ФОРМУВАННЯ ПРЕДМЕТНОГО;pdf

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕРЕЗОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»
Методические указания
по выполнению домашней контрольной работы
для обучающихся заочной формы обучения
по дисциплине «Электротехника и электроника»
наименование дисциплины (мдк)
специальности 190631
«Техническое обслуживание и ремонт
автомобильного транспорта»
Составитель: Громик Т.Г ., преподаватель
фамилия и инициалы составителя методических указаний
Березовский
2014
Методические указания по выполнению домашних контрольных работ
составлены на основе рабочей программы по дисциплине «Электротехника и
электроника».
Рассмотрено
Согласовано:
Руководитель МК______
Протокол №
______
«____»___________2014
Утверждаю:
Зам.директора по УПР
_________Е.А.Смирнова
Методические указания по выполнению домашней контрольной работы
учебной дисциплине «Электротехника и электроника» предназначены для
разъяснения выполнения работы.
Учебная дисциплина «Электротехника и электроника» входит в
профессиональной цикл.
Для закрепления теоретических знаний и приобретения необходимых
практических умений предусматриваются лабораторные и практические
занятия, которые проводятся после изучения соответствующей темы.
Установочные занятия проводятся с целью ознакомления студентов с
программой дисциплины, методикой работы над материалом и выполнением
домашней контрольной работы. Обзорные лекции проводятся по наиболее сложным
для самостоятельного изучения темам программы и должны помочь студентам
систематизировать результаты самостоятельных знаний.
В процессе изучения дисциплины студент выполняет одну домашнюю
контрольную работу.
Перечень обязательного минимума усвоения материала дан после каждого из
разделов курса.
Изучение дисциплины завершается экзаменом. Учебный материал
рекомендуется изучать в той последовательности, которая дана в методических
указаниях.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ДОМАШНЕЙ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Домашняя контрольная работа состоит из 10 вариантов.
Вариант контрольной работы определяется по последней цифре номера
зачетной книжки студента.
При окончании номера на «0» выполняется вариант №10, при
последней цифре «1» - вариант №1 и т.д.
Домашняя контрольная работа выполняется в тетради в клетку (18 листов)
При выполнении домашней
контрольной работы необходимо
соблюдать следующие требования:
- необходимо записывать контрольные вопросы и условия задач; после
вопроса должен следовать ответ на него, содержание ответов должно быть
чѐтким и кратким;
- решение задач следует сопровождать пояснениями;
- вычислениям должны предшествовать исходные формулы;
- для всех исходных и вычисленных физических величин должны
указываться размерности;
- необходимо приводить эскизы, схемы.
На каждой странице оставляется поле шириною 3-4 см для замечаний
преподавателя. За ответом на последний вопрос приводится список
использованной литературы, ставится подпись исполнителя и оставляется
место для рецензии.
На обложке тетради указывают вариант, наименование дисциплины,
курс, отделение, номер учебной группы, фамилия, имя и отчество
исполнителя (Приложение 1).
В установленные учебным графиком сроки обучающийся направляет
выполненную работу для проверки в учебное заведение.
Домашняя контрольная работа оцениваются «зачтено» или «не
зачтено».
После получения прорецензированной работы обучающемуся
необходимо исправить указанные ошибки, выполнить все указания
преподавателя, повторить недостаточно освоенный материал.
Задания, выполненные не по своему варианту, не рецензируются и
возвращаются на доработку
студенту. В методических указаниях
приведены примеры решения задач.
В приложении 1 дан образец выполнения титульного листа домашней
контрольной работы.
Домашняя контрольная работа .
Задание 1.
Задача 1.
Цепь постоянного тока содержит несколько резисторов, соединенных смешанно. Схема цепи с
указанием сопротивлений резисторов приведена на соответствующем рисунке.
Номер рисунка, заданные значения одного из напряжений или токов и величина, подлежащая определению,
приведены в табл.1. Всюду индекс тока или напряжения совпадает с индексом резистора, по которому проходит
этот ток или на котором действует это напряжение. Например, через резистор R3 проходит ток I3 и на нем
действует напряжение U3. Определить также мощность, потребляемую всей цепью, и расход электрической
энергии цепью за 8 ч. работы.
Пояснить с помощью логических рассуждений характер изменения электрической величины, заданной
в таблице вариантов (увеличится, уменьшится, останется без изменения, если один из резисторов замкнуть
накоротко или выключить из схемы). Характер действия с резистором и его номер указаны в табл.1. При этом
считать напряжение UAB неизменным. При трудностях логических пояснений ответа можно выполнить расчет
требуемой величины в измененной схеме и на основании сравнения ее в двух схемах дать ответ на вопрос.
Указание. См. решение типового примера1.
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
1
1
1
1
2
2
2
2
1
3
3
3
1
UAB=100B
I1=-20A
U2=-30B
I5=-10A
UAB=50B
I2= 3,75A
I4=-5A
U5=-30B
I3=-1,25A
UAB=80B
I3=-1A
U1=-20B
I5=-5A
рис.1
рис.2
R1
R5
R2
R4
R3
R2
R5
Выключае
тся из
схемы
Замыкается накоротко
I3
I4
I5
UAB
I1
I5
UAB
I1
U1
U4
U5
I4
UAB
Измерение
какой
величины
рассмотреть
Действие с резистором
Определить
Задаваемая
величина
Номер
рисунка
Номер
варианта
Таблица 1
R4
R2
R5
R3
R4
R5
-
рис.3
I5
U5
I1
I5
U3
U1
I3
U4
I2
I5
U1
I4
U1
Пример 1.
Для схемы, приведенной на рис.1, определить эквивалентное сопротивление цепи RАВ, токи в каждом
резисторе и напряжение UАВ, прилиженное к цепи. Заданы спротивления резисторов и ток I4 и R2. Как изменятся
токи в резисторах при а) замыкании рубильника Р1; б) расплавлении вставки предохранителя Пр.4
В обоих случаях напряжение UАВ остается неизменным.
Решение:
Задача относится к теме “Электрические цепи постоянного тока”. После усвоения условия задачи проводим
поэтапное решение, предварительно обозначив стрелкой напрвление тока в каждом резисторе. Индекс тока
должен соответствовать номеру резистора, по которому он проходит.
1.
Определяем общее сопротивление разветвления R2, R3. Резисторы соединены параллельно, поэтому
R2 R3
R2 R3
R2 , 3
15 * 10
15 10
6Ом
Теперь схема цепи принимает вид, показанный на рис.1б.
2. Резисторе R2,3 и R5 соединены последовательно, их общее сопротивление
R2,3,5
R2,3
R5
6 4 10Ом
Соответствующая схема приведена на рис.1,в.
3.
Резисторы R2,3,5 и R4 соединены параллельно, их общее сопротивление
10 *10
10 10
R 2 , 3, 4 , 5
5Ом
Теперь схема цепи имееи вид, приведенный на рис.1,г.
4.
Находим эквивалентое сопротивление всей цепи:
R АВ
R1
5 5 10Ом
R2,3, 4,5
5.Зная силу тока I4, находим напряжени на резисторе R4:
U4
I 4 * R4
5 *10 50B
6.Находим падение напряжения на резисторе R5:
U5
I 5 * R5
5* 4
20 B
Поэтому напряжение на резисторах R2,3
U 2,3
U4 U5
50 20
30 B
7.Определяем токи на резисторах R2 и R3:
U 2, 3
I2
30
R2
15
2A
Применяя первый закон Киргофа, находим ток в резисторе R1:
I1
I2
I3
I4
2 3 5 10 A
8.Вычисляем падение напряжения на резисторе R1:
U1
I1 * R1
10 * 5 50B
9.Находим падение напряжения UАВ, приложенное ко всей цепи:
U АВ I1 * RАВ 10 *10 1B или U АВ U1 U 4 50 50 100B
10.При выключении рубильника P1 сопротивление R1 замыкается накоротко и схема цепи имеет вид,
показанный на рис. 1,е. Эквивалентное сопротивление цепи имеет вид в этом случае
'
R АВ
5Ом
R 2 , 3, 4 , 5
Поскольку напряжение UАВ остается равным 100 В, можно найти токи на резисторах R4 и R5:
U АВ
I4
100
R4
U АВ
I5
10 A ;
10
R2 , 3
R5
100
6 4
10 A
Определим падение напряжения на резисторе R5
U5
I 5 * R5
10 * 4 10 B
Поэтому напряжение на резисторах R2,R3
U 2,3
U АВ U 5
100
40
60 B
Теперь можно найти токи в резисторах R2 и R3:
U 2,3
I2
60
R2
4A ;
15
I3
U 2,3
R3
60
10
6A
Проверим правильность вычисления токов, используя первый закон Кирхгофа:
I
I2
I3
I4
4 6 10
20 A
Однако
I
U АВ
100
R 2 , 3, 4 , 5
20 A
5
Таким образом, задача решена верно.
2.При расплавлении предохранителя Пр4 резистор R4 выключается и схема принимает вид, показанный на
рис.1, ж.
Вычисляем эквивалентное сопротивление схемы :
'
R АВ
R2 * R3
R2 R3
R1
R5
15 * 10
15 10
5
4 15Ом
Поскольку напряжение UАВ остается неизменным, находим токи I1 и I5:
I1
U АВ
I5
R АВ
100
6,67 A
15
Напряжение на резисторах R2,R3
U 2,3
I1 * R2,3
6.67 * 6
40 B
Находим токи I2, I3
I2
U 2,3
R2
40
15
2.67 A ;
Сумма этих токов равна току I1:
I1
I2
I3
2.67 4
6.67 A
I3
U 2,3
R3
40
10
4A
Задача 2
Цепь переменного тока содержит различные элементы (резисторы, индуктивности, емкости), включенные
последовательно. Схема цепи приведена на соответствующем рисунке. Номер рисунка и значения
сопротивлений всех элементов, а также один дополнительный параметр заданы в табл. 2.
Начертить схему цепи и определить следующие величины, относящиеся к данной цепи, если они не заданы в
табл. 2: 1) полное сопротивление z; 2) напряжение U, приложенное к цепи; 3) ток I; 4) угол сдвига фаз (по
величине и знаку); 5) активную P, реактивную Q и полную S мощности цепи. Начертить в масштабе векторную
диаграмму цепи и пояснить ее построение. С помощью логических рассуждений пояснить характер изменения
(увеличится, уменьшится, останется без изменения) тока, активной, реактивной мощности в цепи при
увеличении частоты тока в два раза. Напряжение, приложенное к цепи, считать неизменным.
Указание. См. решение типового примера 2.
Таблица 2
№ варианта
№ рисунка
R1,
Ом
R2,
Ом
xL1,
Ом
xL2,
Ом
xC1,
Ом
xC2,
Ом
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
6
7
8
4
6
10
6
4
3
8
16
10
2
3
4
4
2
6
2
4
6
2
4
2
6
3
6
3
12
10
5
2
4
-
3
8
-
3
9
12
2
4
6
8
6
6
10
8
2
2
4
2
-
Дополнител
ьный
параметр
QL1=150 вар
U=40 B
I=5 A
PR1=150 ВТ
S=360 B*A
I=4 A
P=200 Вт
U=80 В
I=2 А
Q=-192вар
U=50 В
I=4 А
UR1=20 В
Пример 2.
Активное сопротивление катушки Rк=6 Ом, индуктивное Xl=10 Ом. Последовательно с катушкой
включено ативное сопротивление R=2Ом и конденсатор сопротивлением хс=4 Ом (рис.2,а). К
цепи приложено напряжение U=50В ( действующее значение). Определить :1) полное
сопротивление цепи;2)ток;3)коэффициент мощности;4)активную, реактивную и полную
мощности;5) напряжения на каждом сопротивлении. Начертите в масштабе векторную
диаграмму цепи.
Решение:
1.Определяем полное сопротивление цепи
z
Rк
R
2
xl
xc
2
6 2
2
10 4
2
10Ом
2.Определяем ток
I
U
50
z
10
5A
3.Определяем коэффициент мощности цепи
sin
xL
xC
z
10 4
10
0.6
по таблицам Брадиса находим =36050’ . Угол сдвига фаз
потери знака угла ( косинус является четной функцией)
находим по синусу во избежание
рис.3
4.Определяем активную мощность цепи
P
I2
Rк
52
R
200 Вт
6 2
или
P
UI cos
200 Вт
50 5 0.8
Здесь
R
cos
R
r
6 2
10
0.8
5.Определяем реактивную мощность цепи
Qr
I2
xL
xC
52
150 квар
10 4
6.Определяем активную мощность цепи
S
P2
Q2
200 2 150 2
250 ВА
или
S
UI
50 5
250 BA
7.Определяем падение напряжения на сопротивлениях цепи
U Rк I Rк 5 6 30В ; U L IxL 5 10 50B ;
UC
I xc
5 4
UR
20 B
IR 5 2 10B ;
Построение векторной диаграммы начинаем с выбора масштаба для тока и напряжения. Задаемся
масштабом по току: в 1см – 1,0А и масштабом по напряжению: 1см- 10В. Построение векторной диаграммы
(рис.2,.б) начинаем с вектора тока, который откладываем по горизонтали в масштабе.
Вдоль вектора тока откладываем векторы падения напряжения на активных сопротивления URк и UR:
Из конца вектора UR откладываем в сторону опережения вектора тока на 90 0 вектор падения напряжения UL
на индуктивном сопротивлении длиной
50 В
10 В / см
5см .Из конца вектора
UI откладываем в сторону
отставания от вектора тока на 900 вектор падения напряжения на конденсаторе UC длиной
20 В
10 В / см
2см .
Геометрическая сумма векторов URк, UR, UL и UC равна полному напряжению U, приложенному к цепи.
Задача 3
Каждая фаза трехфазного симметричного потребителя (электродвигатель переменного тока) рассчитана на
фазное напряжение Uф имеет активное rф и индуктивное Хф сопротивления. Номинальное напряжение
U ном 1 . Выбрать схему соединения потребителя в зависимости от номинального напряжения сети U ном 1
( звездой или треугольником) и начертить ее. Определить активную Р, реактивную Q и полную S мощности ,
расходуемые потребителем . Вычислить потребляемый ток .
Как нужно соединить фазы потребителя (звездой или треугольником )для включения его в сети с номинальным
напряжением U ном 2 ?
Вычислить линейные токи в проводах при таком включении. Данные для своего варианта взять из таблицы 5.
На основании вычисленных линейных токов при напряжениях U ном 1 и U ном2 сделать заключение о
необходимых сечениях проводников для присоединения потребителя к сети .
Таблица 3
№варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Uф, В
220
380
127
220
380
127
380
220
127
220
Rф, Ом
8,5
17
34
4,25
5,4
13,5
7,2
18
22,5
10,2
Хф, Ом
5,25
10,5
21
2,6
2,6
6,55
3,5
8,7
10,9
6,3
U ном1, В
380
380
220
220
660
127
660
380
220
220
U ном2, В
220
660
127
380
380
220
380
220
127
380
В трехфазную четырехпроводнуб сеть включены звездой лампы накаливания мощностью Р=300Вт каждая. В
фазу А включили 30 ламп, фазу В- 50ламп и фазу С-20 ламп. Линейное напряжение сети Uном = 380 В (рис.4,а).
Определить линейные токи в фазах и начертить векторную диаграмму цепи, из которой найти числовое
значение тока в нулевом проводе.
Решение:
1.Определяем фазные напряжения установки:
UA
UB
UC
U ном
380
3
220 B
1.73
2.Находим фазные токи:
IA
PФА
UA
300 * 50
41 A ; I B PФВ
220
UB
220
PФС
300 * 20
27 .3 A
UC
220
300 * 30
IC
68 A ;
3.Для построения векторной диаграммы выбираем масштабы по току: 1см- 20В и по напряжению 1см-100В.
Построение диаграммы начинаем с векторов фазных напряжений UA,UB,UC (рис.4,б) , располагая их под углом
1200 друг относительно друга. Чередование фаз обычное: за фазой А- фаза В, за фазой В- фаза С. Лампы
накаливания являются активной нагрузкой, поэтому ток в каждой фазе совпадает с соответствующим фазным
напряжением. В фазе А ток IA= 41A, поэтому на диаграмме он выразится вектором, длина которого равна
41/20=2,05 см. Длина вектора фазного напряжения UA составит 220/80=2,75 см. Аналогично строим векторы
токов и напряжений в остальных фазах. Ток I0 в нулевом проводе является геометрической суммой всех фазных
токов. Измеряя длину вектора тока I0 в нулевом проводе, получаем 1,75 см. поэтому I0=1,75*20=35 А. Векторы
линейных напряжений на диаграмме не показаны чтобы не усложнять чертеж.
Пример 3.
В трехфазную четырехпроводную сеть включили звездой несимметричную нагрузку: в фазу А- конденсатор с
емкостным сопротивлением х А= 10 Ом; в фазу В- активное сопротивление RB= 8 Ом и индуктивное хВ=6 Ом, в
фазу С- активное сопротивление Rc=5 Ом. Линейное напряжение Uном= 380 В. Определить фазные токи,
начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и найти графически ток в нулевом проводе. Схема цепи дана
на рис.5,а.
Решение:
1.Определяем фазные напряжения установки
UA
UB
UC
U ном
380
3
220 B
3
2.Находим фазные токи
IA
Здесь
IC
RB2
rB
UC
RC
UA
x B2
220
5
xA
82
220
62
10
22 A ;
IB
UB
xB
220
10
22 A
10Ом
44 A
Для построения векторной диаграммы выбираем масштабы по току: 1см- 10А и по напряжению 1см-100В.
Построение диаграммы начинаем с векторов фазных напряжений UA,UB,UC (рис.5,б) , располагая их под углом
1200 друг относительно друга. Ток IA опережает напряжение UA на угол 900; ток IB отстает от напряжения UВ на
угол В, который определяется из выражения
cos
B
RB
ZB
8
8
2
6
2
0.8 ;
В
=36050’
Ток IC совпадает с напряжением UC. Ток в нулевом проводе равен геометрической сумме трех фазных токов.
Измеряя длину вектора тока I0, которая оказалась равной 6,8 см, находим ток I0=68 A
Задача 4
В трехфазную четырехпроводную сеть с линейным напряжением Uном включили звездой разные по характеру
сопротивления .Определить линейные токи и начертить в масштабе векторную диаграмму цепи .По векторной
диаграмме определить числовое значение тока в нулевом проводе .Данные для своего варианта взять из
таблицы 6
Какие сопротивления надо включить в фазы В и С приведенной схемы , чтобы ток в нулевом проводе стал равен
нулю при неизменных значениях сопротивлений в фазе А ?
Указание. См. решение типового примера 4
Таблица 4
№
варианта
1
2
3
380
220
660
№
варианта
43
53
63
№
рисунка
30
31
32
220
660
380
№
варианта
83
93
-
6
380
73
33
220
-
-
-
5
7
380
43
30
220
83
34
660
6
7
220
53
31
660
93
35
380
7
7
660
63
32
380
-
-
-
8
8
380
73
33
220
-
-
-
9
8
660
63
32
380
-
-
-
10
8
380
73
33
220
-
-
-
№ рисунка
Uном ,B
6
6
6
4
Uном ,В
№ рисунка
Uном, ,В
34
35
-
660
380
-
рис.6
рис.7
рис.8
Пример 4
В трехфазную четырехпроводную сеть включили звездой несимметричную нагрузку: в фазу А- конденсатор с
емкостным сопротивлением х А= 10 Ом; в фазу В- активное сопротивление RB= 8 Ом и индуктивное хВ=6 Ом, в
фазу С- активное сопротивление Rc=5 Ом. Линейное напряжение Uном= 380 В. Определить фазные токи,
начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и найти графически ток в нулевом проводе. Схема цепи дана
на рис.5,а.
Решение:
1.Определяем фазные напряжения установки
UA
UB
UC
U ном
380
3
220 B
3
2.Находим фазные токи
IA
Здесь
IC
RB2
rB
UC
RC
220
x B2
5
UA
xA
82
220
62
10
22 A ;
IB
UB
xB
220
10
22 A
10Ом
44 A
Для построения векторной диаграммы выбираем масштабы по току: 1см- 10А и по напряжению 1см-100В.
Построение диаграммы начинаем с векторов фазных напряжений UA,UB,UC (рис.5,б) , располагая их под углом
1200 друг относительно друга. Ток IA опережает напряжение UA на угол 900; ток IB отстает от напряжения UВ на
угол В, который определяется из выражения
cos
B
RB
ZB
8
8
2
6
0.8 ;
2
В
=36050’
Ток IC совпадает с напряжением UC. Ток в нулевом проводе равен геометрической сумме трех фазных токов.
Измеряя длину вектора тока I0, которая оказалась равной 6,8 см, находим ток I0=68 A
Задача 5
Трехфазный трансформатор, тип которого и номинальное напряжения обмоток заданы в табл. 5.1 ,имеет
технические данные, приведенные в табл. 5.2 Соединение обмоток « звезда-звезда».Определить : 1)
номинальные токи в обмотках ;2) коэффициент трансформации ; 3) ток холостого хода в амперах ; 4)
напряжение короткого замыкания в вольтах ; 5) к.п.д при номинальной нагрузке и cos 2=0.92. Почему при
любой нагрузке трансформатора магнитный поток в сердечнике остается практически неизменным ?
Указание. См. решение типового примера 5
Таблица 5.1
Номер варианта
1
2
3
4
5
Тип
трансформ
атора
ТМ-40/10
ТМ-1600/35
ТМ-100/10
ТМ-160/10
ТМ-400/10
U 1н,
кВ
U 2н ,
кВ
Номер
варианта
10
35
6
10
10
0,4
0,4
0,23
0,4
0,69
6
7
8
9
10
Тип
трансформа
тора
ТМ-1000/35
ТМ-250/10
ТМ-1600/35
ТМ-63/10
ТМ-630/10
U1н,
кВ
U 2н , кВ
10
6
10
10
6
0,4
0,23
0,4
0,23
0,4
Таблица 5.2
Тип
трансформат
ора
Sн,
кВА
Верхний предел номинального
напряжения обмоток
Потери мощности
Uк ,.%
I1Х ,%
Первичной, Uн,
кВ
Вторичной,
U 2н ,кВ
25
10
0,4
Холостог
о хода Pх
,Вт
120-140
Короткого
замыкания Pк ,
Вт
600-690
ТМ-25/10
4,5-4,6
5
ТМ-40/10
40
10
0,4
170-200
880-100
4,5-4,7
4,5
ТМ-63/10
63
10
0,4
250-300
1280-1470
4,5-4,7
4
ТМ-100/10
100
10
0,4
340-410
1970-2270
4,5-4,7
3,5
ТМ-160/10
ТМ-250/10
ТМ-400/10
ТМ-630/10
ТМ-630/35
ТМ-1000/35
ТМ-1600/35
160
250
400
630
630
1000
1600
10
10
10
10
35
35
35
0,69
0,69
0,69
0,69
11
6,3
10,5
540-650
780-950
1080-1300
1600-1900
1900-2300
2600-3100
3500-4200
2650-3100
3700-4800
550-5900
7600-8500
7600-8500
11600
16500
4,5-4,7
4,5-4,7
4,5
5,5
6,5
6,5
6,5
3
3
2,5
2,5
3,5
2,6
2,2
Пример 5
Трехфазный трансформатор имеет следующие номинальные величины:
Sн=1000 Ква, U1н=10Кв,
U2н=0,4кВ ,.Потери холостого хода Px=3000Вт,.потери короткого замыкания Pк=11600Вт.Обе обмотки
соединены в звезду. Сечение сердечника Q=150 см2;амплитуда магнитной индукции в нем Вм=1,5Тл. Частота
тока в сети f=50 Гц. От трансформатора потребляется активная мощность P2=600кВт при коэффициенте
мощности cos 2=0,8.
Определить:1) номинальные токи в обмотках и токи при фактической нагрузке;2) числа витков
обмоток;3)к.п.д. трансформатра при номинальной и фактической нагрузках.
Решение:
1.Определяем номинальные токи в обмотках:
I1н =
I2н =
Sн1000
3U 1н
Sн1000
3U 2н
=
1000 *1000
=57,8 А ;
1,73 *10000
=
1000 *1000
= 1440 А ;
1,73 * 400
2.Определяем коэффициент нагрузки:
kнг =
P2
S н cos
=
2
600
=0,75 .
1000 * 0,8
3.Определяем токи в обмотках при фактической нагрузке:
k нг 1000
I1 =
I2
3U 1н
k нг 1000
3U 2 н
0,75 *1000 *1000
1,73 * 400
43,3 А;
0,75 *1000 *1000
1,73 * 400
1082 ,5 А.
4.Определяем э.д.с., наводимые в обмотках :
Е1
U 1н
10000
1,73
3
5780 В; Е2
U 2н
3
400
1,73
230 В;
5.Определяем числа витков обмоток :
Е1= 4,44 fw1Фм
откуда
1=
Е1
4,44 fBмQ
4,44 fw1ВмQ,
5780
4.44 * 50 *1.5 * 0.015
1156 .
Здесь Q=150 см2=0,015м2.
2=
1
Е2
E1
1156
230
5780
45 .
6 . Определяем к.п.д. при номинальной нагрузке :
н
=
S н cos 2 100
S н cos 2 Pх Pк
1000 * 0,8 *100
1000 * 0,8 3 11,6
98,2%.
Здесь Px=3000Вт=3кВт;Pк=1160Вт=11,6кВт.
7. Определяем к.п.д. при номинальной нагрузке:
=
k нг cos 2 100
k нг cos 2 Pх k нг Pк
0,75 * 1000 * 0,8 * 100
=98,4%.
0,75 * 1000 * 0,8 3 0,75
Задача 6
Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором новой серии А4 имеет следующие
величины:
Мощность Pн ,частоту вращения nн ,к.п.д н и коэффициент мощности cos н . Тип двигателя задан в табл.6.
Здесь же указана синхронная частота вращения n 1 .Взяв технические данные двигателя из табл.6,определить :
1) номинальное скольжение s н ; 2) номинальную силу тока I н ; 3) потребляемую активную мощность P1; 4)
суммарные потери мощности в двигателе
; 5) величину скольжения в момент пуска .Номинальное
напряжение двигателя 380 В. Расшифровать условное обозначение двигателя. Рассказать о получении
вращающегося магнитного поля в асинхронном двигателе.
Указание. См. решение типовых примеров 6,7
Таблица 6
Тип двигателя
вариант
nн,,об/мин
4А90L2Y3
1
2880
3
0,85
0,88
4A100S2Y3
2
2880
5,5
0,88
4A112M2Y3
3
2900
7,5
4A132M2Y3
4
2900
4A160S2Y3
5
4А160M2Y3
н,.,кВт
6,5
Mп/
Mн
2
Mм/M
н
2,2
0,91
7,5
2
2,2
0,88
0,88
7,5
2
2,2
11
0,88
0,9
7,5
1,6
2,2
2930
15
0,88
0,91
7,5
1,4
2,2
6
2900
18,5
0,89
0,92
7,5
1,4
2,2
4A160S2Y3
7
2940
22
0,89
0,91
7,5
1,4
2,2
4A180M2Y3
8
2920
30
0,9
0,92
7,5
1,4
2,2
4A200M2Y3
9
2940
37
0,9
0,89
7,5
1,4
2,2
4A225M2Y3
10
2940
45
0,91
0,9
7,5
1,4
2,2
н,,
cos
н
Iп/Iн
Пример 6
Электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением работает от сети напряжением Uн=440В.
Частота вращения n=1000об/мин. Полезный момент М=220Нм. Сопротивление обмотки якоря rя=0,4 Ом. К.п.д.
двигателя дв=0,86. Определить:1) полезную мощность двигателя;2) мощность, потребляемую из сети;3)ток
двигателя;4) сопротивление пускового реостата , при котором пусковой ток превышает номинальный в два раза.
Решение.
1.
Полезная мощность двигателя :
P2=
2. Потребляемая мощность:
Mn
9.55
200 *100
9.55
Р2
P1
дв
20900 Вт
20,9
0,86
20,9кВт
24,3кВт
3. Потребляемый ток (он же ток возбуждения):
I= P1
24 ,3 * 1000
440
Uн
55 А
4.Сопротивление пускового реостата:
rр =
Uн
2I
(rя
rв )
440
2 * 55
(0,5 0,4)
3,1Ом
Пример 7
Асинхронный двигатель с фазным ротором имеет активное сопротивление фазы неподвижного ротора r2 = 0,4
Ом , индуктивное сопротивление фазы неподвижного ротора x2=4,2 Ом. При вращении ротора с частотой n2
=980 об/мин в фазе ротора наводится э.д.с. Е2s = 10В. Определить ток в фазе ротора при указанной частоте
вращения и в момент пуска.
Решение.
1.
При n2=980 об/мин частота вращения поля будет n1=1000 об/мин и скольжение ротора:
s
1000 980
1000
0.02
2.Индуктивное сопротивление фазы ротора при таком скольжении:
х2s=х2s =4,2*0,02=0,084 Ом
3.Определяем ток в фазе вращающегося ротора:
E2S
I2 =
2
2
r
10
x
2
2s
0.4
2
0.084
2
24 .5 A
4.Определяем ток в фазе ротора при пуске:
E2 =
I2п =
Е2 S
s
E2
r22
10
0.02
500 B
500
x22
0.4 2
4.2 2
119 A .
Задание №2.
Вариант
1
2
3
4
5
Вопросы
1. Электронный осциллограф. Определение. Классификация.
Осциллограф непрерывного действия: структурная схема,
режимы работы. Цифровой осциллограф: достоинство и
недостатки.
2. Дифференцированный усилительный каскад постоянного
тока: устройство, схема, принцип работы.
3. Биполярные транзисторы: определение, устройство, схема,
принцип работы.
1. Цифровой электронный вольтметр постоянного напряжения:
устройство, схема, принцип работы.
2. Усилительные каскады на полевых транзисторах: устройство,
схема, принцип работы.
3. Полупроводниковые диоды: определение, устройство, схема,
принцип работы.
1. Программируемые управляющие цифровые устройства:
определение, устройство, структурная схема, принцип работы.
2. Усилительные каскады на биполярных транзисторах:
устройство, схема, принцип работы.
3. Контактные явления в полупроводниках.
1. Цифровые логические автоматы с адресной выборкой:
определение, устройства, структурная схема, принцип работы.
Запоминающие устройства.
2. Стабилизаторы напряжения и тока: определение, устройство,
схема, принцип работы.
3. Устройство, условное обозначение триода. Практическое применение
триода.
1. Цифровые логические автоматы с памятью: определение,
устройство, схема, принцип работы.
2. Неуправляемые многофазные выпрямители: определение,
устройство, схема, принцип работы.
3. Устройство и принцип действия фотосопротивления.
6
7
8
9
10
1. Цифровые логические автоматы без памяти: определение,
устройство, схема, принцип работы.
2. Неуправляемые однофазные выпрямители: определение,
устройство, схема, принцип работы.
3. Электронная эмиссия: определение, характеристика различных видов
электронной эмиссии.
1. Электронные импульсные устройства с устойчивыми
состояниями: определение, классификация. Триггеры.
2. Маркировка полупроводников приборов.
3. Опишите процессы, протекающие при прохождении тока
через разреженные газы: виды разрядов в газе и их вольтамперная характеристика.
1. Электронные импульсные устройства с временно
устойчивыми состояниями: определение, устройство, принцип работы.
2. Полупроводниковые резисторы, конденсаторы,
оптоэлектронные приборы.
3. Опишите процесс прохождения тока в полупроводниках:
влияние примесей на возникновение электронной и дырочной
проводимости.
1. Генераторы синусоидальных колебаний: определение,
классификация, устройство.
2. Тиристоры: определение, устройство, принцип работы.
3. Классификация приборов электроники по принципу действия,
их сравнительная характеристика.
1. Усилители с отрицательной обратной связью: определение,
классификация, устройство.
2. Полевые транзисторы: определение, классификация,
устройство, принцип работы.
3. Мультивибратор: определение, принцип действия.
Приложение 1
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕРЕЗОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»
Домашняя контрольная работа
по дисциплине
Электротехника и электроника
обучающегося заочной формы обучения
__________________________________________________
Фамилия и инициалы обучающегося
Группа 1зТат
номер варианта __________
Преподаватель: Громик Т.Г.
Березовский
2014