close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Настоящая работа включает в себя задачи предусматривающие
расчет простых и сложных электрических цепей постоянного тока,
определение абсолютной и относительной погрешности измерения,
расчет аккумуляторных батарей, определение противоЭДС, величины
электромагнитной силы, времени включения и отключения
электромагнитного реле.
Решение задач целесообразно выполнять по мере изучения
теоретического материала и методических указаний, относящихся к
данной задаче.
Методические указания у выполнению контрольной работы
помещены в данной работе.
При выполнении контрольной работы необходимо:
Аккуратно записать условия задачи;
Вычерчивать схемы, к задачам применяя условия
графические обозначения согласно ГОСТу, соблюдая ЕСКД (Единую
систему конструкторской документации);
Решения задач сопровождать краткими и четкими
пояснениями;
Размерность всех величин должна соответствовать
международной системе единиц (МСЕ);
Оставлять поля шириной 25-30 мм для замечаний
рецензента.
Задание на контрольную работу составлено в 50 вариантах.
Вариант контрольной работы определяется двумя последними
цифрами шифра учащегося, а номера задач варианта указаны в
таблице вариантов
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Последние
цифры
шифра
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
№ варианта
№ варианта
Таблица 1
Номер задач
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
10
9
8
7
10
11
12
13
14
15
15
17
18
19
20
12
13
14
15
16
17
18
19
20
11
19
18
17
16
13
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
23
24
25
26
27
28
29
30
22
21
28
27
26
25
26
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
34
35
36
37
38
39
40
33
32
31
37
36
35
34
39
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
45
46
47
48
49
50
44
43
42
41
46
45
44
43
42
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
Последние
цифры
шифра
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
00
Номер задач
6
5
4
3
2
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
15
14
13
12
11
20
13
14
15
16
17
18
19
20
12
13
14
15
16
17
18
19
20
11
12
24
23
22
21
30
29
25
26
27
28
29
30
21
22
23
24
27
28
29
30
21
22
23
24
25
33
32
31
40
39
38
37
38
39
40
32
33
34
35
36
37
40
31
32
33
34
35
36
37
38
42
41
50
49
48
47
50
41
42
43
44
45
46
47
48
49
43
44
45
46
47
48
49
50
41
ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ № 1
Задача № 1
Рис. 1
В цепи, схема которой приведена
на рис.1, амперметр показывает ток I3=
4 A. Определить напряжение сети U,
эквивалентное сопротивление Rэкв и
мощность P, потребляемую цепью,
если R1 = 10 Ом ;R2 = 12 Ом;R3 = 20
Ом;R4 = 8 Ом;R5 = 14 Ом
Определить
относительную
погрешность измерения амперметром,
если его номинальный ток Iн = 10 А, а
класс точности Yд = 1,5
Задача № 2
Цепь постоянного тока, схема
которой приведена на рис.2 состоит из
4 резисторов, сопротивление которых
равны: R1= 2,0 Ом; R2= 4,0 Ом; R3= 3,0
Ом; R4= 5 Ом. Ток в цепи I=8,8 А.
Определить
эквивалентное
сопротивление
цепи
Rэкв
токи,
проходящие через каждый резистор,
Рис. 2
I1,I2,I3,и мощность потребляемую цепью
P.
Определить
относительную
погрешность
измерения
амперметром, если его номинальный ток Iн= 15А, а класс точности
Yд= 2,0%.
Задача № 3
В цепи, схема которой
приведена на рис.3, амперметр
показывает
ток
I4-5=
5А,вольтметр
показывает
напряжение
U4=
20В.
Определить напряжение сети
U,токI в первом резисторе и
мощность
P,потребляемую
цепью, если R1 = 25 Ом;
R 2= 20 Ом; R5= 12 Ом;
Рис. 3
R 3= 5 Ом.
Определить
относительную
погрешность
измерения
вольтметром, если его номинальное напряжение Uн= 30В,а класс
точности Yд = 1,0%.
Задача № 4
Рис. 4
Цепь постоянного тока,
схема которой приведена на
рис.4, состоит из 4 резисторов,
сопротивления которых равны:
R1 = 8 Ом; R2 = 4 Ом;R3 = 2 Ом;
R4 = 2 Ом. Напряжение
всей цепи U= 100В. Определить
эквивалентное сопротивление
цепи Rэкв , напряжение и токи,
проходящие
через
каждый
резистор, I1,I2,I3,I4.
Определить
относительную
погрешность
вольтметром при номинальном
напряжении Uн 150B и классе
точности Yд=1,5%.
Задача № 5
Рис. 5
В цепи, схема которой
приведена на рис.5, амперметр
показывает ток I2 = 4А.
Определить напряжение сети
U,и мощность P,потребляемую
цепью, если R1= 16 Ом; R2= 6,0
Ом; R3= 30 Ом; R4 = 40 Ом; R4 =
10 Ом.
Определить
относительную
погрешность
измерения амперметром при его
номинальном токе I н = 5А и
классе точности Y д =1,0%
Задача № 6
Цепь постоянного тока,
схема которой приведена на
рис.6,состоит из 4 резисторов,
сопротивления
которых
равны: R1=50 Ом, R2 =60 Ом,
R3=120
Ом,
R4=60
Ом,
напряжение приложенное к
цепи,U= 600В.
Определить
эквивалентное сопротивление
Рис. 6
всей цепи Rэкв , мощность,
потребляемую цепью, P и токи
проходящие через каждый
резистор I1,I2,I3,I4.
Определить относительную погрешность вольтметром при его
номинальном напряжении Uн= 750B и классе точности Yд= 1,5 %.
Задача № 7
В
цепи,
схема
которой
приведена
на
рис.7.
амперметр
показывает ток I4= 7А,
вольтметр напряжение U5 =
120В.
Определить
эквивалентное
сопротивление цепи Rэкв
,напряжение
сети
U,
мощность, потребляемую
цепью P, если R1 = 15 Ом;
R2 =30 ;R3 = 20 Ом;R5 = 15
Рис.7
Ом.
Определить
относительную погрешность измерения амперметром Iн при его
номинальном токе Iн =5А и классе точности Yд = 1,0 %.
Задача № 8
Определить
эквивалентное
сопротивление цепи, схема
которой представлена на
рис.8, а также показания
амперметров A1, A3 и
вольтметра
V4,
если
напряжение сети U =200В,
R1= 2,0 Ом; R2= 8,0 Ом; R3
= 10 Ом; R4= 2 Ом.
Определить
относительную
Рис.8
погрешность
измерения
вольтметром Vo ,если его номинальное напряжение Uн = 250В, а класс
точности Yд = 1,5%.
Задача № 9
Рис. 9
Цепь постоянного тока,
схема которой приведена на
рис.9,состоит из 4 резисторов,
сопротивление которых равны:
R1= 3 Ом; R2 = 17 Ом; R3 = 30
Ом; R4 = 60 Ом; общий ток в
цепи I= 2А.
Определить
эквивалентное сопротивление
цепи
Rэкв,
напряжение,
приложенное к цепи, и токи,
проходящие через каждый резистор.
Определите
относительную
погрешность
измерения
амперметром, если его номинальный ток Iн = 5А, а класс точности Yд
= 1,5 %.
Задача № 10
Цепь постоянного тока, схема
которой приведена на рис.10 ,
состоит
из
4
резисторов,
сопротивления которых равны : R1
=6,0 Ом; R2 =3,0 Ом; R3 = 20 Ом; R4=
20 Ом. Напряжение цепи V= 100В.
Определить
эквивалентное
сопротивление цепи Rэкв, напряжение
на каждом резисторе U1,U2,U3,U4 .
Рис.10
Определить
относительную
погрешность измерения вольтметром U0, если его номинальное
напряжение Vн = 150В,а класс точности Yд = 2,5 %.
Задачи № 11-20
В табл. 2 согласно номеру варианта задана сложная
электрическая схема. Величины сопротивлений резисторов, а также
ЭДС источников энергии и внутренние сопротивления заданы в той
же таблице.
Определите показания амперметров и направления токов в
ветвях. Расчет цепи произведите либо методом узловых и контурных
уравнений, либо методом наложения (по выбору). Составьте
уравнение баланса мощности цепи.
Как изменятся показания приборов, если у источника ЭДС E2
поменять полярность включения его схему? Расчет измененной схемы
произведите методом узлового напряжения.
Таблица 2
№
задачи
Номер
рисунка
E1
r01
E2
r 02
E3
r 03
R1
R2
R3
R4
R5
В
Ом
В
Ом
В
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
Ом
11
11
15
1
20
1,5
-
-
29
28,5
25
-
-
12
11
20
1
15
1,5
-
-
14
18,5
30
-
-
13
12
10
0,5
15
1
-
-
19,5
14
20
5
-
14
12
10
1
20
1,3
-
-
9
8,7
15
5
-
15
13
15
1,5
10
1,0
-
-
18,5
19
30
20
-
16
13
25
1,3
15
1
-
-
13,7
14
15
15
-
17
14
25
1,5
10
0,5
-
-
8,5
14,5
20
20
10
18
14
30
1
25
1
-
-
29
39
30
30
10
19
15
20
1,5
10
1,5
30
1,5
13,5
18,5
28,5
-
-
20
15
10
1
20
1,3
15
1,5
29
13,7
18,5
-
-
Задачи № 21-30
Для потребителя, питающегося от аккумуляторов, требуется
источник тока напряжения U и позволяющий обеспечить разрядный
ток I в течение t часов работы батарея аккумуляторов.
Имеются в наличии элементы, у которых ЭДС одной банки E,
емкость Q и внутреннее сопротивление r 0. Все необходимые
параметры приведены в табл. 3
Рассчитайте и изобразите на чертеже батарею аккумуляторов,
необходимую для питания потребителя. Определите сопротивление
дополнительного резистора, включенного последовательно с
нагрузкой, для обеспечения заданной величины тока нагрузки.
Вычислите КПД установки.
Таблица 3
Номер
задачи
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
U
B
30
35
25
20
38
35
28
40
10
40
Потребитель
I
A
5
7
5
4
6
7
7
10
2
8
t
ч
15
20
15
18
20
25
15
24
10
17
Параметры аккумуляторов
E
Q
r0
B
A∙ч
Ом
2
10
0,02
1,5
15
0,05
1,35
20
0,1
1,6
10
0,05
2
20
0,03
1,55
15
0,05
2
30
0,02
1,35
10
0,1
1,5
20
0,08
2
15
0,03
Задачи № 31-40
На рис. 11 изображена
схема воздушной линии
передачи
электрической
энергии
к
потребителю.
Условные обозначения: P2 –
мощность потребителя,U –
напряжение потребителя, L –
длина
линии,
ɛ%
допустимая
относительная
потеря напряжения в линии,
U1 = напряжение источника
Рис. 11
энергии.
Исходные данные для расчета указаны в табл. 4. Определите ток
в линии с учетом минимальной мощности P2. По заданным в таблице
материалу удельной проводимости проводов линии вычислите
минимально допустимое сечение проводов Sмин , а затем по табл. 5.1
учебника Л.А. Частоедова найдите соответствующее стандартное
сечение, выпускаемое промышленностью. Затем с учетом
стандартного сечения определите сопротивление проводов линии Rпр ;
номинальное напряжение источника энергии U1 и коэффициент
полезного действия линии η.
Выясните, допустимо ли в данной линии передачи увеличение
мощности потребителя на указанное в таблице количество процентов
n от номинальной мощности P2 при неизменном напряжении U2.
Исходны
е данные
Единицы
Таблица 4
P2
Номер задачи
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
кВт
15
20
25
10
15
30
20
15
20
30
U2
В
380
220
380
660
380
220
220
380
220
220
L
м
400
300
350
250
200
350
300
400
250
300
алю
м
мед
ь
алю
м
мед
ь
алю
м
мед
ь
алю
м
мед
ь
алю
м
34,5
57
34,5
57
34,5
57
34,5
57
34,5
__м__ мед
Материал
ь
_
Y0
Ом-мм 57
ε
%
5
10
5
10
5
10
5
10
5
10
n
%
5
10
5
10
5
10
5
10
5
10
Задачи № 41- 45
Макет электрического двигателя изображен на рис.12.
Конфигурация полюсных наконечников и наличие стального
цилиндра создают в зазоре, где помещена рамка из проводов,
равномерное магнитное поле, силовые линии которого направлены по
нормали к поверхности цилиндра. Выводы от концов рамки
подведены у скрепленным с осью полукольцами и к ним прижаты
неподвижные щетки.
Размеры рамки, количество проводов, её омическое
сопротивление, величина магнитной индукции в зазоре, а также
приложение к щеткам напряжения приведены в табл. 5.
Известно также, что величина противоЭДС в проводах рамки
при номинальном режиме составляет 85 % от рабочего напряжения.
Определите:
Величину противоЭДС в номинальном режиме.
Число оборотов в минуту, развиваемых рамкой.
Величину тока при номинальном режиме.
Величину тока в момент пуска макета
Величину электромагнитной силы и вращающего момента
электрической энергии и потребляемой макетом (механической и
тепловой).
Таблица 5
41
Номера задач
42
43
44
45
-
25
25
25
25
25
см
10
13
12
15
10
См
5
6
5
8
6
Т
1,4
1,2
1,3
1,4
2
Ом
5
5
10
15
10
В
20
30
25
40
35
Величины
Ед.
измерения
Количество
витков в рамке
Длина рамки I
Диаметр рамки
D
Индукция в
зазоре B
Омич. сопр.
рамки R
Напр. источн.U
Рис. 12
Рис. 13
Рис. 14
Рис. 15
Рис. 16
Рис. 17
Задачи № 46-50
46. Реле постоянного тока с активным сопротивлением
обмотки R= 200 Ом и индуктивностью L=1 Гн срабатывает от
напряжения U = 20 В. Постройте график нарастания тока в
обмотке реле i = f(x). Определите время запаздывания
срабатывания реле, если известно, что ток срабатывания }ср
составляет 0,7 от тока принужденного режима.
47. У реле постоянного тока с активным
сопротивлением обмотки R= 3 Ом и индуктивностью L = 0,3
Гн в момент снятия рабочего напряжения обмотка
замыкается накоротко. Рабочий ток (ток принужденного
режима) равен 1Раб = 4 А. Постройте график тока свободного
режима i = f(x) при коротком замыкании обмотки реле.
Определите время замедления отпускания якоря реле, если
известно, что ток отпускания ionT равен 0,5 1раб.
48. Для обеспечения необходимого замедления на
отпускание якоря реле параллельно его обмотке
сопротивлением R=1000 Ом подключен конденсатор. Реле
имеет рабочее напряжение Upa6 = 30 В, отпускание якоря
начинается при напряжении U0Tn= 11,01 В.
Начертите
схему
цепи.
Определите
емкость
конденсатора, который вызывал бы замедление отпускания
якоря на 0,1 с. Постройте в масштабе кривую изменения
напряжения на конденсаторе после выключения рабочего
напряжения и дайте необходимые пояснения по сути
решения задачи.
49. Для обеспечения необходимого замедления на
отпускание якоря реле параллельно его обмотке
сопротивлением R = 2000 Ом подключен конденсатор С = 50
мкФ. Реле имеет рабочее напряжение Up. = 20 В.
Постройте в масштабе кривую изменения тока разряда
конденсатора после выключения рабочего напряжения.
Определите время замедления на отпускание якоря реле, если
известно, что ток отпускания якоря 1опх составляет 37,7% от
рабочего тока. Дайте необходимые пояснения по сути
решения задачи.
50. Измерительный механизм магнитоэлектрической
системы, рассчитанный на номинальный ток 1н=10 мА,
включен с добавочным сопротивлением. При измерении
номинального напряжения UH = 75 В сопротивление добавочного резистора составило 7485 Ом.
Начертите электрическую схему включения прибора с
добавочным сопротивлением в цепь нагрузки. Определите
внутреннее сопротивление механизма и ток прибора при
измерении напряжения U = 50 В.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
ДОМАШНЕЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 1
Задачи 1 - 1 0
включают материал темы 1.2
«Электрические цепи постоянного тока».
Для их решения необходимо знать закон Ома для всей
цепи и для участка, первый закон Кирхгофа, методику
определения эквивалентного сопротивления цепи при
смешанном соединении резисторов, а также уметь вычислить
мощность электрического тока и определить погрешность
измерения.
Методику и последовательность действий при решении
задач 1 - 1 0 рассмотрим на конкретном примере.
Задача №1.
Определить эквивалентное сопротивление цепи Rэкв, схема
которой предоставлена на рис. 4, если заданы значения сопротивлений
резисторов R1=8 Ом, R2=4 Ом, R3=2 Ом, R4=4 Ом, R5=4 Ом,
Напряжение сети U=16 В.
Вычислить токи, протекающие в каждом резисторе им
мощность, потребляемую цепью.
Рис.18
Решение:
Делаем краткую запись условия задачи.
Дано: R1=8 Ом, R2=4 Ом, R3=2 Ом, R4=4 Ом, R5=4 Ом, U=16 В.
Определить: Rэкв, I1, I2, I3, I4, I5, P
Обозначить стрелками токи, протекающие в каждом резисторе с
учетом их направления, и узлы цепи буквами А, B, С, Д.
Определим общее эквивалентное сопротивление цепи, метод
подсчета которого для цепи со смешанным соединением резисторов
сводится к последовательному упрощению схемы:
Сопротивления R4 и R5 соединены параллельно. Найдем общее
сопротивление при таком соединении:
Резисторы R2 R3 R 4,5соединены последовательно
R2, R3, R4,5 = 4+2+2=8 Ом;
Сопротивление R1 и R2,3,4,5
Эквивалентное сопротивление цепи:
соединены
параллельно.
Общий ток по закону Ома для участка цепи:
1.
Токи, протекающие в сопротивлениях цепи:
1)
Ток в первом сопротивлении:
Сопротивление R1 соединено с зажимами цепи, поэтому
напряжение на R1
будет: U=16В, такое же напряжение будет на
сопротивлении
;
2)
Токи во втором и третьем сопротивлениях:
I2 = I3= I - I1 = 4 – 2 = 2 A
3)
Что бы найти токи I4 и I5, надо знать U4,5*r. Это
напряжение можно найти двумя способами:
U4,5 = I2 * R4,5 = 2 * 2 = 4 B
или
U4,5 = U – U2 – U3 = 16 – 2 * 4 – 2 * 2 = 4 B.
По закону Ома для параллельного соединенных сопротивлений
I4 = U4,5/R4 = 4/4 = 1 A
I5 = U4,5/R5 = 4/4 = 1 A
4)
Мощность, потребляемая цепью:
P = I2 * RЭКВ = 42 * 4 = 64 Вт
Задача №2
На рис. 2 изображена схема воздушной линии электропередачи
к потребителю мощность P2 = 10 кВт, напряжение потребителя U2 =
220 B; длина линии ℓ = 200 м. Определить ток в линии I, площадь
поперечного сечения проводов линии S, если известно, что линия
выполнена из алюминиевых проводов γ = 34,5 м/Ом*мм2; допустимая
относительная потеря напряжения e = 10%. Определить так же
сопротивление проводов линии RПР, потерю напряжения ΔU, потерю
мощности ΔP, коэффициент полезного действия линии η.
Решение:
1. Ток в линии электропередачи:
I=
2.
=
= 45,5 A
Площадь поперечного сечения проводов линии:
3. Выбираем ближайшее большее стандартное
сечение (табл. 5.1[2]). Sст = 35 мм2. Сопротивление проводов
линии:
4.
Потеря напряжения ΔU, в линии:
ΔU = I * RПР = 45,5 * 0,33 = 15 B.
5.
Потеря мощности в линии ΔP:
ΔP = I2 * RПР = 45,52 * 0,33 = 685,8 Вт.
6.
Напряжение в начале линии:
U1 = U2 + ΔU = 220 + 15 = 235 B.
7.
КПД линии:
Рис.19
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа