Электротехника. Кр1. Контрольная работа 1 По дисциплине Электротехника и электроника
 Скачать 107.62 Kb.
|
|
Федеральное агентство железнодорожного транспорта Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Сибирский государственный университет путей сообщения» в г. Новоалтайске Контрольная работа №1 По дисциплине: Электротехника и электроника Проверил преподаватель: Конунникова А.А. Выполнила студентка: Лубашева А.С. Группы ДК-11 Шифр ДК-211-Н-Л-01 Новоалтайск 2022 Задача № 1 Вычертить схему для своего варианта. На схеме показать направление тока на всех участках цепи. Определить эквивалентное сопротивление Rэкв и токи на всех участках цепи. Вычислить напряжение на зажимах цепи, если в цепи действует ЭДС с внутренним сопротивлением R0 Данные для расчета взять из таб.2  Исходные данные для задачи № 1 Таблица №2
1. Определим эквивалентное сопротивление цепи: Rэ = r0 + R1 R2 / (R1 + R2) +R4 R6 / (R4 + R6)+R6R7 /(R6 +R7) =1+60*2/(60+2)+30*30/(30+30)+30*40/(30+40)=34,9Ом 2. Ток в цепи источника рассчитываем по закону Ома: I = E / Rэ =60/34,9=1,7A 3. Определим напряжения на участках цепи: U1 = R1 I = 60*1,7=102B U2 = R2 I =2*1,7=3,4B U4 = R4 I =30*1,7=51B U6 = R6 I =30*1,7=51B U7 = R7 I =40*1,7=68B U = E - r0 I =60-1*1,7=58,3B 4. Определим токи и мощности всех участков: I1 = U1 / R1 =102/60=1,7A I2 = U1 / R2 =102/2=51A I3 = U1 / R4 =102/30=3,4A I4 = U1 / R6 =102/30=3,4A I5 = U1 / R7 =102/40=2,55A P1 = R1 I12 = U1 I1 =102*1,7=173,4Вт P2 = R2 I22 = U1 I2 =102*51=5202Вт P3 = R4 I32 = U1 I3 =102*3,4=346,8Bт P4 = R6 I22 = U1 I4 =102*3,4=346,8Bт P5 = R7 I22 = U1 I5 =102*2,55=260Bт Мощность потерь на внутреннем сопротивлении источника DP = r0 I2 =1*1,72 =2,89Вт Мощность источника P = E I =60*1,7=102Вт Задача №12 Цепь переменного тока содержит несколько элементов, включенных последовательно. Примеры схем и задание к ним содержатся в таблице и соответствуют варианту, присвоенному каждому студенту. Найти: Полное сопротивление цепи Z Напряжение, приложенное к цепи U Ток цепи I Угол сдвига фаз cosf Активную, реактивную и полную мощности P, Q, S Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи Напряжение питания: U=50 В Исходные данные к задаче № 12 Таблица №3
 Схема 2 1. Вычисление сопротивлений участков и всей цепи Индуктивное реактивное сопротивление XL = 2πf L = 2*3,14*200*3*10-3 =3,7Ом Емкостное реактивное сопротивление XC = 1 / (2πf C) = 1 / (2×3,14×200×9*10-3)=1,1Ом Реактивное и полное сопротивления всей цепи: X = XL - XC =3,7-1,1=2,6Ом 2. Вычисление тока и напряжений на участках цепи Ток в цепи I = U / Z =50/3,69=13,5А Напряжения на участках: UR = I R1+R2 =24*6+2=192 В; UL = I XL =24*3,7=88 В; Uс = I XC =24*1,1 = 26В 3. Вычисление мощностей Активная мощность P = U1 I =192*24=4608Вт Реактивные мощности: QL = U2 I =88*24=2112ВАр;QC = U3 I =26*24=624ВАр Полная мощность цепи S=U I =50*24=1200ВАр Задаче № 21 Цепь переменного тока содержит несколько элементов, образующих параллельные ветви. Примеры схем, и задание к ним содержатся в таблице и соответствуют варианту, присвоенному каждому студенту. Напряжение источника U=50В Исходные данные для задачи № 21 Таблица №4
 Найти: Токи в обеих ветвях I1 и I2, их активные и реактивные составляющие. Ia1, Ip1 первой ветви, Ia2, Ip2 второй ветви. Ток в неразветвленной части цепи I Активную, реактивную и полную мощности P Q S Коэффициент мощности всей цепи cosf Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи. 1. Определим полное сопротивление: первой ветви  второй ветви  2.Рассчитаем токи в первой и во второй ветви I1=U/Z1=50/5=10A I2=U/Z2=50/4=12,5A 3. Разложим токи первой и второй ветви на активные и реактивные составляющие: Активные составляющие первой ветви Ia1=I1 cosf1 =10*0,6=6A Активные составляющие второй ветви Ia2=I2 cosf2 =12,5*0,7=8,75A 4. Коэффициент мощности ветвей cosf1 =R1 / Z1 cosf2=C2 / Z2 cosf1=5/5=1; cosf2=5/4=1,25 5. Реактивные составляющие первой и второй ветви: Ip1 = I1 sin  0,8*0,6=0,48А; Ip2 = I2 sin 12,5*1,25=15,6А 36º50 -53º106. Ток в неразветвленной цепи: Коэффициент мощности цепи:  Чтобы определить знак угла, найдем его синус:  Построение векторной диаграммы начинаем с вектора напряжения, длина которого составит 10 см. Под углом  к вектору напряжения (в сторону отставания) откладываем вектор тока  длиной 5 см; под углом  (в сторону опережения) – вектор тока  длиной 2,5 см. Геометрическая сумма этих токов представляет вектор тока I в неразветвленной части цепи. На векторной диаграмме показаны активные составляющие токов  , и как проекции векторов токов на вектор напряжения, а также реактивные составляющие токов  , и как проекции векторов токов на ось, перпендикулярно вектору напряжения  Задача №31 В четырехпроводную сеть трехфазного тока с линейным напряжением Uл=380 В включены по схеме «звезда» лампы одинаковой мощности Рламп=200 Вт. Число ламп в фазах n A=10; n В=20; n С=15. Сопротивление R=484Oм. Определить: активную мощность, потребляемую цепью; фазные напряжения и токи; Начертить электрическую схему цепи. Построить векторную диаграмму напряжений и токов; построение диаграммы пояснить. Определить по векторной диаграмме ток в нулевом проводе I0. 1 По условию задачи UАВ = UВС = UСА = 380В. фазные напряжения UА, UВ, UС UФ = UЛ /√3 = 380 В / √3 =220 В. Таким образом фазные напряжения UА = UВ = UС = 220 В 2 Все лампы цепи включены на фазные напряжения, поэтому Uламп= UФ=220 В. 3 Ток ламп по закону Ома Iл = U ламп / Rламп = 220 В / 484 Ом = 0, 455 А. 4. Мощность лампы Рламп = U ламп ∙ Iламп = 220 В ∙0,455 А = 100 Вт 5 Сопротивления фаз (они активные): RА = Rламп / n A = 484 Ом / 10 = 48,4 Ом RВ = Rламп / n В = 484 Ом /20 =24,4 Ом, RС = Rламп / n С = 484 Ом /15 =32 Ом . 6 Токи фаз по закону Ома: IА = UA/ RА = 220 Ом /48,4 Ом= 4,5 А, IВ =UВ / RВ =220 Ом / 24,4Ом = 15А, IС = Uc / RС = 220 В / 32Ом = 6,8 А. 7 Мощности, потребляемые фазами (они активные) РA = UA ∙ IА = 220 В ∙4,5 А =990 Вт РВ = UВ ∙ IВ = 220 В ∙ 15 А = 3300 Вт. РС = UС ∙ IС = 220 В ∙6,8 А = 1496 Вт Мощность, потребляемая цепью, Р =РA +РВ +РС =990 Вт +3300 Вт +1496 Вт = 14696Вт. 8 Векторная диаграмма напряжений и токов. Построение векторной диаграммы начинаем с вывода масштаба для напряжения и тока (в контрольной работе эти масштабы вам будут заданы). Пусть m U = 44 В / см , m I = 10 А / см Порядок построения векторной диаграммы (рис.) 1. Из точки 0 проводим три вектора фазных напряжений UА, UВ, UС, углы между которыми составляют 120° (эти углы строят с максимально возможной точностью, используя циркуль или транспортир). В выбранном масштабе их длина будет UФ =UФ / mU = 220 В / 44 (В / СМ)=5 СМ 2. Соединив концы векторов фазных напряжений, получим треугольник линейных напряжений UАВ, UBC , UCA Направление этих векторов совпадает с обходом против часовой стрелки. Нагрузка фаз активная (электрические лампы накаливания обладают активным сопротивлением), поэтому токи IА , IВ, IС будут совпадать по фазе с соответствующими фазными напряжениями. 3 В выбранном масштабе их длина будет IA =IА / mI = 4,5 А / 10 (A / СМ) = 0,45 см IВ =IВ / mI = 15 А / 10 (A / СМ) = 1,5 СМ IС =IС / mI = 6,9 А / 10 (A / СМ) = 0,69 СМ 4 Геометрически складываем токи IА , IВ, IС и получаем ток в нулевом проводе: I0 = IА + IВ + IС При этом векторы токов можно складывать в любой последовательности. Так, на диаграмме к концу вектора IС путем параллельного переноса пристроен вектор IА, к концу вектора IА пристроен путем параллельного переноса вектор IВ. Точка 0 соединена с концом вектора IВ – это и есть ток в нулевом проводе I0 . Величина токов в нулевом проводе I0 = I0 ∙ mI = 2,2 см ∙ 10 А/см = 22 А Т.е. ток в кулевом проводе определен графически, его величина I0= 22 А. Задача 41 В сопротивлении, точная величина которого R=8,5 Ом, проходит Ток I=14 А. При измерении напряжения на этом сопротивлении вольтметр показал напряжение U=121 В. Определить абсолютную и относительную погрешности этого измерения. Начертить электрическую схему цепи.  Электрическая схема цепи. Данные задачи: Rф (фактическое сопротивление заданного резистора) = 8,5 Ом; I (ток резистора) = 14 А; U (напряжение согласно вольтметру) =121 В. 1.Найдем абсолютную погрешность: ΔR = Rф - R = Rф - U / I = 8,5 -121 /14 =7,8Ом. 2.Найдем относительную погрешность: δ = ΔR / Rф =7,8 / 8 = 0,975 или 97,5%. |