Задача 1
В цепи постоянного тока со смешанным соединением резисторов определите эквивалентное сопротивление цепи относительно выводов АВ, ток, напряжения, мощности каждого участка и составьте уравнение баланса мощностей.
Цепь постоянного тока содержит шесть резисторов, соединенных смешанно.
Величина одного из заданных токов или напряжений приведены в таблице.
Индекс тока и напряжения совпадает с индексом резистора, по которому проходит ток или на котором действует указанное напряжение. Например, через резистор R5 проходит ток I5 и на нем действует напряжение U5.
Задача 2
Определите токи ветвей электрической цепи постоянного тока, применив метод узлового напряжения. Составьте уравнение баланса мощностей. (См. решение типового примера 2)
| Вариант | Е1, В | Е2, В | R01, Ом | R02, Ом | R1, Ом | R2, Ом | R3, Ом | R4, Ом |
| 0,2 | 0,2 | 0,8 | 1,8 | |||||
| 0,6 | 0,4 | 5,5 | 3,6 | |||||
| 0,6 | 0,5 | 11,4 | 8,5 | |||||
| 0,1 | 0,1 | 1,9 | 1,4 | |||||
| 0,8 | 3,7 | |||||||
| 1,5 | 10,5 | |||||||
| 0,5 | 1,5 | 7,5 | 22,6 | |||||
| 0,4 | 0,4 | 3,6 | 11,6 |
Задача 3
Определите токи ветвей электрической цепи постоянного тока, применив метод узловых и контурных уравнений (по первому и второму закону Кирхгофа).
Составьте уравнение баланса мощностей. (См. решение типового примера 3)
| Вариант | Е1, В | Е2, В | R01, Ом | R02, Ом | R1, Ом | R2, Ом | R3, Ом |
| 0,5 | 0,5 | ||||||
| 0,5 | 0,5 | ||||||
Задача 4
Для неразветвленной цепи переменного тока определить следующие величины, если они не заданы: полное сопротивление, напряжение, приложенное к цепи, ток, угол сдвига фаз, активную, реактивную и полную мощности цепи. Частота тока f = 50 Гц.
Начертите в масштабе векторную диаграмму и поясните ее построение.
Поясните характер изменения тока, активной мощности и угла сдвига фаз в цепи при увеличении частоты в два раза.
| Вариант | Номер рисунка | R1,Ом | R2,Ом | L1, мГн | L2, мГн | С1, мкФ | С2, мкФ | Дополнительный параметр |
| а | - | - | 530,7 | S = 180 ВА | ||||
| б | 38,2 | - | - | Р = 24 Вт | ||||
| в | 12,7 | - | 397,5 | 79,5 | QL1 = 16 ВАр | |||
| г | - | 31,8 | 25,4 | 530,7 | - | U = 80 В | ||
| д | 28,6 | - | - | Р = 400 Вт | ||||
| а | - | - | 79,5 | UR2 = 240 Вт | ||||
| б | 12,7 | - | - | QC1 = -320 ВАр | ||||
| в | - | 39,7 | UC1 = 40 В | |||||
| г | - | 25,4 | 12,7 | 353,3 | - | Q = 75 Вар | ||
| д | 12,7 | 6,36 | - | - | I = 4 А |
| а) | б) |
| в) | г) |
| д) |
Задача 5
По заданной векторной диаграмме для неразветвленной цепи переменного тока частотой f = 50 Гц начертите схему цепи и определите следующие величины: сопротивление каждого элемента и полное сопротивление цепи; напряжение, приложенное к зажимам цепи; угол сдвига фаз по величине и знаку; активную, реактивную и полную мощности цепи.
Поясните характер изменения тока и угла сдвига фаз (по величине и знаку) при уменьшении частоты тока в 2 раза. Вычислите частоту, при которой в цепи наступит резонанс напряжений, определите ток при резонансе.
| Вариант | Номер рисунка | I, А | U1, В | U2, В | U3, В | U4, В | U5, В |
| а | - | ||||||
| б | - | ||||||
| в | |||||||
| г | |||||||
| д | |||||||
| а | - | ||||||
| б | - | ||||||
| в | |||||||
| г | |||||||
| д |
| а) | б) |
| в) | г) |
| д) |
Задача 6
Цепь переменного тока содержит две параллельные ветви с различными элементами. Частота тока f = 50 Гц. Определите следующие величины, если они не заданы: токи в обеих ветвях, ток в неразветвленной части цепи; напряжение, приложенное к цепи; активную. Реактивную и полную мощности всей цепи. Начертите в масштабе векторную диаграмму цепи. Возможно ли в данной цепи получить резонанс токов?
| Вариант | Номер рисунка | R1,Ом | R2,Ом | L1, мГн | L2, мГн | С1, мкФ | С2, мкФ | Дополнительный параметр |
| а | - | 76,4 | 530,7 | Р2 = 576 Вт | ||||
| б | - | 19,1 | - | Q = 16 ВАр | ||||
| в | - | 57,3 | - | - | 132,5 | UL1 = 96 В | ||
| г | - | 38,2 | - | - | S2 = 180 ВА | |||
| д | - | - | 397,5 | Р1 = 64 Вт | ||||
| а | - | 127,4 | 397,5 | I2 = 12 А | ||||
| б | - | 63,7 | - | UR2 = 80 В | ||||
| в | - | - | - | 66,2 | QL1 = 288 ВАр | |||
| г | - | 19,1 | - | - | U = 40 В | |||
| д | - | - | 66,2 | 176,6 | S1 = 540 ВА |
| а) | б) | |
| в) | г) | |
| д) | ||
Задача 7
Три группы сопротивлений соединили звездой с нулевым проводом и включили в трехфазную сеть переменного тока с линейным напряжением Uном. Активные сопротивления в фазах А, В, С соответственно равны RА, RВ, RС; реактивные - хА, хВ, хС. Определить величины, отмеченные прочерками в таблице и начертить в масштабе векторную диаграмму цепи в нормальном режиме.
Начертить векторную диаграмму в аварийном режиме при отключении фазы А.
Из векторных диаграмм определить графически токи в нулевом проводе в обоих режимах.
| Номер варианта | Номер рисунка | Uном, В | RА, Ом | RВ, Ом | RС, Ом | ХА, Ом | ХВ, Ом | ХС, Ом | IА, A | IВ, A | IС, A | РА, Вт | РВ, Вт | РС, Вт | QА, ВAр | QВ, ВAр | QС, ВAр |
| а | - | нет | - | - | - | - | - | - | - | нет | |||||||
| б | нет | - | - | - | - | - | - | нет | - | - | |||||||
| в | - | нет | - | - | - | - | - | - | - | нет | |||||||
| г | нет | - | - | - | нет | - | - | - | - | - | |||||||
| д | нет | - | - | - | - | - | - | - | - | нет | |||||||
| а | - | нет | - | - | - | - | нет | - | - | - | |||||||
| б | - | нет | - | - | - | - | - | - | - | Нет | |||||||
| в | - | нет | - | - | - | - | нет | - | - | - | |||||||
| г | - | нет | нет | нет | - | - | - | - | нет | нет | нет | - | |||||
| д | нет | нет | нет | - | - | - | - | нет | нет | нет | - |
| а) | б) | в) |
| г) | д) |
Теоретические вопросы по дисциплине «Электротехника и электроника»
| № | Вопросы |
| Основные электрические величины: электрический ток, напряжение, электродвижущая сила, сопротивление, проводимость-определение, единицы измерения. | |
| Основные элементы электрических цепей, классификация электрических цепей по типу электромагнитных процессов, по типу элементов. | |
| Закон Ома – понятие, расчеты. | |
| Последовательное соединение энергопотребителей в цепи постоянного тока. Свойства цепи. | |
| Параллельное соединение энергопотребителей в цепи постоянного тока. Свойства цепи. | |
| Закон Кирхгофа – понятие, расчеты. | |
| Конденсаторы, их назначение, схемы соединения конденсаторов. | |
| Магнитное поле: характеристики, единицы измерения. | |
| Взаимодействие магнитного поля и проводника с током. Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. | |
| Явление само- и взаимоиндукции. | |
| Намагничивание тел. Явление Гистерезиса. | |
| Переменный ток: понятие, характеристики, единицы измерения, графическое изображение. | |
| Цепь переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления, катушки индуктивности и емкости. Резонанс напряжений. | |
| Цепь переменного тока с параллельным соединением катушки индуктивности и конденсатора. Резонанс токов. | |
| Мощность в цепи переменного тока. Коэффициент мощности. | |
| Однофазный трансформатор - назначение, устройство, принцип действия. | |
| Трехфазная система - определение, открытие, применение. | |
| Соединение обмоток трехфазного генератора и потребителей по схеме «звезда». | |
| Соединение обмоток трехфазного генератора и потребителей по схеме «треугольник». | |
| Преобразование треугольника сопротивлений в звезду и обратное преобразование. | |
| Мощность трехфазной сети. | |
| Электрические измерения, понятие. Виды погрешностей. | |
| Системы электроизмерительных приборов: магнитоэлектрическая, электромагнитная, электродинамическая, индукционная. | |
| Электрические измерения в цепях постоянного и однофазного переменного тока. Расширение пределов измерений. | |
| Измерение мощности и энергии. | |
| Измерение цифровыми приборами. Преобразователи неэлектрических величин. | |
| Общие сведения о трансформаторах, назначение, классификация. | |
| Режимы работы трансформаторов. | |
| Трехфазный трансформатор: назначение, устройство, группы и схемы соединения, | |
| Параллельная работа трансформаторов. | |
| Измерительные трансформаторы: назначение и устройство | |
| Основные сведения об электрических машинах. | |
| Машины постоянного тока: устройство, принцип действия. | |
| Классификация машин постоянного тока по способу возбуждения. | |
| Режимы работы двигателей постоянного тока | |
| Асинхронный двигатель с фазным ротором: устройство, принцип действия. | |
| Запуск асинхронного двигателя с фазным ротором. | |
| Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором: устройство, принцип действия. | |
| Способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей. | |
| Синхронные машины: устройство, принцип действия. | |
| Однофазные двигатели и двигатели малой мощности, назначение. | |
| Основные полупроводниковые приборы. |
Список рекомендуемых источников:
1. Лоторейчук Е.А. Теоретические основы электротехники, 2013
2. Синдеев Ю.Г., Электротехника с основами электроники, Учебное пособие для профессиональных училищ, лицеев, колледжей, Ростов-на-Дону, 2010
3. Бутырин П.А., Электротехника, Издательство «Академия», 2007
4. Евдокимов Ф.Е., Общая электротехника. Энергоатомиздат, 1990
5. Попов B.C., Теоретическая электротехника, Энергоатомиздат, 1990