Методические указания по выполнению контрольной работы электротехника

Цепи постоянного тока
Определить эквивалентное сопротивление
цепи
ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Временная диаграмма напряжения
Резонансные явления
Цепи со взаимной индуктивностью
ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ
ЦЕПИ С НЕСИНУСОИДАЛЬНЫМИ
ТОКАМИ
ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ
В ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЯХ
Построить в масштабе векторную диаграмму
Катушка с активным сопротивлением
В трёхфазную четырехпроводную сеть
Однофазный понижающий трансформатор
Расчет выпрямителей переменного тока

 

Указания к решению задачи №1

Перед выполнением контрольной работы ознакомьтесь с общими методическими указаниями. Решение задач сопровождайте краткими пояснениями.

Решение задач этой группы требует знания законов Ома, для всей цепи и её участков, первого и второго законов Кирхгофа, методики определения эквивалентного сопротивления цепи смешанном соединении резисторов, а также умения вычислять мощность и работу электрического тока.

 

Пример 1.

Для схемы, приведённой на рис. 41 а, определить эквивалентного сопротивления цепи RAB и токи в каждом резисторе, а также расход электрической энергии цепью за 8ч работы.

 

Решение. Задача относится к теме “Электрические цепи постоянного тока”. Проводим поэтапное решение, предварительно обозначив стрелкой, ток в каждом резисторе, индекс тока должен соответствовать номеру резистора, по которому он проходит.

1.Определяем общее сопротивление разветвления CD, учитывая, что резисторы R3 и R4  соединены между собой последовательно, а с резистором R5- параллельно:

 Ом

2. Определяем общее сопротивления цепи относительно зажимов СЕ.

Так как резистор RCD и R2 включены параллельно, то:

 Ом (рис.41, в).

3. Находим эквивалентное сопротивление всей цепи:

6

 Ом (рис.41, г).

4. Определяем ток в сопротивлениях цепи. Так как напряжение UАВ приложено ко всей цепи, а RАВ=10 Ом, то, согласно закону Ома:

 А.

Внимание! Нельзя последнюю формулу писать в виде:

так как UАВ приложено ко всей цепи, а не к участку R1

Для определения тока I2 нужно найти напряжение на резисторе R2, т.е. UСЕ. Очевидно , UCE меньше UAB на величину потери напряжения в резисторе R1, т.е. UCE=UAB-I1R1=300-30*8=60 В. Тогда

 А.

Так как UCE=UCD, то можно определить токи I3,4 и I5:

   А;  А

С помощью Кирхгофа, записанного для узла С, проверим правильность определения токов:

 , 30=20+4+6.

5. Расход энергии цепью за 8 ч работы:

 Вт*ч=72 кВт*ч

Указания к решению задач 2, 3 и 4.

Эти задачи относятся к неразветвлённым и разветвленным цепям и перемоткам, трёхфазным цепям переменного тока. Перед их решениям необходимо изучить соответствующие разделы. Ознакомитесь с методикой построения векторных диаграмм.

Пример 1.

В неразветвлённой цепи переменного тока R1=20 Ом, R2=4 Ом, XL1=4 Ом, XL2=6 Ом, XC1=2 Ом.

Подведённое напряжение U =40 В.

Определить: полное сопротивление Z, ток I, коэффициент мощности cosφ, полную мощность S, активную мощность P, реактивную мощность G.

Построить в масштабе векторную диаграмму.

42

7

Решение

1.     Полное сопротивление цепи определяется по формуле:

где   Ом - активное суммарное сопротивление цепи.

 Ом

-сумма индуктивных и емкостных сопротивлений. Тогда:

 Ом

2.     По закону Ома для цепи переменного тока находим ток в цепи:

 А

3.     Коэффициент мощности cosφ:

4.     Определяем полную мощность:

 

5.     Активная мощность:

P = U·I ·cos j=40·4·0,6 = 96Вт

6.     Реактивная мощность:

Q= U·I ·sin j=40·4·0,8 = 128 вар

Для построения векторной диаграммы определим падение напряжение на сопротивлениях:

 

   В  В   В  В

 

Для рассматриваемого примера задаёмся масштабом:

по току:

по напряжению:

Длина векторов напряжений:

 см

Длина векторов напряжений:

 см   см

 

 

 

8

 см   см  см

Поскольку ток является одинаковой величиной для всех сопротивлений, диаграмму строим относительно вектора тока.

1. Горизонтально в масштабе откладываем вектор тока.

2. Вдоль вектора тока откладываем векторы  UR1 и UR2

3. Под углом 90˚ откладываем векторы напряжения и в сторону опережения вектора тока (вверх), т.к. положительное вращение векторов принято против часовой стрелки.

4. Под углом 90˚ к вектору тока откладываем вниз вектор напряжения на ёмкостном сопротивлении.

5. Векторы , , откладываем по правилу сложения векторов, в результате чего получаем вектор приложенного напряжения:

Угол φ между векторами общего напряжения  и тока I называется углом сдвига фаз между током и напряжением.

По виду векторной диаграммы необходимо научится определять характер нагрузки.

В нашем случае напряжение опережает ток: нагрузка имеет активно –индуктивный характер

Реактивные сопротивления и проводимости электрических цепей