К выполнению контрольных работ № 1, 2

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Материал, изучаемый по учебнику, необходимо конспектировать в тетради. Основные определения следует подчеркивать, формулы обводить. Электрические схемы должны быть вычерчены в условных обозначениях, соответствующих действующим ГОСТам. После переработки какой-либо темы, необходимо без помощи учебника вывести доказательства законов или формул.

Каждая контрольная работа по общей электротехнике с основами электроники содержит задачи. Варианты для каждого студента индивидуальные. Номер варианта определяется двумя последними цифрами номера личного дела. Например, если номер личного дела 9803, то номер варианта 03.

Задачи, выполненные не по своему варианту, не проверяются и возвращаются студенту.

Контрольная работа выполняется в отдельной тетради, желательно в клетку.

Условия задач следует переписывать полностью. Необходимо оставлять поля шириной 25 мм для замечаний рецензента. Страницы в тетради обязательно должны быть пронумерованы. Формулы и расчеты пишут чернилами, а чертежи и схемы выполняют карандашом, на графиках и векторных диаграммах указывают масштаб. Решение задач обязательно ведут в Международной системе единиц (СИ).

После получения работы с оценкой и замечаниями преподавателя, надо исправить отмеченные ошибки, выполнить все его указания и повторить недостаточно изученный материал. Если контрольная работа выполнена на неудовлетворительную оценку, то студент выполняет ее снова по старому или новому варианту в зависимости от указаний преподавателя и отправляет ее на повторную проверку. В случае возникновения затруднений при выполнении контрольной работы, студент может обратиться в колледж для получения письменной или устной консультации.

Лабораторные работы выполняются в период лабораторно-экзаменационной сессии. К этим работам допускаются студенты после сдачи всех контрольных работ. К сдаче экзаменов допускаются студенты, которые получили положительные оценки по всем контрольным работам и имеют зачет по лабораторным работам.

Номера вариантов и задач для контрольных работ № 1 и 2

Номера вариантов	Номера задач для контрольных работ
								9.1	10.1
								9.1	10.2
								9.1	10.3
								9.1	10.4
								9.1	10.5
								9.1	10.6
								9.1	10.7
								9.1	10.8
								9.1	10.9
								9.1	10.10
								9.2	10.11
								9.2	10.12
								9.2	10.13
								9.2	10.14
								9.2	10.15
								9.2	10.16
								9.2	10.17
								9.2	10.18
								9.2	10.19
								9.2	10.20
								9.3	10.21
								9.3	10.22
								9.3	10.23
								9.3	10.24
								9.3	10.25
								9.3	10.26
								9.3	10.27
								9.3	10.28
								9.3	10.29
								9.3	10.30
								9.4	10.31
								9.4	10.32
								9.4	10.33
								9.4	10.34
								9.4	10.35
								9.4	10.36
								9.4	10.37
								9.4	10.38
								9.4	10.39
								9.5	10.40
								9.5	10.41
								9.5	10.42
								9.5	10.43
								9.5	10.44
								9.5	10.45
								9.5	10.46
								9.5	10.47
								9.5	10.48
								9.5	10.49
								9.5	10.50

ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ № 1

Задача № 1

Цепь постоянного тока содержит несколько резисторов, соединенных смешанно. Схема цепи приведена на соответствующем рисунке. Номер рисунка, значения сопротивлений резистора; тока или напряжения приведены в таблице 1. Например, через резистор R₃ проходит ток I₃, действует напряжение U₃.

Определите величины отмеченные «х» и составьте баланс мощности цепи.

Рисунок 1 Рисунок 2

Рисунок 3 Рисунок 4

Рисунок 5

Таблица 1

№ вари-антов

№ рис.

R1

R2

R3

R4

R5

R6

I1

I2

I3

I4

I5

I6

U1

U2

U3

U4

U5

U6

UAB

-

x

x

x

x

x

-

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

-

x

x

x

x

x

-

x

-

x

x

x

x

x

-

x

x

x

x

-

x

-

x

x

x

x

-

x

x

x

x

x

-

x

-

x

3,75

x

x

x

-

x

x

x

x

x

-

x

-

x

x

x

x

-

x

x

x

x

x

-

x

-

x

x

x

x

x

-

x

x

x

x

-

x

-

x

x

1,25

x

x

-

x

x

x

x

x

-

x

-

x

x

x

x

x

-

x

x

x

x

-

x

-

x

x

x

x

-

x

x

x

x

x

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

1,2

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

4,8

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

4,5

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

Методические указания к задаче 1

Пример

Для схемы, приведенной на рисунке 1.1а, определите эквивалентное сопротивление цепи R_AB, токи в каждом резисторе и напряжение U_AB, приложенное к цепи. Заданы сопротивления резисторов и ток I₄ в резисторе R₄. Как изменятся токи в резисторах при: а) замыкание рубильника Р; б) расплавление вставки предохранителя Пр4? В обоих случаях напряжение U_AB остается неизменным.

Решение. Задача относится к теме «Электрические цепи постоянного тока». Предварительно обозначаем стрелкой направление тока в каждом резисторе, индекс тока должен соответствовать номеру резистора, через который он проходит.

1. Определяем общее сопротивление разветвления R_2, R₃. Резисторы соединены параллельно, поэтому:

Ом

Теперь схема цепи принимает вид, показанный на рисунке 1.1б.

2. Резисторы R_{2, 3} и R₅ соединены последовательно, их общее сопротивление:

3. Резисторы и R₄ соединены параллельно, их общее сопротивление:

Теперь схема цепи имеет вид, приведенный на рисунке 1.1г.

4. Находим эквивалентное сопротивление всей цепи:

(рисунок 1.1д).

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

Это же напряжение приложено к резисторам R_2,3 + R₅ (рисунок 1.1б).

Поэтому ток в резисторе R₅:

6. Находим падение напряжения на резисторе R₅:

,

поэтому напряжение на резисторах R_2,3:

.

7. Определяем токи в резисторах R₂ и R₃:

Применяя 1 закон Кирхгофа, находим ток в резисторе R₁:

8. Вычисляем падение напряжения на резисторе R₁:

9. Находим напряжение U_AB, приложенное ко всей цепи:

или

10. При включении рубильника P₁, сопротивление R₁ замыкается накоротко, и схема цепи имеет вид на рисунке 1.1е. Эквивалентное сопротивление цепи в этом случае: R_AB=R_2,3,4,5=5 Ом.

Поскольку напряжение U_AB остается равным 100 В, можно найти токи в резисторах R₄ и R₅:

;

Определим падение напряжения на резисторе R₅:

Поэтому напряжение на резисторах R₂ и R₃:

.

Теперь найдем токи в резисторах R₂ и R₃:

; .

Проверим правильность вычисления токов, используя 1 закон Кирхгофа: , однако .

Задача решена верно.

11. При расплавлении предохранителя Пр4 резистор R₄ выключается и схема принимает вид на рисунке 1.1ж.

Вычисляем эквивалентное сопротивление схемы:

Поскольку напряжение U_AB остается неизменным, находим токи I₁, I₅:

.

Напряжение на резисторах R_2, R₃:

.

Находим токи I₂, I₃:

; .

Сумма этих токов равна току I₁:

.

12. Баланс мощности:

.

1000 Вт=1000 Вт

а) б)

в) г)

д) е)

ж)

Рисунок 1.1

Задача № 2

Цепь переменного тока содержит различные элементы (резисторы, индуктивности, емкости), включенные последовательно. Схема цепи приведена на соответствующем рисунке. Номер рисунка и значение сопротивлений всех элементов, а также один дополнительный параметр заданы в таблице 2.

Начертите схему цепи и определите следующие величины, относящиеся к данной цепи, если они не заданы в таблице 2:

1) полное сопротивление Z; 2) напряжение U, приложенное к цепи; 3) ток I; 4) угол сдвига фаз (по величине и по признаку); 5) активную P, реактивную Q, полную S мощности цепи

Начертите в масштабе векторную диаграмму цепи и поясните ее построение.

Ответьте на вопрос: как изменятся активная, реактивная и полная мощности цепи при увеличении частоты тока в 2 раза и при неизменном приложенном напряжении? (Поясните!)

Рисунок 6 Рисунок 7

Рисунок 8 Рисунок 9

Рисунок 10

Таблица 2

Номера вариантов	Номер рисунка	R1, Ом	R2, Ом	XL1, Ом	XL2, Ом	XC1, Ом	XC2, Ом	Дополнительный параметр
			-		-		-	QL1=150 вар
					-		-	U=40 B
				-	-		-	I=5 A
					-	-	-	PR1=150 Вт
			-		-			S=360 ВА
			-		-		-	U=50 B
					-		-	I=4 A
				-	-		-	QL1=80 вар
					-	-	-	S=250 ВА
			-		-			P=150 Вт
			-		-		-	I=5 A
					-		-	P=24 Вт
				-	-		-	S=250 ВА
					-	-	-	QL1=80 вар
			-		-			Q=300 вар
			-		-		-	P=800 Вт
					-		-	QС1= -160 вар
				-	-		-	UR1=32 B
					-	-	-	U=100 B
			-		-			I=4 A
			-		-		-	S=500 ВА
					-		-	QL1=500 вар
				-	-		-	P=100 Вт
					-	-	-	I=2 A
			-		-			U=60 B
			-		-		-	UL1=30 B
					-		-	U=100 B
				-	-		-	P2=28 Вт
					-	-	-	Q=48 вар
			-		-			S=200 ВА
			-		-		-	UC1= -36 B
					-		-	UR2=25 B
				-	-		-	QC1= -1200 вар
					-	-	-	I=3 A
			-		-			P=432 Вт
			-		-		-	QC1= -50 вар
					-		-	P2=40 Вт
				-	-		-	UR1=40 B
					-	-	-	I=4 A
			-		-			QL1=1280 вар
			-		-		-	I=10 A
					-		-	UC1= 44 B
				-	-		-	UR1=42 B
					-	-	-	PR1=500 Bт
			-		-			U=350 B
			-		-		-	U=260 B
					-		-	QL1=45 вар
				-	-		-	PR2=720 Bт
					-	-	-	UL1=150 B
			-		-			QC2= -200 вар

Методические указания к решению задачи 2

Пример

Активное сопротивление катушки R_К=6 Ом, индуктивное X_L=10 Ом. Последовательно с катушкой включены активное сопротивление R=2 Ом и конденсатор сопротивлением X_C=4 Ом (рисунок 2.1а). К цепи приложено напряжение U=50 В (действующее значение). Определите:

1) полное сопротивление цепи;

2) ток;

3) коэффициент мощности;

4) активную, реактивную и полную мощности;

5) напряжение на каждом сопротивлении.

Начертите в масштабе векторную диаграмму цепи.

Решение.

1. Определяем полное сопротивление цепи:

2. Определяем ток:

.

3. Определяем коэффициент мощности цепи:

по таблицам Брадиса, находим .

Угол сдвига фаз по косинусу, во избежание потери знака угла (косинус является четной функцией).

4. Определяем активную мощность цепи:

.

5. Определяем реактивную мощность цепи:

.

6. Определяем полную мощность цепи:

или .

7. Определяем падения всех напряжений на сопротивлении цепи:

; ; ; .

Построение векторной диаграммы начинаем с выбора масштаба для тока и напряжения. Задаемся масштабом по току: 1 см = 1,0 А и масштабом по напряжению: 1 см = 10 В. Построение векторной диаграммы (рисунок 2.1б) начинаем с вектора тока, который откладываем по горизонтали в масштабе .

Вдоль вектора тока откладываем векторы падения напряжения на активных сопротивлениях U_RK и U_R: ; . Из конца вектора U_R откладываем в сторону опережения вектора тока на вектор падения напряжения U_L на индуктивном сопротивлении длиной . Из конца вектора U_L откладываем в сторону отставания от вектора тока на вектор падения напряжения на конденсаторе U_C длиной . Геометрическая сумма векторов U_RK, U_R, U_L, U_C равна полному напряжению U, приложенному к цепи.

а) б)

Рисунок 2.1

Задача № 3

Разветвленная цепь переменного тока состоит из двух параллельных ветвей, содержащих активные сопротивления, индуктивности и емкости. Схема приведена на соответствующем рисунке.

Начертите схему цепи и определите величины, отмеченные в таблице 3 крестиками. Постройте векторную диаграмму цепи. Индекс «1» означает, что величина относится к первой ветви, индекс «2» - ко второй.

I₁ и I₂ – токи в ветвях, I – ток в неразветвленной части цепи; U- напряжение, приложенное к цепи; P – активная, Q – реактивная, S – полная мощность всей цепи.

Каким образом в заданной цепи можно уменьшить ток неразветвленной части, при неизменном приложенном напряжении.

Рисунок 11 Рисунок 12 Рисунок 13

Рисунок 14 Рисунок 15 Рисунок 16

Рисунок 17 Рисунок 18

Рисунок 19 Рисунок 20

Номера вариантов

Номер рисунка

R1, Ом

R2, Ом

XL1, Ом

XL2, Ом

XC1, Ом

XC2, Ом

U, В

I, А

I1, А

I2, А

P, Вт

Q, Вар

S, ВА

P1, Вт

P2, Вт

Q1, вар

Q2, вар

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

-

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

-288

x

x

x

x

x

-

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-48

-

-

-

-

x

x

x

x

x

-40

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

-

-

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

Дата добавления: 2014-10-23