Контр.Р. Физика, электроника. Контрольная работа по элетротехнике
 Скачать 2.64 Mb.
|
|
Построение векторной диаграммы 1. Выписываем, а при необходимости определяем значения токов и напряжений на сопротивлениях цепи. 2. В неразветвленной цепи ток одинаков для любого участка цепи IО = 1,329 А. Напряжение на активном сопротивлении Uа = I·Rа = 23,922 В. Напряжение на индуктивном сопротивлении UL = I·ХL = 27,377 В. Напряжение на емкостном сопротивлении UС = I·ХС = 54,265 В. 3. Исходя из размеров бумаги, принимаем масштаб по току и напряжению. Для рассматриваемого примера: - масштаб по току МТ=0,5 А/cм, - масштаб по напряжению МН=10 В/cм. Тогда длины векторов будут: - длина вектора тока:  ,- длины векторов напряжений:  ;  ;  . Рисунок 2.2 Задача № 3 В сеть трехфазного тока «треугольником» включены лампы накаливания. В каждую фазу включено по 8 ламп. Известно, что линейное напряжение равно 380 В, линейный ток равен 2,5 А. Определить напряжение, приложенное к одной лампе, и ток, протекающий через одну лампу, если лампы в фазе соединены между собой: а) параллельно, б) последовательно. Приведите схемы включения ламп в сеть. Решение [1] 1. При соединении «треугольником» фазные и линейные напряжения равны между собой Uф = Uл = 380 В. Фазный ток равен Iф = Iл /√3 = 2,5/√3 = 1,.445 А. 2. Определим напряжение, приложенное к одной лампе, и ток, протекающий через одну лампу, если лампы в фазе соединены между собой: а) параллельно: - напряжение, приложенное к одной лампе Uф = Uл = 380 В. - ток, протекающий через одну лампу Iф /8= Iл /√3 = 1,445 / 8 = 0,181 А. 2. Определим напряжение, приложенное к одной лампе, и ток, протекающий через одну лампу, если лампы в фазе соединены между собой: б) последовательно - напряжение, приложенное к одной лампе Uф /8 = 380 /8 = 47,5 В. - ток, протекающий через одну лампу Iф = 1,445 А.   Задача № 4 Амперметр имеет шкалу на 3 А и класс точности 0,5. Он показывает ток 1,7А вместо действительного значения 1,72 А. Определите абсолютную, относительную и приведенную погрешности, а также установите соответствие прибора своему классу точности. Решение [1] 1. Относительная погрешность амперметра:  2. Приведённая погрешность амперметра:  Прибор не соответствует своему классу точности 0,5% Задача № 5 5. Опишите устройство, принцип действия генераторов постоянного тока. Типы генераторов, их особенности и область применения. Решение [2] В основе действия генератора лежит принцип, вытекающий из закона электромагнитной индукции. Если между полюсами постоянного магнита поместить замкнутый контур, то при вращении он будет пересекать магнитный поток (см. рис. 1). По закону электромагнитной индукции в момент пересечения индуцируется ЭДС. Электродвижущая сила возрастает по мере приближения проводника к полюсу магнита. Если к коллектору (два жёлтых полукольца на рисунке) подсоединить нагрузку R, то через образованную электрическую цепь потечёт ток.  Рис. 1. Принцип действия генератора постоянного тока По мере выхода витков рамки из зоны действия магнитного потока ЭДС ослабевает и приобретает нулевое значение в тот момент, когда рамка расположится горизонтально. Продолжая вращение контура, его противоположные стороны меняют магнитную полярность: часть рамки, которая находилась под северным полюсом, занимает положение над южным магнитным полюсом. Величины ЭДС в каждой активной обмотке контура определяются по формуле: e1 = Blvsinwt; e2 = -Blvsinwt; , где B – магнитная индукция, l – длина стороны рамки, v – линейная скорость вращения контура, t – время, wt – угол, под которым рамка пересекает магнитный поток. При смене полюсов меняется направление тока. Но благодаря тому, что коллектор поворачивается синхронно с рамкой, ток на нагрузке всегда направлен в одну сторону. То есть рассматриваемая модель обеспечивает выработку постоянного электричества. Результирующая ЭДС имеет вид: e = 2Blvsinwt, а это значит, что изменение она подчиняется синусоидальному закону. Такой ток, за исключением редких случаев, не пригоден для использования. Приходится сглаживать пульсации до приемлемого уровня. Для этого увеличивают количество полюсов постоянных магнитов, а вместо простой рамки используют более сложную конструкцию – якорь, с большим числом обмоток и соответствующим количеством коллекторных пластин (см. рис. 3). Кроме того, обмотки соединяются разными способами, о чём речь пойдёт ниже.  Рис. 2. Ротор генератора Якорь изготавливается из листовой стали. На сердечниках якоря имеются пазы, в которые укладываются несколько витков провода, образующего рабочую обмотку ротора. Проводники в пазах соединены последовательно и образуют катушки (секции), которые в свою очередь через пластины коллектора создают замкнутую цепь. Конструкция двигателя (он же генератор) понятна из рисунка 3. Неподвижный статор состоит из двух сердечников полюсов, состоящих из ферримагнитных пластин, и обмоток возбуждения, соединённых последовательно. Щётки расположены по одной линии друг против друга. Для охлаждения обмоток используется вентилятор.  Рис. 3. Двигатель постоянного тока |