ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

При изучении дисциплины «Электротехника» выполняются две контрольные работы.

Вариант контрольной работы выбирается по последней цифре шифра учащегося. В таблицах вариантов даны необходимые для решения задач числовые значения.

Контрольная работа должны быть выполнены полностью и по своему варианту, иначе она будет возвращена без проверки.

Работа выполняется в отдельной тетради в клетку. Условия задач переписывать полностью. Необходимо оставлять поля шириной 25-30 мм для замечаний рецензента, а в конце тетради - 2-3 страницы для рецензии. Формулы и расчеты надо писать ручкой, давая пояснения ко всем действиям, а чертежи и схемы выполнять карандашом, на векторных диаграммах указать масштаб. Решение задач обязательно следует вести в международной системе единиц (СИ).

В конце работы нужно поставить подпись и указать использованную литературу.

После получения работы с оценкой и замечаниями рецензента надо исправить отмеченные ошибки, выполнить все указания и повторить недостаточно усвоенный материал. Если контрольная работа не зачтена, то необходимо выполнить ее снова и передать на повторную проверку.

При возникновении затруднений, а также для получения консультации можно обратиться на заочное отделение колледжа. Сдача экзаменов разрешается учащимся, которые получили «зачет» по контрольной работе.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

Контрольная работа содержит три задачи. Перед ее выполнением следует разобрать типовые примеры.

Типовой пример 1.1

Для схемы, приведенной ниже, определить эквивалентное сопротивление цепи R_АВ, токи в каждом резисторе и напряжение U_АВ, приложенное к цепи. Известны R₁ = 5 Ом, R₂ = 15 Ом, R₃ = 10 Ом, R₄ = 10 Ом, R₅ = 4 Ом, I₄ = 5А.

Как изменятся токи в резисторах при: а) замыкании рубильника Р₁; б) расплавлении вставки предохранителя Пр₄? В обоих случаях напряжение U_АВ остаётся неизменным.

Решение

Индекс тока соответствует номеру резистора, по которому он проходит.

1. Определяем общее сопротивление разветвления R₂, R₃. Резисторы соединены параллельно, поэтому

.

Теперь схема принимает вид

2. Резисторы R₂₃ и R₅ соединены последовательно, их общее сопротивление определяем по формуле

.

Соответствующая схема приведена на рисунке ниже.

3. Резисторы R₂₃₅ и R₄ соединены параллельно, их общее сопротивление определяем по формуле

.

Теперь схема имеет следующий вид

4. Находим эквивалентное сопротивление всей цепи:

.

5. Зная силу тока I₄, находим напряжение на резисторе R₄:

.

Это же напряжение приложено к резисторам R₂₃+R₅, (рис. в п.1). Поэтому ток в резисторе R₅ определяем так:

.

6. Находим падение напряжения на резисторе R₅:

.

Поэтому напряжение на резисторах R₂, R₃ определяем следующим образом:

.

7. Определяем токи в резисторах R₂ и R₃:

.

.

Применяя первый закон Кирхгофа, находим ток в резисторе R₁:

.

8. Вычисляем падение напряжения на резисторе R₁:

.

9. Находим напряжение U_АВ, приложенное по всей цепи:

,

или

.

10. При включении рубильника Р₁ сопротивление R₁ замыкается накоротко и схема принимает следующий вид

Эквивалентное сопротивление в этом случае определяем так:

.

Поскольку напряжение U_АВ остаётся равным 100 В, можно найти токи в резисторах R₄ и R₅:

.

.

Определяем падение напряжения на резисторе R₅:

.

Поэтому напряжение на резисторах R₂ и R₃ определяем следующим образом:

.

Теперь можно найти токи в резисторах R₂ и R₃:

,

.

Проверим правильность вычисления токов, используя первый закон Кирхгофа:

.

Однако

.

Таким образом, задача решена верно.

11. При расплавлении предохранителя Пр.₄ резистор R₄ выключается, и схема принимает следующий вид

Вычисляем эквивалентное сопротивление схемы:

.

Поскольку напряжение U_АВ остаётся неизменным, находим токи I₁ и I₅:

.

Напряжение на резисторах R₂, R₃ определяем по формуле

.

Находим токи I₂, I₃:

. .

Сумма этих токов равна току I₁:

.

Задача 1

Цепь постоянного тока содержит несколько резисторов, соединённых смешанно. Схема цепи с указанием сопротивлений резисторов приведена на рис. 1. Номер схемы и дополнительные данные приведены в таблице 1. Индекс тока или напряжения совпадает с индексом резистора, по которому проходит этот ток или на которое действует это напряжение.

Определить величину, указанную в таблице, и мощность, потребляемую всей цепью.

Таблица 1.

Сх. 1	Сх. 2
Сх. 3	Сх. 4
Сх. 5
Рис. 1. Схемы к задаче 1

Типовой пример 1.2

Активное сопротивление катушки R = 6 Ом, индуктивное X_L = 10 Ом. Последовательно с катушкой включено активное сопротивление R = 2 Ом и конденсатор сопротивлением X_C = 4 Ом (рис. ниже). К цепи приложено напряжение U = 50 B (действующее значение напряжения).

Определить:

- полное сопротивление цепи;

- ток;

- угол сдвига фаз;

- активную, реактивную и полную мощности;

- напряжение на каждом сопротивлении.

Начертить векторную диаграмму цепи.

Решение

1. Определяем полное сопротивление цепи:

.

2. Определяем ток:

.

3. Угол сдвига фаз находим по синусу во избежание потери знака угла (косинус является четной функцией):

.

4. Определяем активную мощность цепи:

,

или

,

где - коэффициент мощности цепи.

5. Определяем реактивную мощность цепи:

,

или

.

6. Определяем полную мощность цепи:

,

или

.

7. Определяем падение напряжения на сопротивлениях цепи:

,

,

,

.

8. Векторную диаграмму начинаем строить с вектора тока, который откладываем по горизонтали. Вдоль вектора тока откладываем векторы падений напряжения на активных сопротивлениях U и U . Из конца вектора U_R откладываем в сторону опережения вектора тока на 90 вектор падения напряжения U_L на индуктивном сопротивлении. Из конца вектора U_L откладываем в сторону отставания от вектора тока на 90 вектор падения напряжения на конденсаторе U_C. Геометрическая сумма векторов U , U_R, U_L и U_C равна полному напряжению U, приложенному к цепи.

Задача 2

Цепь переменного тока содержит различные элементы (резисторы, индуктивности, ёмкости), включённые последовательно. Схема цепи приведена на рис. 2. Номер схемы совпадает с номером варианта. Значение сопротивлений всех элементов, а также один дополнительный параметр даны в таблице 2.

Определить следующие величины:

- полное сопротивление Z;

- напряжение U, приложенное к цепи;

- ток I;

- угол сдвига фаз (по величине и по знаку);

- активную P, реактивную Q и полную S мощности цепи.

Начертить векторную диаграмму.

Таблица 2

Сх. 1	Сх. 2
Сх. 3	Сх. 4
Сх. 5	Сх. 6
Сх. 7	Сх. 8
Сх. 9	Сх. 10
Рис. 2. Схемы к задаче 2

Типовой пример 1.3

В трехфазную четырехпроводную сеть включили звездой несимметричную нагрузку: в фазу А - конденсатор с емкостным сопротивлением =10Ом; в фазу В - активное сопротивление = 8 Ом и индуктивное = 6 Ом, в фазу С -активное сопротивление R_C = 5 Ом. Линейное напряжение сети = 380 В.

Определить фазные токи, начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и найти графически ток в нулевом проводе. Схема цепи дана на рис. ниже.

а) электрическая схема б) векторная диаграмма

Решение

1. Определяем фазные напряжения установки:

.

2. Находим фазные токи

Здесь

Для построения векторной диаграммы выбираем масштабы по току: 1 см - 10 А и по напряжению: 1 см - 100 В. Построение диаграммы начинаем с векторов фазных напряжений , и , располагая их под углом 120° друг относительно друга (см. рис.). Ток опережает напряжение на угол 90°, ток отстает от напряжения на угол , который находим из выражения

Ток совпадает с напряжением . Ток в нулевом проводе равен геометрической сумме трех фазных токов. Измеряя длину вектора тока , которая оказалась равной 6,8 см, находим ток = 68 А.

Задача 3

В трехфазную четырехпроводную сеть с линейным напряжением U_ном включили звездой разные по характеру сопротивления. Определить линейные токи и начертить в масштабе векторную диаграмму цепи. По векторной диаграмме определить числовое значение тока в нулевом проводе. Данные для своего варианта взять в таблице 3. Номер схемы (рис. 4) совпадает с номером варианта. Какие сопротивления надо включить в фазы В и С приведенной схемы, чтобы ток в нулевом проводе стал равен нулю при неизменных значениях сопротивлений в фазе А?

Таблица 3

№ варианта № схемы
, В

сх. 1	сх. 2
сх. 3	сх. 4
сх. 5	сх. 6
сх. 7	сх. 8
сх. 9	сх. 10

Рис. 3 Схемы к задаче 3

Контрольная работа № 2

Вариант задания выбирается по последней цифре шифра из таблицы 4.

Таблица 4

• ⇐ Назад
• 1
• 234
• Далее ⇒