ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ. Для цепи постоянного тока, изображенной на рис

Задача 1

Для цепи постоянного тока, изображенной на рис. 1, заданы элек­трические величины в таблице 1. Индексы тока, напряжения, со­противления и мощности совпадают. Напряжение на зажимах ис­точника ЭДС — U. Определить все неизвестные токи, сопротивле­ния, напряжения участков и цепи в целом. Составить баланс мощ­ностей.

Таблица 1

Дан­ные	Номер варианта
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
R1 Ом	20	20	4	?	5	60	2	4	4	3
R2 Ом	?	35	8	= R4	10	10	4	4	?	3
R3 Ом	25	5	6	?	20	=R4	8	?	2	1,5
R4 Ом	45	10	3	= R2	30	R3	5	6	4	2
R5 Ом	60	15	?	?	25	?	3	6	6	?
R6 Ом	60	—	—	10	50	—	6	12	3	?
r0 Ом	1	2	0,1	2	2	2	0,5	0,2	0,5	0,5
Е В	168	?	?	?	?	168	63	?	?	?
U В	?	?	U5 =27	U3=10 U5=40	?	?	?	U6=24	U2=30	?
Р Вт	?	P4=90	7	P1=500 P2 = 60	?	?	?	?	?	?
I А	/з = 3	?	/з = 2	I1 =5	I4 =2	/1 =1 /5=4	?	/ = 5	/1=12	/=2,4 /3=1,6

Вариант 8 Вариант 9

Задача 2

В электрическойцепи (рис. 2) преобразовать треугольник со­противлений R₄, R₅, R₆ в эквивалентную звезду. Определить величи­ну токов в ветвях методом, указанным в таблице 2. Проверить мето­дом узлового напряжения. Внутреннее сопротивление источников ЭДС равно нулю. Определить режим работы источников ЭДС.

Таблица 2

Данные	Номер варианта
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Е1, В	10	10	10	30	20	30	30	20	20	30
Е2, В	20	30	40	20	20	10	10	30	10	30
Е3, В	30	30	10	10	5	5	20	10	30	10
R1, Ом	3	6	1,8	3	6	1,8	3	6	1,8	3
R2, Ом	6	3	6	1,8	1,8	3	6	3	6	1,8
R3, Ом	1,8	1,8	3	6	3	6	1,8	1,8	3	6
R4, Ом	10	10	4	6	4	6	10	10	4	6
R5, Ом	6	4	6	10	10	4	6	4	6	10
R6, Ом	4	6	10	4	6	10	4	6	10	4
Метод расчета	Контурных токов	Наложенная	Узловых и контурных уравнений	Контурных токов	Наложенная	Узловых и контурных уравнений	Контурных токов	Наложенная	Узловых и контурных уравнений	Контурных токов

Задача З

Вариант О

Определить ток и магнитный поток тороидальной катушки не-ферромагнитного материала с размерами: диаметр наружный

d₁ = 110 мм, диаметр внутренний d₂ = 70 мм, число витков 450 штук, если магнитная индукция в точках средней линии равна В = 0,02 Т.

Вариант 1 Определить ток и магнитную индукцию тороидальной катушки неферромагнитного материала с размерами: диаметр наружный d₁ = 120 мм, диаметр внутренний d₂ = 80 мм, число витков 500 штук, если магнитный поток сердечника равен Ф = 0,314 Вб.

Вариант 2

Определить ток и магнитный поток кольцевой катушки нефер­ромагнитного материала с размерами: диаметр наружный d₁ = 128 мм, диаметр внутренний d₂ =80 мм, толщина пакета h = 32 мм, число витков 624 штуки, если магнитная индукция в точках средней линии равна В = 0,05 Т.

Вариант 3

Определитьток и магнитную индукцию кольцевой катушки не­ферромагнитного материала с размерами: диаметр наружный d₁ = 120 мм, диаметр внутренний d₂ = 80 мм, толщина пакета h = 30 мм, число витков 480 штук, если магнитный поток сердечника равен Ф = 0,157Вб.

Вариант 4

Определить значение и построить график напряженности маг­нитного поля внутри и вокруг сечения проводника, если радиус про­водника 0,5 см, а ток в проводе 10 А, направленный «к нам». Для построения принять точки R, равные 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 см.

Вариант 5

Определить значение и построить график напряженности магнит­ного поля внутри и вокруг сечения проводника, если радиус провод­ника 0,7 см, а ток в проводе 15 А, направленный «от нас». Для пос­троения принять точкиR, равные 0,3; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9;1,1 см.

Вариант б

Определить значение и построить график напряженности магнит­ного поля внутри и вокруг сечения проводника, если радиус провод­ника 0,4 см, а ток в проводе 10 А, направленный «от нас». Для пос­троения принять точкиR, равные 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,9 см.

Вариант 7

Определить значение и построить график напряженности магнит­ного поля внутри и вокруг сечения проводника, если радиус провод­ника 0,7 см, а ток в проводе 15 А, направленный «к нам». Для постро­ения принять точки R, равные 0,3; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,1 см.

Вариант 8

Определить напряженность магнитного поля и магнитную ин­дукцию в точке А, расположенной посредине на оси цилиндричес­кой катушки (рис. 8) при токе I = 10 А; число витков ω = 200 штук, сердечник выполнен из неферромагнитного материала. Определить напряженность поля в данной точке по приближенной формуле и вычислить погрешность ошибки.

Вариант 9

Определить напряженность магнитногополя и магнитную ин­дукцию в точке А, расположенной посредине на оси цилиндричес­кой катушки (рис. 8) при токе I = 20 А; число витков ω = 300 штук, сердечник выполнен из неферромагнитного материала. Определить напряженность поля в данной точке по приближенной формуле и вычислить погрешность ошибки.

Задача 4

Расчет неразветвленной цепи переменного тока

Напряжение на зажимах цепи, изображенной на рисунке, изменяется по закону u=U_m sin ( ). Амплитудное значение U_m и начальная фаза напряжения, а также значения активных r, индуктивных x_L и ёмкостных x_C сопротивлений приведены в таблице 4.

Задание:

1.Определить показания приборов, указанных в схеме.

2.Определить закон изменение тока в цепи.

3.Определить закон изменение напряжения между точками, к которым подключён вольтметр.

4.Построить векторную диаграмму.

Задача 5

В цепь переменного тока параллельно включены катушка индуктивности, конденсатор и активное сопротивление, (знаком тире (-) обозначены отсутствующие в схеме сопротивления). Начертить схему. b таблице 5 приведены данные задачи, элементы цепи и знаком вопроса (?) обозначены величины, которые необходимо определить. Построить векторную диаграмму токов. Написать условия для наступления в цепи резонанса токов. Определить ток цепи в этом случае.

Таблица 5

Данные	Номер варианта
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
r1 Ом	= X1	-	3	9	-	?	-	-	4	?
X1 Ом	= r1	4	4	12	?	?	?	?	?	?
r2 Ом	-	3	8	-	?	9	?	16	?	-
X2 Ом	?	?	6	15	?	?	?	12	?	6,25
У1 См	?	?	?	?	?	0,05	0,1	?	?	?
У2 См	?	0,2	?	?	?	?	0,4	?	?	?
У См	?	?	?	?	?	?	?	?	?	0,1
I1 А	14,1	15	?	?	12	?	?	?	8	?
I2 А	14,1	?	?	?	8	2	?	4	10	?
I А	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?

Продолжение табл. 5

Данные	Номер варианта
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Iа А	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?
IL А	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?
Ic А	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?
Q вар	?	?	?	?	?	?	?	QL = 640	?	?
bL См	?	?	?	?	?	?	?	?	?	?
bc См	?	?	?	?	?	?	?	?	0,2	?
U В	141	?	?	300	120	?	50	?	40	?
P Вт	?	?	2000	?	768	?	?	?	?	?
S ВА	?	?	?	?	?	?	?	?	?	40
cos φ1	?	0	?	?	0	0,6	?	0	?	?
cos φ2	0	?	?	?	?	0,6	0,8	?	?	0
cos φ	?	?	?	?	?	?	?	?	?	0,6

Задача 6

Расчет трехфазной цепи

К трехфазному источнику с линейным напряжением Uл включена цепь, изображенная на рис. Значения линейного напряжения Uл, активных r, индуктивных хL и емкостных хС сопротивлений приемников приведены в табл. 6.

1. При соединении приемников «звездой» определить токи в линейном и нейтральном проводах, а также активную и реактивную мощность, потребляемые в следующих режимах:

а) трехфазном, при симметричной системе напряжений;

б) при обрыве одной фазы (см. табл. 6);

в) при обрыве нейтрального провода и коротком замыкании одной фазы (см. табл. 6)

2. Те же элементы включить «треугольником» и определить фазные и линейные токи. Определить значения активной и реактивной мощностей, потребляемых цепью, и сопоставить их с соответствующими значениями, определенными для п. 1,а.

3. Построить топографическую диаграмму напряжений и на ней показать векторы токов.

Таблица 6

Вари- ант	Сопротивления, Ом	Оборвана фаза	к.з. фазы
Uл, В	r1	хL1	хC1	r2	хL2	хC2	r3	хL3	хC3
1	220	7	8	12	11	8	7	9	6	4	А	В
2	380	8	9	6	5	9	4	6	8	9	В	С
3	380	10	7	3	4	8	9	6	8	7	С	А
4	220	4	8	7	7	10	5	5	9	4	А	В
5	220	6	8	5	4	9	11	7	10	6	В	С
6	380	9	8	7	6	5	4	10	11	12	С	А
7	220	9	6	8	6	5	5	7	11	4	А	В
8	380	8	10	6	7	9	4	5	11	12	В	С
9	220	7	6	5	4	8	9	10	12	9	С	А
0	380	4	8	6	6	5	9	6	8	10	А	В

Рисунок. Схемы электрических цепей

Задача 7

Вариант 0

К цепи последовательного соединения сопротивлением г = 20 Ом, X_C1= 60 Ом, приложено несинусоидальное напряжение U = 10 + 300 • sin ωt + 40 • sin 3ωt. Определить активную мощ­ность и коэффициент мощности.

Вариант 1

К цепи последовательного соединения сопротивлением r = 20 Ом, X_L1= 10 Ом, X_C1= 30 Ом приложено несинусоидальное напря­жение U = 50 + 500 • sin(ωt + 30) + З00 • sin (3 ωt + 60). Определить активную мощность, потребляемую цепью, и коэффи­циент мощности.

Вариант 2

В цепь с несинусоидальным током i = 2 + 10 • sin ωt + 5 • sin(3ωt + 30°) включены сопротивления r = 40 Ом, X_L1 = 3 Ом. Определить мощность, потребляемую цепью, и коэффициент мощ­ности.

Вариант 3

В цепи с сопротивлением Z = 8 + j 6 протекает несинусоидаль­ный ток i = 10 + 10 • sin(ωt + 60) + 5 sin (3ωt + 30). Опре­делить мощность, потребляемую цепью, и коэффициент мощности.

Вариант 4

Симметричный потребитель трехфазного тока соединен в звезду с сопротивлениями Z_A1 = Z_B1 = Z_C1 = j20 Ом и фазным напряжением

u_ф = u₁ + u₃ +u₅ = 100 • sin ωt + 60 • sin (3 ωt + 30) + 40 • sin (5 ωt - 30). Определить действующее значение тока в нулевом проводе.

Вариант 5

Фазное напряжение в трехфазной симметричной системе равно U_ф = 8 • sin ωt + 60 • sin(3ωt - 30) + 50 • sin 5ωt. Сопротивление нагрузки, соединенное по схеме звезда, Z_A1 = Z_B1= Z_C1 = Определить действующее значение тока в нуле­вом проводе.

Вариант 6

ЭДС фазы А симметричного трехфазного генератора, соединен­ного треугольником, равна e_A = e_A1 + e_A3 = 20 • • sinωt + 15 • sin (3ωt + 60°). Определить показания амперметра, включенного в разрыв треугольника, если сопротивление обмоток считать чисто ре­активным и равным Z₁ = j5 Ом.

Вариант 7

Трехфазный генератор и симметричный потребитель соединены, в звезду. Что покажет вольтметр, измеряющий смещение нейтрали, если ЭДС фазы изменяется по закону: e_A = 200 • sinωt + 150 •3 sinωt + 50 • sin 5ωt?

Вариант 8

Симметричный трехфазный генератор вырабатывает систему ЭДС, где e_A = 300 • sinωt + 200 • sin(3ωt + 30) + 100 • sin (5ωt + 60). Каким будет соотношение между действующими значениями линейного и фазного напряжения, если обмотки генератора соединены звездой?

Вариант 9

Определить коэффициент мощности цепи с напряжением

U = 200 • sinωt + 100 • sin (3ωt + 45°)В и током

i=40 •sin(ωt+30)+10 •sin(ωt+90⁰).А

Литература

Основные источники:

1. Попов В.С. Теоретическая электротехника: учебник. – М.: Высшая школа, 2010
2. Лоторейчук Е.А. Теоретические основы электротехники: учебник. – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2010
3. Ф.Е. Евдокимов Теоретические основы электротехники. – М.: Высшая школа, 2004.
4. В.А.Прянишников. Теоретические основы электротехники. Курс лекций. - М.: КОРОНА принт, 2007.
5. М.Ю. Зайчик. Сборник задач и упражнений по теоретической электротехнике: учеб. пособие. - М.: Академия, 2006.
6. И.О.Мартынова. Электротехника. Лабораторно-практические работы. - М.: КноРус, 2011.

Дополнительные источники:

1. ГОСТ 19880-74. Электротехника. Основные понятия. Термины и определения.
2. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок / Главгосэнергонадзор России. – М., 2006
3. Правила устройства электроустановок. – М.: Энергоатомиздат, 2005.