ДКР электро Вариант 8.cleaned. Задача 1 задача 2 задача 3 задача 4 задача 5 8 5,24

• Название: Задача 1 задача 2 задача 3 задача 4 задача 5 8 5,24
• Дата: 09.12.2022
• Размер: 197.74 Kb.
• Имя файла: ДКР электро Вариант 8.cleaned.docx
• Тип: Задача; #835844

Варианты заданий домашней контрольной работы

№ варианта	№№ вопросов 1 уровня	№№ вопросов 2 уровня	Задачи
			задача 1	задача 2	задача 3	задача 4	задача 5
8	5,24	8,37	9	9	9	9	8

Вопросы 1 уровня

Вопрос 5. Последовательное соединение проводников.

При таком соединении проводники соединены последовательно друг за другом, то есть конец одного проводника соединяется с началом другого. Все проводники принадлежат одному проводу, на котором нет разветвлений. Это приводит к тому, что через любой из проводников протекает один и тот же ток, а общее напряжение на них будет складываться из напряжений на каждом.



 последовательно соединенных проводников всегда можно заменить одним эквивалентным проводником. Сила тока I_экв через этот проводник, напряжение U_экв на нем, а также его сопротивление R_экв будут определяться по правилам, отображенным в таблице. 



Вопрос 24. Напряжение (U).

Электрическое напряжение-это разность электрических потенциалов между двумя точками, которая (в статическом электрическом поле) определяется как работа, необходимая на единицу заряда для перемещения испытательного заряда между двумя точками.

Вопросы 2 уровня

Вопрос 8. Основные параметры переменного тока. Мгновенное и максимальное значения ЭДС и величина тока.

Переменный ток — электрический ток, направление и сила которого изменяются периодически. Так как обычно сила переменного тока изменяется по синусоидальному закону, то переменный ток представляет собой синусоидальные колебания напряжения и силы тока.

Поэтому к переменному току применимо все то, что относится к синусоидальным электрическим колебаниям. Синусоидальные колебания — колебания, при которых колеблющаяся величина изменяется по закону синуса. В данной статье поговорим о параметрах переменного тока. 

Изменение ЭДС и изменение тока линейной нагрузки, подключенной к такому источнику, будет происходить по синусоидальному закону. При этом переменные ЭДС, переменные напряжения и токи, можно характеризовать основными четырьмя их параметрами:

• 
  период;
  
• 
  частота;
  
• 
  амплитуда;
  
• 
  действующее значение.
  

Есть и вспомогательные параметры:

• 
  угловая частота;
  
• 
  фаза;
  
• 
  мгновенное значение.
  

Величину переменной электродвижущей силы, силы тока, напряжения и мощности в любой момент времени называют мгновенными значениями этих величин и обозначают соответственно строчными буквами (e, i, u, p).
 Максимальным значением (амплитудой) переменной э. д. с. (или напряжения или тока) называется та наибольшая величина, которой она достигает за один период. Максимальное значение электродвижущей силы обозначается Е_m, напряжения — U_m, тока — I_m.


Вопрос 37. Напряженность магнитного поля.

Вокруг проводника или катушки с электрическим током всегда возникает магнитное поле. Магнитное поле постоянного магнита вызывается движением электронов по их орбитам в атоме.

Магнитное поле характеризуется напряженностью. Напряженность магнитного поля аналогична механической силе. Она является векторной величиной, т. е. имеет величину и направление.

Магнитное поле, т. е. пространство вокруг магнита, можно представить заполненным магнитными линиями, которые принято считать выходящими из северного полюса магнита и входящими в южный (рис. 1). Касательные к магнитной линии показывают направление напряженности магнитного поля.

Напряженность магнитного поля больше там, где магнитные линии гуще (на полюсах магнита или внутри катушки с током).

Магнитное поле около проводника (или внутри катушки) тем больше, чем больше ток и число витков ω катушки.

Напряженность магнитного поля H в любой точке пространства тем больше, чем больше произведение I∙ω и чем меньше длина магнитной линии:



Из уравнения следует, что единицей измерения напряженности магнитного поля является ампер на метр (А/м).

Для каждой магнитной линии в данном однородном поле произведения равны (рис. 1).



Рисунок 3 – Магнитное поле.

Произведение в магнитных цепях аналогично напряжению в электрических цепях и называется магнитным напряжением, а взятое по всей длине линии магнитной индукции называется намагничивающей силой (н. с.) F_м:

Намагничивающая сила F_м измеряется в амперах, но в технической практике вместо названия ампер применяется название ампер-виток, чем подчеркивается то, что F_м пропорциональна току и числу витков.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Задача №1

Условие задачи: Согласно варианту, выбираем данные из таблицы 2. Найти величину токов через все резисторы (рис.20).



Рисунок 2 – Расчетная схема к задаче 1
Таблица 2 – Данные к задаче 1

Вариант	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	R4, Ом	R5, Ом	R6, Ом	R7, Ом	E, В
9	9	5	7	5	2	1	5	165

Найдем полное сопротивление цепи:

Резисторы и соединены параллельно. Тогда их общее сопротивление равно:



Резисторы и соединены параллельно. Тогда их общее сопротивление равно:



Схема примет вид:



Рисунок 4 – Cхема после преобразования

Резисторы и соединены последовательно. Тогда их общее сопротивление равно:



Резисторы и соединены последовательно. Тогда их общее сопротивление равно:



Схема примет вид:



Рисунок 5 – Cхема после преобразования

Резисторы и соединены параллельно. Тогда их общее сопротивление равно:



Резисторы и соединены последовательно. Тогда общее сопротивление цепи равно:



Сила тока в цепи по закону Ома равна



Напряжение на общем сопротивлении по закону Ома равно:



Так как из рисунка 3 два сопротивления и соединены параллельно, напряжение на каждом из них равно общему напряжению:



Определим напряжение на общем сопротивлении по второму закону Кирхгофа:



Так как из рисунка 5 два два сопротивления и соединены параллельно, напряжение на каждом из них равно общему напряжению:



Тогда определим токи по закону Ома:









Напряжение на общем сопротивлении по закону Ома равно:



Так как из рисунка 3 два сопротивления и соединены параллельно, напряжение на каждом из них равно общему напряжению:






Задача №2




1
Условие задачи: Согласно варианту, выбираем данные из таблицы 3. Найти Е₁, Е₂, R₂ (рис.21).






2

4

3


Рисунок 6 – Расчетная схема к задаче 2

Таблица 3 – Данные к задаче 2

Вариант	R1, Ом	R3, Ом	R4, Ом	R5, Ом	R6, Ом	R7, Ом	I2, А	I5, А	I6, А
9	9	7	5	2	1	5	5	2	1

Совместим узлы 2 и 4, тогда ток по первому закону Кирхгофа для узла 2:



Для контура 234, выберем направление по часовой стрелке. Согласно второму закону Кирхгофа:





Преобразуем схему заменив участок 13 эквивалентным сопротивлением R₃₄₅



Схема примет вид:



Рисунок 7 – Схема после преобразования

Ток по первому закону Кирхгофа для узла 2:



Для контура 123, выберем направление по часовой стрелке. Согласно второму закону Кирхгофа:





Для контура 124, выберем направление по часовой стрелке. Согласно второму закону Кирхгофа:





Задача №3

Условие задачи: Согласно варианту, выбираем данные из таблицы 4. Найти условия оптимального согласования нагрузки с резонансным контуром. Найти мощность, выделяемую в нагрузке R_н (рис. 22).



Рисунок 8 – Расчетная схема к задаче 3
Таблица 4 – Данные к задаче 3

Вариант	R, КОм	r, Ом	L, Гн	C, Ф	E, В
9	2	24	10-3	10-6	315 sin(ωt)

Условием оптимального согласования нагрузки с резонансным контуром будет являться равенство . При этом реактивное сопротивление цепи равно нулю, а резонансная частота равна:



Определим сопротивления реактивных элементов в этом случае:





Задача №4

Условие задачи: В цепи (рис. 23) известно U, R₁, R₂, R₃ ,R₄, R₅ (табл. 5). Определить токи в ветвях при разомкнутом и замкнутом ключе К.



Рисунок 9 – Расчетная схема к задаче 4
Таблица 5– Данные к задаче 4

Вариант	U, В	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	R4, Ом	R5, Ом
8	102	8	7	15	9	5

Рисунок 10 – Расчетная схема при разомкнутом ключе

Найдем полное сопротивление цепи:

Резисторы и соединены последовательно. Тогда их общее сопротивление равно:



Резисторы и соединены последовательно. Тогда их общее сопротивление равно:


Резисторы и соединены параллельно. Тогда их общее сопротивление равно:



Резисторы и соединены последовательно. Тогда их общее сопротивление равно:



Сила тока в цепи по закону Ома равна



Напряжение на общем сопротивлении по закону Ома равно:



Так как из рисунка 10 два сопротивления и соединены параллельно, напряжение на каждом из них равно общему напряжению:



Тогда определим токи по закону Ома:







Рисунок 10 – Расчетная схема при замкнутом ключе

Найдем полное сопротивление цепи:

Резисторы и соединены параллельно. Тогда их общее сопротивление равно:



Резисторы и соединены параллельно. Тогда их общее сопротивление равно:



Резисторы и соединены последовательно. Тогда их общее сопротивление равно:



Сила тока в цепи по закону Ома равна



Напряжение на общем сопротивлении по закону Ома равно:



Напряжение на общем сопротивлении по закону Ома равно:



Тогда определим токи по закону Ома:









Задача № 5

Условие задачи: Рассчитать коэффициент передачи LR-четырехполюсника на частоте f = 100 Гц. Построить АЧХ и ФЧХ, если известно R и L.



Рисунок 24 – Электрическая схема к задаче 5

Таблица 6 – Данные к задаче 5

Вариант	R, кОм	L, мГн
8	2	6

1. Коэффициент передачи четырехполюсника



где



2. Для построения АЧХ и ФЧХ определим модуль и фазу комплексного коэффициента передачи



Обозначим тогда



Вычислим с^-1 = 10⁶ с^-1.







3. Для ряда значений циклической частоты ω рассчитаем K_U(ω) и φ(ω). Результаты вычислений сведем в таблицу 1. По данным таблицы построим АЧХ (рис. 16) и ФЧХ (рис.17).

Таблица 7 – Результаты вычислений K_U(ω)

ω, с-1	0
К(ω)	1000	970,14	707,11	371,39	196,12	99,50	49,94	24,99	16,66	14,28	12,50	11,11

Таблица 8 – Результаты вычислений φ(ω)

ω, с-1	0
φ(ω)°	0,00	2,86	5,71	14,04	26,57	36,87	45,00	63,43	71,57	75,96	78,69	80,54	75,96	78,69	80,54

Рисунок 16 – АЧХ цепи



Рисунок 17 – ФЧХ цепи
4. Рассчитаем модуль и фазу коэффициента передачи на частоте f=100 Гц (ω=628 с^-1).

K_U(ω) = 846,85,

φ (ω) = 0,04°.