«Электротехника и электроника». вариант 9. Контрольная работа по дисциплине Электротехника и электроника студент группы

• Название: Контрольная работа по дисциплине Электротехника и электроника студент группы
• Анкор: «Электротехника и электроника»
• Дата: 30.01.2022
• Размер: 0.75 Mb.
• Имя файла: вариант 9.doc
• Тип: Контрольная работа; #346468

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

  

 

Контрольная работа по дисциплине 

«Электротехника и электроника» 

 

 

 

 

Выполнил: 

студент группы
 

Проверил:    

Преподаватель:                         ________________            Нечаева Т.В.

(подпись) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск, 2021

ВАРИАНТ 9






Рис.1 Расчетная схема согласно варианту.
Решение:
Производим свертывание схемы

1. 
   Сопротивления и соединены параллельно, значит, по формуле для параллельного соединения элементов получим:
   

2. 
   Сопротивления и соединены параллельно, значит, по формуле для параллельного соединения элементов получим:
   

3. 
   Сопротивления и соединены параллельно, значит, по формуле для параллельного соединения элементов получим:
   

4. 
   Сопротивления и соединены параллельно, значит, по формуле для параллельного соединения элементов получим:
   

5. 
   Сопротивления и соединены параллельно, значит, по формуле для параллельного соединения элементов получим:
   

R₁₇ – закорочено
Перечерчиваем схему:



Рис.2

6. 
   Сопротивления и соединены последовательно. Значит, по формуле для последовательного соединения элементов получим:
   

7. 
   Сопротивления и соединены последовательно. Значит, по формуле для последовательного соединения элементов получим:
   

8. 
   Сопротивления , и соединены параллельно, поэтому получим:
   

9. 
   Сопротивления и соединены последовательно. Значит, по формуле для последовательного соединения элементов получим:
   

Перечерчиваем схему:

Рис.3.

10. 
    Сопротивления и соединены параллельно, поэтому получим:
    

Перечерчиваем схему:


Рис.4.

11. 
    Сопротивления и соединены последовательно. Значит, по формуле для последовательного соединения элементов получим:
    

Перечерчиваем схему:

Рис.5

12. 
    Сопротивления и соединены параллельно, поэтому получим:
    

Перечерчиваем схему:



Рис.6.

13. 
    Видно, что два элемента соединены последовательно:
    

14. 
    Таким образом, входное сопротивление данной схемы :
    

Рис.7.


По закону Ома определяем общий ток:

Вар.	Рис.	R1	R2	R3	R4	R5	R6	E1	E2	E3
№		Ом	Ом	Ом	Ом	Ом	Ом	В	В	В
9	2.18	3,2	6	9	10	2	8	24	40	20

Рис.2.18. Расчетная схема
Решение

1. 
   Выберем произвольно направление токов в ветвях и укажем их стрелками на схеме. В схеме 6 ветвей (в=6), 4 узла (у=4). Неизвестных токов в исходной схеме 6.
   

По законам Кирхгофа необходимо составить 6 уравнений. По первому закону Кирхгофа: у-1=4-1=3независимых уравнений. По второму закону Кирхгофа в-(у-1)=6-(4-1)=3 уравнения для независимых контуров , учитывая выбранные произвольно направления обхода контуров. Составим уравнения по первому и второму законам Кирхгофа:

Узел 1:

Узел 2:

Узел 3:

Контур І:

Контур ІІ:

Контур ІІІ:

.

2. 
   Преобразуем схему цепи в эквивалентную посредством замены пассивного треугольника схемы эквивалентной звездой, рассчитав сопротивления её лучей (ветвей).
   

Заменим пассивный треугольник сопротивлений на эквивалентную звезду (рис.2.18.1):



Рис.2.18.1

3. 
   Рассчитаем упрощенную схему цепи методом узловых напряжений (методом двух узлов).  
   

Токи в ветвях найдем по обобщенному закону Ома:



Сделаем проверку по 1 закону Кирхгофа:



4) В исходной схеме ( рис.2.18)

По 2 закону Кирхгофа:

для контура ІІ:

,

отсюда



Для контура ІІІ:



отсюда


для контура І:



отсюда


5) Составим баланс мощностей .



Мощность источников равна:



Мощность потребителей равна









До замыкания рубильника, цепь имела только сопротивление R1 и показания амперметров были равны.

После замыкания рубильника эквивалентное сопротивление двух паралелльно соединенных резисторов R1 и R2 ( оно же эквивалентное сопротивление цепи), уменьшится, а значит увеличится ток через ампеметр А1. Ток через А2 не изменится, так как не изменилось входное напряжение, к которому подсоединен R1






Решение

Изобразим схему согласно варианта



Найдем угловую частоту:



Найдем сопротивления реактивных элементов:



Полное сопротивление цепи:

По закону Ома



Мгновенное значение входного напряжения в общем виде где



Тогда



Угол сдвига фаз между напряжением и током в цепи:



Мгновенное значение тока в общем виде где

В нашем случае:

Полная, активная и реактивная мощности цепи :
В·А;

Вт;

Вар

Для построения топографической векторной диаграммы необходимо сначала рассчитать комплексные напряжения на каждом элементе схемы, а затем начать построение диаграммы с общей величины – вектора тока I, после чего построить последовательно друг за другом вектора напряжений, начиная с

В комплексной форме :





Определение падения напряжений на элементах цепи_.



Построим векторную диаграмму тока и напряжений

Масштаб : 1 клетка=2 В,1 клетка=0,5А









Решение
Изобразим схему согласно варианта


Определим комплексное сопротивление для каждой ветви по формуле:



Определим полное комплексное сопротивление всей схемы в целом:



Выражаем заданное входное напряжение в комплексной форме ( если начальная фаза ЭДС источника не задана, то принимаем ее равной нулю):



Определим комплексное значение тока в каждой ветви:



Действующие значения токов :



Составим уравнение баланса мощности

Согласно балансу мощности в цепи синусоидального тока:

,где

.

Полная комплексная мощность источника :

.

где -активная и реактивная мощности источника;

-сопряженное комплексное значение тока;

-угол сдвига фаз между током и напряжением источника;

S –полная мощность источника.

- активная мощность потребителя



- реактивная мощность потребителя:



Полная мощность источников соответственно равна:





Баланс мощности в цепи соблюдается в пределах допустимой погрешности.

Для построения в комплексной плоскости векторной диаграммы токов и напряжений и необходимо определить падение напряжения на каждом отдельном элементе схемы:



Масштаб: 1 клетка = 10 В, 1 клетка =1 А










Решение:
Изобразим схему согласно варианта