Электротехника и электроника рабочая тетрадь. РТ Электротехника и электроника. Профессионального образования западноуральский горный техникум рабочая тетрадь по дисциплине
 Скачать 464.22 Kb.
|
|
РАБОТА И МОЩНОСТЬ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ 1. Заполните таблицу.
2. Определите мощность, потребляемую электрическим двигателем, если ток в цепи равен 6 А, а двигатель включен в сеть напряжением 220 В. Ответ: Мощность, потребляемая электрическим двигателем, вычисляется по формуле: P = U × I где P - мощность (в ваттах), U - напряжение (в вольтах), I - ток (в амперах). Подставляя известные значения, получаем: P = 220 В × 6 А = 1320 Вт Ответ: мощность, потребляемая электрическим двигателем, равна 1320 Вт. 3. Электродвигатель, подключенный к сети напряжением 220 В, потребляет ток 6 А. Определите мощность двигателя и количество энергии, которую он потребляет за 8 ч работы. Ответ: Из предыдущего задания: P = 220 В × 6 А = 1320 Вт. Количество энергии, потребляемой двигателем за время работы, можно определить по формуле: E = P × t, где E - энергия (в Дж), P - мощность (в Вт), t - время работы (в секундах). Переведем время работы в секунды: 8 ч = 8 × 60 × 60 сек = 28 800 сек. Подставляя значения, получаем: E = 1320 Вт × 28 800 сек = 38 016 000 Дж. Ответ: мощность двигателя - 1320 Вт, количество энергии, потребляемой за 8 ч работы - 38 016 000 Дж. 4. В квартире имеются восемь ламп, из которых шесть мощностью по 40 Вт горят 6 ч в сутки, а две мощностью по 60 Вт — 8 ч в сутки. Сколько нужно заплатить за горение всех ламп в течение месяца (30 дней) при тарифе 120 р. за 1 кВт х ч? Ответ: Сначала найдем, сколько кВт-часов потребляют лампы каждый день: 6 ламп х 40 Вт х 6 ч = 1440 Вт-ч 2 лампы х 60 Вт х 8 ч = 960 Вт-ч Всего: 2400 Вт-ч Затем найдем, сколько кВт-часов потребляют лампы за месяц: 2400 Вт-ч х 30 дней = 72 000 Вт-ч Переведем кВт-часы в кВт, разделив на 1000: 72 000 Вт-ч / 1000 = 72 кВт-ч Наконец, умножим количество кВт-ч на тариф: 72 кВт-ч х 120 р./кВт-ч = 8640 р. Ответ: нужно заплатить 8640 рублей за горение всех ламп в течение месяца. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ТОКА И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ СИЛЫ. МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ 1. Укажите единицы измерения в системе СИ. Магнитная индукция Вв единицах Тесла (Тл)
4. Что можно определить, применив правило левой руки? Ответ: Направление силы Лоренца действующей на заряженные частицы, движущиеся в магнитном поле. 5. От чего зависит подъемная сила электромагнита? (Выберите правильный ответ.) а) от величины тока; б) от числа витков обмотки; в) от сечения сердечника. Ответ: а) от величины тока. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ 1. Напишите формулу ЭДС самоиндукции: Ответ: ЭДС самоиндукции (ε) равна произведению изменения магнитного потока (ΔФ) в катушке на число витков (N) в этой катушке, деленное на изменение времени (Δt): ε = -N(ΔФ/Δt) 2. Внутрь катушки вставили стальной сердечник. Как изменится индуктивность этой катушки? Ответ: Индуктивность катушки с сердечником увеличится по сравнению с индуктивностью катушки без сердечника. Это связано с тем, что сердечник увеличивает магнитную проницаемость внутри катушки, что приводит к увеличению магнитного потока и, следовательно, к увеличению индуктивности. 3. Не меняя длину и диаметр цилиндрической катушки, увеличили число ее витков в три раза. Как при этом изменится индуктивность катушки? Ответ: Индуктивность катушки пропорциональна квадрату числа витков. Если число витков увеличивается в три раза, то индуктивность катушки увеличится в 9 раз. 4. Какой фактор влияет на коэффициент взаимоиндукции двух связанных катушек без ферромагнитного сердечника? (Выберите правильный ответ.) а) геометрия катушек; б) число витков; в) взаимное расположение катушек; г) все перечисленные факторы. Ответ: г) все перечисленные факторы. ОДНОФАЗНЫЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 1. Укажите единицы измерения в системе СИ. Период переменного тока Т- измеряется в секундах (с) Частота переменного тока /- измеряется в Герцах (Гц) Угловая частота переменного тока f- измеряется в радианах в секунду (рад/с).  2. Сколько периодов тока изображено на графике, приведенном на рис.1.6? Ответ: 2 3. Чем объясняется увеличение сопротивления проводников переменному току? Ответ: Увеличение сопротивления проводников переменному току объясняется явлением скин-эффекта. Скин-эффект происходит из-за того, что переменный ток создает переменное магнитное поле вокруг проводника, которое в свою очередь индуцирует электрические токи внутри проводника. Эти индуцированные токи имеют противоположное направление по сравнению с основным током, и они сосредотачиваются ближе к поверхности проводника, где сопротивление выше. Таким образом, чем выше частота переменного тока, тем больше ток сосредотачивается на поверхности проводника, что приводит к увеличению его сопротивления. 4. Цепь переменного тока содержит электрические лампочки. Как изменяются но фазе ток и напряжение в этой цепи? Ответ: В цепи переменного тока ток и напряжение меняются по синусоидальному закону. В каждый момент времени ток и напряжение имеют определенную фазу, которая определяет их относительное положение на графике изменения. Если лампочки подключены последовательно, то ток через них будет одинаковым, а напряжение на каждой лампочке будет разным, пропорциональным ее сопротивлению. Если лампочки подключены параллельно, то напряжение на каждой лампочке будет одинаковым, а ток через каждую лампочку будет разным, пропорциональным ее сопротивлению. 5. Какая цепь характеризуется векторной диаграммой, изображенной на рис. 1.7? а  ) цепь R, L, С; и I б) цепь R, Lв) цепь R, С. г) цепь С Рис. 1.7 Правильный ответ: а,в. 6. Как изменится переменный ток в катушке, если ввести в нее стальной сердечник? Ответ: Введение стального сердечника в катушку приведет к увеличению индуктивности катушки и уменьшению ее сопротивления переменному току. Это происходит из-за того, что сталь является хорошим проводником магнитного поля, что увеличивает магнитную энергию, хранимую в катушке. Кроме того, стальный сердечник уменьшает потери энергии в виде тепла, что повышает эффективность работы катушки. Ток в катушке увеличится. ТРЕХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ 1. Сколько проводов подходит к трехфазному генератору, обмотки которого соединены звездой? Ответ: К трехфазному генератору, обмотки которого соединены звездой, подходят четыре провода: три фазных провода и нулевой провод. 2. Обмотки трехфазного генератора соединены звездой. С чем соединен конец первой обмотки? Ответ: Конец первой обмотки соединен с одним из узлов звезды, образованной обмотками генератора. 3. Обмотки трехфазного генератора соединены треугольником. С чем соединено начало второй обмотки? Ответ: Начало второй обмотки соединено с концом первой обмотки. 4. Обмотки трехфазного генератора соединены треугольником. С чем соединено начало третьей обмотки? Ответ: Начало третьей обмотки соединено с концом второй обмотки. 5. Симметричная нагрузка трехфазной цепи соединена звездой. Линейное напряжение 380 В. Определите фазное напряжение. Ответ: Фазное напряжение в трехфазной цепи соединенной звездой равно линейному напряжению, разделенному на корень из трех:  Ответ: фазное напряжение равно примерно 220 В. 6. Симметричная нагрузка трехфазной цепи соединена треугольником. Линейное напряжение 380 В. Определите фазное напряжение. Ответ: Фазное напряжение в трехфазной цепи соединенной звездой равно линейному напряжению, разделенному на корень из трех: Ответ: фазное напряжение равно примерно 220 В. 7. Как изменится напряжение симметричной трехфазной системе при обрыве фазы А, если до обрыва этой фазы Uab = UBC = = UCa = 220 В? Сопротивлением проводов пренебречь. Ответ: При обрыве фазы А напряжение между фазами В и С останется неизменным и будет равно 220 В. Но напряжение между фазой А и любой другой фазой станет равным нулю, так как фаза А оборвана. Таким образом, напряжение в системе станет несимметричным и будет равно 220 В между фазами В и С, и 0 В между фазой А и любой другой фазой. 8  . Электролампочки включены в сеть звездой или треугольником (Рис. 1.8)? Рис. 1.8 Электролампочки включены в сеть треугольником. 9.Укажите фазные и линейные напряжения на рис. 1.9  Рис. 1.9 Ответ: Фазное: Ua, Ub, Uc. Линейное: Uab, Ubc, Uca. 10. Поясните схему соединения. Назначение PE и N. Рис. 1.10  Рис. 1.10Ответ: "N" - нейтральный провод электрической сети, подключенный к общей точке соединения обмоток генератора на электростанции, или трансформатора на подстанции, включенных звездой. (нейтральный). "PE" - провод, соединенный с линией заземления. Служит для защиты персонала от поражения электрическим током в случае неисправности изоляции электрических машин и аппаратов. В отечественной электротехнической терминологии этот провод называется аналогично – провод защитного заземления. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ 1. Что такое электрическое измерение? Ответ: Электрическое измерение - это процесс определения электрических параметров, таких как напряжение, ток, сопротивление, емкость, индуктивность и др. Это может быть выполнено с помощью различных приборов, таких как вольтметры, амперметры, омметры, капацитометры, индукционные приборы и т.д. Электрические измерения используются во многих областях, включая электротехнику, электронику, автоматизацию, медицину и науку. 2. Перечислите требования к электроизмерительным приборам. Ответ: 1. Высокая точность измерений. 2. Широкий диапазон измеряемых значений. 3. Надежность и долговечность. 4. Удобство использования и настройки. 5. Защита от перегрузок и коротких замыканий. 6. Наличие функций автоматической калибровки и самодиагностики. 7. Соответствие стандартам безопасности и электромагнитной совместимости. 8. Возможность подключения к компьютеру для обработки и анализа данных. 9. Наличие дополнительных функций, таких как измерение частоты, температуры и т.д. 10. Компактный размер и легкий вес для удобства транспортировки и хранения. 3. Какими приборами можно измерить мощность в цепи постоянного тока? Ответ: Мощность в цепи постоянного тока можно измерить с помощью вольтметра и амперметра. Для этого необходимо измерить напряжение на цепи и ток, проходящий через нее, а затем умножить эти значения друг на друга. Также можно использовать специальные приборы - ваттметры, которые позволяют измерять мощность напрямую. 4. Нарисуйте условное обозначение прибора для измерения сопротивлений. 5  . Какое внутреннее сопротивление должен иметь вольтметр? а) малое; б) большое; в) в зависимости от системы прибора. Ответ: б) большое. Вольтметр должен иметь большое внутреннее сопротивление, чтобы не влиять на измеряемую цепь и не искажать ее параметры. Чем выше внутреннее сопротивление вольтметра, тем меньше ток, который он потребляет от цепи, и тем меньше будет искажение измеряемого напряжения. 6. Какое сопротивление должен иметь амперметр? а) малое; б) большое; в) в зависимости от системы прибора. Ответ: а) малое. Амперметр должен иметь малое сопротивление, чтобы не вносить существенных искажений в измеряемую цепь. Если сопротивление амперметра будет слишком большим, то он будет потреблять большую часть тока, который должен измеряться, и измерения будут неточными. 7. Класс точности прибора 1,0. Чему равна приведенная погрешность? а)1,0; б) 0,1; в) 1 %; г) ±1 %. Ответ: г) ±1 %. 8. В каких ветвях электрических цепей, приведенных на рис.1.11 амперметр показывает ток?  Рис. 1.11Ответ: амперметр показывает ток идущий по цепи вдоль резистора R1. 9. Нарисуйте схему включения ваттметра в электрическую цепь.  | ||||||||||||||||||||||||||||||