Ответ
1. В номинальном режиме предохранитель FB перегорит через 2сек., FC перегорит через 2,8сек.. Более надежен предохранитель FA.
2. При токах нагрузки, превышающих номинальные в два раза НВ=НС=2.32 А и НА= НВ+НС=4.64А. Предохранитель FB перегорит через 0,8 сек., FA перегорит через 0,7 сек. раньше, чем FC (1,2сек.). Предохранитель FC не перегорит—это неправильно.
3. При токе К.З. в точке К1 перегорит предохранитель FB через0,4сек. При токе К.З. в точке К2 перегорит FA через 0,8сек. раньше, чем FC (1сек.). Нагрузка НВ потеряет питание из-за К.З. в точке К2—это неправильно.
При токе К.З. в точке К3 перегорит FA через 0,8сек.
№ 2
Номинальный ток нагрузки, питающейся через автоматический выключатель Q1, равен 1.16 А. Определить время срабатывания автомата Q1 при:
1) номинальном токе;
2) токе, превышающем номинальный в 1,5 раза;
3) токе КЗ?
Время — токовая характеристика Q1
Ответ
1. Время срабатывания при I H – 1,4 секунды.
2. Время срабатывания при I = 1.74А – 0,8 секунды.
3. Время срабатывания при I КЗ — 0,2 секунды.
№ 3
Три резистора типа ПЭВ по 25,16 Ом каждый соединены последовательно. Резисторы имеют разные номинальные мощности: первый -10 Вт, второй - 50 Вт, третий - 10 Вт. Цепочка резисторов подключена к источнику питания с ЭДС 75 В. Дать и обосновать ответы на вопросы:
1. По каким внешним признакам можно различить резисторы?
2. Какие резисторы нагреются до недопустимо высокой температуры?
3. Какой из резисторов будет иметь большую температуру через 10 с и какой - через 10 час после включения?
Ответ
1. Резисторы различают по размеру и маркировке на корпусе.
2. I = U/R1; RΣ = 25,16+25,16+25,16=75,48 Ом
I = 75/75,78=0.99 A
P = I2 R; P1=74 Вт > 10 Вт; P2 =74 Вт >50 Вт; P3 =74 Вт > 10 Вт
Нагреется до недопустимой температуры все три резистора.
|
|
3. Большую температуру через 10с и 10час будет иметь первый и третий резистор.
№ 4
Катушка промежуточного реле переменного тока имеет следующие параметры: номинальное напряжение питания - 220 В; активное сопротивление - 1316 Ом; индуктивное -5300 Ом. Дать обоснованные расчетами ответы на следующие вопросы:
1. Во сколько раз ток срабатывания реле больше рабочего тока?
2. К каким последствиям приведет появление ржавчины в месте прилегания якоря к сердечнику?
3. Может ли механическая перегрузка явиться причиной сгорания катушки?
Ответ
1. 
2. При появлении ржавчины в месте прилегания якоря к сердечнику уменьшается индуктивное сопротивление и увеличится рабочий ток, что будет перегрузкой для реле.
3. Механическая перегрузка может привести к сгоранию катушки, т.к. I СР= I РАБ.
№ 5
Электромагнит кодового замка питается от источника постоянной ЭДС 220 В. Активное сопротивление обмотки, имеющей 5016 витков, равно 126 Ом. Ход якоря 10 мм. Площадь полюса 1 см2. Определить ток срабатывания электромагнита при сопротивлении возвратной пружины в исходном положении 0,5 Н и рабочий ток электромагнита? Дать обоснованный ответ на вопрос - может ли механическая перегрузка привести к перегреву катушки магнита постоянного тока? Зазор в притянутом состоянии 0,1 мм, сила противодействия пружины 1 Н.
Ответ
1. Ток срабатывания электромагнита
Электромагнит кодового замка питается от источника постоянной ЭДС, механическая нагрузка.
№ 6
Активное сопротивление обмотки электромагнита постоянного тока при температуре 10 °C равно 526 Ом. Сила тяги электромагнита при питании катушки от источника ЭДС 220 В равна 1 Н. Как изменится сила тяги электромагнита при температуре 80 °С, если известно, что жесткость пружины, длина зазора и напряжение питания не зависят от температуры?
|
|
Ответ
1. Ток через катушку магнита при t Н=10 оС
2. 
, где F – сила катушки
I - ток проходящий через катушку
w - число витков катушки
Определим как изменится сопротивление провода при t =80 оС
где r 0 – сопротивление обмотки при t Н=10 оС
t K – конечная температура, t K=80 оС
α – температурный коэффициент сопротивления, для меди α= 0,0039
3. Ток проходящий через катушку при t =80 оС
4. Сила тяги электромагнита при t =80 оС
При изменении температуры обмотки электромагнита с 10 оС до 80 оС сила тяги уменьшится до 0,795Н.
№ 7
На рисунке изображена кривая предельно - допустимой длительности перегрузки электродвигателя. Выбрать устройство, обеспечивающее надежную защиту электродвигателя от перегрузки и наиболее полное использование перегрузочной способности электродвигателя.
Ответ
Для обеспечения надежной защиты электродвигателя от перегрузок выбираем автоматический выключатель марки АП 50Б-МТ с I Н =10А. Для обеспечения наиболее полного использования перегрузочной способности электродвигателя выбираем тепловое реле ТРП или ТРН.
Тепловое реле отключает электродвигатель не мгновенно, а через некоторое время. Количество теплоты выделенной в реле и количество теплоты выделенной в электродвигателе пропорционально квадрату тока, поэтому при полном соответствии их тепловых характеристик рассматриваемая защита позволит наиболее полно использовать перегрузочную способность.
|
|
№ 8
Электромагнит постоянного тока имеет на сердечнике две катушки. Питается от источника ЭДС. При каком способе соединения катушек сила тяги электромагнита будет максимальна? Ответ обосновать.
Ответ
Для определения силы тяги используем формулу Максвела
При параллельном соединении катушек
При последовательном соединении катушек
Если предположить, что сопротивление катушек одинаково и напряжение подано тоже равное, то проанализировав обе формулы получим: при параллельном соединении сила тяги в 8 раз больше.
№ 9
Построить характеристики времени действия реле РТ - 81/1 при следующих, уставках:
1. I н=5.16 A; t cр=0,5 с; k сэ=4;
2. I H=5.16 A; t CP=4 с; k СЭ=4;
где I H - уставка реле по току;
t CP - уставка по времени срабатывания реле;
k СЭ - кратность тока срабатывания электромагнитного элемента реле относительно I H.
Ответ
№ 10
Построить характеристики времени действия реле РТ - 95/1 при следующих уставках:
1. I H=10.16 A; I CP=0,5 с; k СЭ=8;
2. I H =10.16 А; I CP = 4 с; k СЭ = 8.
Ответ
IСЭ=10.16*8=81,28 А
№ 11
Как нужно соединить катушки электромагнитов, чтобы получить максимальную силу тяги электромагнита постоянного тока при питании от источника ЭДС?
Ответ
Катушки электромагнитов необходимо соединить таким образом чтобы их магнитные потоки складывались. Направление потока в катушке определяется по правилу «буравчика». Если рукоятку буравчика вращать по направлению тока в катушке, то направление магнитного потока совпадет с направлением движения острия буравчика. В зависимости от подводимого напряжения и максимально допустимого тока, катушки можно соединять и последовательно и параллельно.
№ 12
Определить значение тока, при котором происходит расплавление цинковой плавкой вставки за время t ПЛ = 0,5 с, которая имеет начальную температуру тнач = 116 0 С, площадь поперечного сечения S = 4 мм2.
Ответ
, где α =9000 для цинка
№ 13
При размыкании активно - индуктивной цепи плоскими пружинными контактами между контактами возникла электрическая дуга. В каком направлении будет изогнута дуга и почему?
Ответ
Направление потоков Ф/ и Ф// Определяем по правилу Буравчика. Электрическую дугу можно рассмотреть как проводник в магнитном поле. Направление магнитного поля обратно F. Направление силы определим по правилу левой руки. Левую руку расположим так, чтобы магнитное поле входило в ладонь, вытянутые четыре пальца показывали направление тока, а отогнутый под прямым углом большой палец покажет направление силы. Следовательно дуга будет направлена вверх.
№ 14
Построить характеристику времени срабатывания плавкой вставки, выполненной из цинка и имеющей площадь поперечного сечения S = 4 мм2, при начальной температуре Тнач = 116 0 С.
Ответ
, α для цинка -9000
| t,c | 0,5 | 0,2 | 0,1 | |
| I K,A |
