По дисциплине ОП.02 Электротехника студенты выполняют две контрольные работы.
Каждая контрольная работа содержит пять задач, номера которых нужно определить из таблицы вариантов.
Условия задач положено переписывать полностью. Чертежи и схемы выполняются в соответствие с действующим ГОСТом. На графиках и диаграммах указывают масштаб. Решение задач должно сопровождаться кратким пояснением.
После получения работы с оценкой и замечаниями преподавателя надо исправить все отмеченные ошибки и повторить недостаточно усвоенный материал. Если работа не зачтена, студент выполняет ее заново и отправляет на проверку вместе с незачтенной работой. При верно выполненной части незачтенной работы допускается в конце ее сделать работу над ошибками с учетом всех замечаний преподавателя и послать ее на повторную проверку.
В первую контрольную работу входят два раздела: «Постоянный электрический ток» и «Магнитное поле и магнитные цепи».
Во вторую контрольную работу входят разделы: «Неразветвленные цепи переменного тока», «Разветвленные цепи переменного тока», «Цепи с несинусоидальными токами и напряжениями», «Трехфазные цепи переменного тока».
Решение задач требует знаний соответствующих тем, поэтому для успешного их решения необходимо знать основные законы и формулы, а также методику решения, для чего нужно повторить по учебнику соответствующие главы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ДОМАШНИХ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
Таблица 1. Варианты и номера задач для контрольной работы №1 и №2
Номер варианта | Номера задач | Номер варианта | Номера задач |
10 16 21 34 43 | 3 16 30 38 44 | ||
9 11 27 31 44 | 2 13 25 34 48 | ||
8 17 22 35 49 | 1 18 24 35 50 | ||
7 12 25 36 50 | 10 11 29 36 45 | ||
6 18 24 32 41 | 9 15 28 37 43 | ||
5 13 30 37 42 | 2 14 26 39 47 | ||
4 13 23 38 45 | 1 13 25 32 48 | ||
3 14 29 40 46 | 3 13 22 34 45 | ||
2 20 28 33 47 | 4 20 21 35 50 | ||
1 15 26 39 48 | 5 11 27 38 44 | ||
4 12 27 31 49 | 6 16 24 31 43 | ||
5 14 26 32 48 | 7 15 28 40 49 | ||
6 11 24 33 41 | 8 12 23 36 41 | ||
7 19 21 34 42 | 9 18 23 37 42 | ||
8 13 25 39 50 | 10 17 30 33 46 | ||
9 17 23 35 44 | 1 14 23 38 46 | ||
10 18 22 37 46 | 2 13 24 31 49 | ||
1 15 30 40 43 | 3 18 23 40 47 | ||
2 20 28 36 45 | 4 12 25 33 48 | ||
3 16 29 38 47 | 5 17 21 34 46 | ||
8 14 21 33 46 | 6 13 30 32 44 | ||
7 12 27 32 49 | 7 20 22 36 41 | ||
6 20 22 39 48 | 8 15 26 39 50 | ||
5 17 23 31 42 | 9 16 27 35 42 | ||
4 13 26 40 41 | 10 11 28 37 43 |
Домашняя контрольная работа № 1
Задачи №1-5
Цепь постоянного тока состоит из нескольких резисторов, соединенных смешанно. Номер схемы, величины сопротивлений резисторов и значение ЭДС приведены в таблице 2. Начертить схему цепи, показать направление токов во всех ветвях цепи. Определить эквивалентное сопротивление цепи, ток в каждом резисторе, а также потенциал точки А (φА).
Таблица 2
Номер задачи | Номер рисунка | Е, В | Rо, Ом | R1, Ом | R2, Ом | R3, Ом | R4, Ом | R5, Ом |
0,4 | 5,8 | |||||||
- |
Рисунок 1 Рисунок 2
Рисунок 3 Рисунок 4
Рисунок 5
Задачи №6-10
Цепь постоянного тока состоит из нескольких резисторов, соединенных смешанно. Номер схемы, величины сопротивлений резисторов и тока приведены в таблице 3. Индекс тока совпадает с индексом резистора, по которому проходит этот ток. Определить эквивалентное сопротивление цепи, ЭДС, ток в каждом резисторе и потенциал точки А (φА).
Таблица 3
Номер задачи | Номер рисунка | I, А | Rо, Ом | R1, Ом | R2, Ом | R3, Ом | R4, Ом | R5, Ом |
I2=3 | 0,5 | 5,2 | - | |||||
I3=0,8 | ||||||||
I5=8 | 0,8 | |||||||
I2=2 | ||||||||
I3=7,5 | 0,25 | 6,8 |
Задачи №11-20
Определить токи во всех ветвях цепи по заданным ЭДС источников энергии, их внутренним сопротивлениям и величинам сопротивлений резисторов. Задачу решить методом узловых и контурных уравнений, выполнить проверку решения. Составить уравнение баланса мощности цепи. Исходные данные взять в таблице 4.
Таблица 4
Номер задачи | Номер рисунка | Е1, В | Е2, В | Е3, В | R01, Ом | R02, Ом | R03, Ом | R1, Ом | R2, Ом | R3, Ом | R4, Ом |
0,8 | 0,6 | 5,2 | 7,4 | - | |||||||
- | - | ||||||||||
- | 0,4 | 0,8 | - | 19,6 | 10,2 | ||||||
0,1 | 0,2 | 0,1 | 4,8 | 1,8 | - | ||||||
- | |||||||||||
- | 0,5 | - | 3,5 | - | |||||||
- | - | ||||||||||
- | 0,5 | - | 3,5 | ||||||||
0,5 | 0,5 | 0,5 | 19,5 | - | |||||||
- | 0,5 | - | 9,5 | - |
Рисунок 6 Рисунок 7
Рисунок 8 Рисунок 9
Рисунок 10 Рисунок 11
Задачи № 21-30
Определить ток I в линейных проводах двухпроводной системы управления стрелочным электроприводом постоянного тока, сопротивление линии R, потерю напряжения в линии ΔU, КПД линии- η и сравнить с допустимой потерей напряжения в линии е=10%. Линия выполнена кабелем с медными жилами сечением S=0, 78 мм2, удельное сопротивление меди ρ=0,0175 Ом·мм2/м. Заданные величины приведены в таблице 5.
Таблица 5
Номер задачи | Тип электропривода | Номинальная мощность, кВт | Номинальное напряжение, В | Длина линии, м |
МСП-0,25 | 0,25 | |||
МСП-0,15 | 0,15 | |||
МСП-0,25 | 0,25 | |||
МСП-0,15 | 0,15 | |||
МСП-0,25 | 0,25 | |||
МСП-0,15 | 0,15 | |||
МСП-0,25 | 0,25 | |||
МСП-0,15 | 0,15 | |||
МСП-0,25 | 0,25 | |||
МСП-0,25 | 0,25 |
Задачи №31-35
Для срабатывания электромагнитного реле необходимо создать подъемную силу якоря F.Определить число витков ω, при котором реле срабатывает от тока I, если известна длина средней магнитно-силовой линии l и поперечное сечение стального сердечника S. Между сердечником и якорем имеется воздушный зазор, средняя линия которого l0. Заданные величины в таблице 6. Кривые намагничивания приведены на рисунке 12.
Таблица 6
Номер задачи | F, Н | I, А | l, см | l0, см | S, см2 |
0,7 | 0,04 | 0,2 | |||
1,1 | 0,06 | 0,5 | 1,05 | ||
0,85 | 0,05 | 0,3 | 1,1 | ||
0,03 | 0,25 | 0,9 | |||
1,25 | 0,02 | 0,6 | 0,8 |
Рисунок 12 Кривая намагничивания электротехнической стали
Задачи №36-40
Определить силу тока, необходимую для срабатывания электромагнитного реле, имеющего обмотку с ω витков, длину магнитопровода по средней магнитно-силовой линии l, поперечное сечение сердечника S. Между сердечником и якорем имеется воздушный зазор, средняя линия которого l0. Для срабатывания реле необходимо создать подъемную силу якоря F. Заданные величины приведены в таблице 7. Кривые намагничивания материала сердечника приведены на рисунке 12.
Таблица 7.
Номер задачи | F, Н | ω | l, см | l0, см | S, см2 |
0,6 | 0,8 | ||||
1,1 | 0,4 | 1,25 | |||
0,8 | 0,5 | 1,5 | |||
0,9 | 0,6 | 1,75 | |||
0,7 | 0,7 |
Задача №41
Определить индуктивность цилиндрической катушки L, если известно, что на стальном сердечнике с относительной магнитной проницаемостью μr=400, длиной 20 см и сечением 5 см2 размещена обмотка с 2000 витков. Рассчитать, как изменится индуктивность, если обмотку поместить на текстолитовый каркас тех же размеров.
Задача №42
Кольцевая катушка с числом витков 1500 намотана на керамическом каркасе сечением 2,5 см2. Средний радиус катушки 12 см. Определить индуктивность этой катушки и потокосцепление при прохождении по ней постоянного тока 0,5 А. Рассчитать, как изменится потокосцепление, если ту же катушку поместить на стальной сердечник (μr=700).
Задача №43
На тороидальном сердечнике намотана катушка, имеющая 600 витков. Относительная магнитная проницаемость сердечника μr=750, средний радиус 10 см и сечение 3,2 см2. Определить индуктивность катушки и рассчитать, во сколько раз уменьшится индуктивность, если катушку намотать на такой же сердечник из неферромагнитного материала.
Задача №44
Определить ЭДС самоиндукции цилиндрической катушки длиной 20 см, имеющей обмотку с числом витков 2400 и стальной сердечник сечением 4 см2 (μr=500), если ток в обмотке равномерно возрастает со скоростью 0,25 А/с. Рассчитать, как изменится ЭДС, если вместо стального сердечника сделать керамический.
Задача №45
Определить индуктивность цилиндрической катушки L, если известно, что на стальном сердечнике с относительной магнитной проницаемостью μr=250, длиной 16 см и сечением 8 см2 размещена обмотка с 1200 витками . Рассчитать, как изменится индуктивность, если сердечник выполнить из неферромагнитного материала.
Задача №46
Обмотка с числом витков 4500 помещена на текстолитовый каркас длиной 24 см, сечением 6 см2. Определить индуктивность катушки, потокосцепление при прохождении по ней тока 0,7 А. Как изменится потокосцепление, если сердечник выполнить из литой стали (μr=400).
Задача №47.
Определить ЭДС самоиндукции катушки, имеющей обмотку 1720 витков на тороидальном сердечнике со средним радиусом 15 см и сечением 2,5 см2. Сердечник выполнен из неферромагнитного материала. Ток увеличивается равномерно со скоростью 2,4 А/с. Как изменится ЭДС, если выполнить сердечник из стали с μr=550.
Задача №48
На стальном сердечнике длиной 30 см и сечением 2,8 см2, расположена обмотка, имеющая 2400 витков. Относительная магнитная проницаемость стали 720.Определить индуктивность такой катушки и ее потокосцепление при токе 0,2 А. Рассчитать, как изменится ее индуктивность, если сердечник будет текстолитовый.
Задача №49.
Определить потокосцепление кольцевой катушки, имеющей 800 витков на стальном сердечнике (μr=1400) сечением 4 см2 со средним радиусом 18 см при прохождении по ней тока 0,6 А. Рассчитать ее потокосцепление, если сердечник выполнить из неферромагнитного материала.
Задача №50.
Какой величины ЭДС самоиндукции возникает в катушке при уменьшении тока на 0,3 А за 1 с, если известно, что обмотка имеет 840 витков, длина сердечника 48 см, сечение его 3 см2, материал – эбонит. Рассчитать, как изменится ЭДС при замене сердечника на стальной (μr=600).