданов Г. Л. Учебник для средних специальных учебных заведений. К. Вища школа, 1983.
8.2. Сборник задач по физике (для средних специальных учебных заведений). Под редакцией Гладковой. М., Наука, 1984.
8.3. Попов В. С. Теоретическая электротехника. Учебник для студентов средних специальных учебных заведений. М., Энергия. 1978.
8.4. Попов В. С. Электрические измерения. Учебник для средних специальных учебных заведений. М. Энергия. 1985.
8.5. Евдокимов Ф. Е. Теоретические основы электротехники. Учебник для техни –
кумов. М. «Высшая школа». 1981.
Тема для самостоятельного изучения № 7
«Преобразование переменного тока и напряжения.
Принцип действия трансформаторов и их использование в технике»
1. Цель