- •Часть I. Практические работы 8
- •Тема I. Законы постоянного тока 8
- •Тема 2. Электромагнетизм 22
- •Тема 3. Переменный ток 33
- •Тема 4. Трехфазный ток 49
- •Указания к выполнению заданий
- •Выбор вариантов задач контрольной работы для заочников
- •Список предлагаемых заданий по темам
- •Раздел 1 Электрическое поле. Электрические цепи постоянного тока
- •2. Закон Ома для участка и полной цепи
- •3. Последовательное и параллельное соединение проводников
- •Последовательное соединение
- •Параллельное соединение
- •4. Расширение пределов измерения амперметра и вольтметра
- •5. Первый закон Кирхгофа
- •6. Второй закон Кирхгофа
- •7. Уравнение баланса мощностей
- •8. Задания по законам Кирхгофа
- •9. Примеры решения задач Пример 1
- •Пример 2
- •Пример 3
- •10. Задания к практическим расчетным (контрольной) работам Задачи вариантов 1 – 10, 11 – 20, 21 - 30
- •Задачи вариантов 31 – 40, 41 – 50
- •Тема 2. Электромагнетизм
- •1. Основные формулы и уравнения
- •Взаимодействие проводников с током. Электромагнит.
- •Напряженность магнитного поля. Магнитное напряжение.
- •Закон полного тока. Энергия магнитного поля
- •2. Характеристики намагничивания стали
- •3. Расчет магнитной цепи
- •Магнитная цепь и ее расчет
- •4. Задача на расчет магнитной цепи Задача 1. Прямая задача расчета мц
- •Порядок расчета.
- •Задача 2. (обратная задача расчета мц)
- •5. Задания вариантам практической работе «Расчет магнитных цепей»
- •Тема 3. Переменный ток
- •3.1. Задачи с решениями по теме
- •6. Методические указания к решению задач на переменный ток
- •Общее решение типовых задач
- •7. Расчет цепи
- •8. Пример решения задачи при последовательном соединении потребителей
- •9. Порядок построения диаграммы
- •10. Расчет параллельных цепей переменного тока
- •11. Пример задачи параллельного соединения
- •Решение.
- •Построение векторной диаграммы
- •12. Практическая работа
- •13. Задания по теме «Переменный ток» Задачи вариантов 1 -10
- •Задачи вариантов 11-20
- •3Адачи вариантам 21 – 30
- •Задачи вариантам 31- 40
- •Задачи вариантов 41 – 50
- •Тема 4. Трехфазный ток
- •6. Пример решения задачи по схеме «звезда»
- •7. Пример решения задачи по схеме «треугольник»
- •Решение.
- •Порядок построения векторной диаграммы
- •8. Задания контрольной работе Задачи вариантов 1 − 10
- •Задачи вариантов 11 – 20
- •Задачи вариантов 21 – 30
- •Задачи вариантов 31 − 40
- •Задачи вариантов 41 – 50
- •Тема 5. Трансформаторы
- •1. Однофазный трансформатор
- •2. Трехфазные трансформаторы
- •3. Расчет трансформатора
- •4. Пример расчета однофазного трансформатора
- •5. Пример задачи трехфазного трансформатора
- •6. Задания контрольной работе Задачи вариантов 1 – 10 (однофазный понижающий трансформатор)
- •Технические данные трансформаторов серии осм
- •Задачи вариантам 11-20 (трехфазный трансформатор)
- •Технические данные трансформатора
- •Тема 6. Электрические машины
- •6.1. Расчет генератора постоянного тока с параллельным возбуждением
- •Решение
- •7. Расчет двигателя постоянного тока со смешанным возбуждением
- •Решение
- •8. Расчет двигателей переменного тока с короткозамкнутым ротором
- •9. Пример 1 расчета двигателя с короткозамхнутым ротором
- •Решение
- •Пример 2 расчета асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
- •11. Задания контрольных работ Задачи вариантов 1 - 10
- •Задачи вариантов 11 - 20
- •Задачи вариантам 21 - 30
- •Тема 7. Практическая работа. Выбор типа электродвигателя
- •2. Режимы работы
- •3.Выбор двигателей для различных режимов работы
- •3.1.Продолжительный режим работы
- •3.2.Повторно-кратковременный режим работы
- •3.3. Кратковременный режим работы
- •Практическая часть
- •1.4. Определить моменты двигателя
- •2.3. Определяется расчетная продолжительность включения:
- •Задания контрольной работы
- •Технические данные асинхронных двигателей основного исполнения
- •Тема 8. Практическая работа: Расчет стоимости электроэнергии
- •Двухставочный тариф
- •Одноставочный тариф
- •Практическая часть (таблицы 1 и 3)
- •Задача №2 (таблицы 1, 2 и 4.)
- •Литература
9. Порядок построения диаграммы
Построение векторных диаграмм начинаем с выбора масштаба для тока и напряжения.: mI = 1 А/ см, mU = 5 B/ см. Здесь и масштабные коэффициенты. Они означают, сколько ампер или вольт содержится в 1 см. Масштаб можно задавать и графически, смотри рисунок.
От точки 0 горизонтально вправо проводим вектор тока I общий для всей цепи. В выбранном масштабе его длина будет lI = I / mI = 2 А / (1 А / см)= 2 см
Вектор активного напряжения UR1 совпадает по фазе с током, угол сдвига фаз между ними равен 0, поэтому откладываем его вдоль вектора тока от точки 0 вправо. Его длина lUR1 = UR1 / mU =18 В / (5 В / см)=3,6 см
От конца вектра UR1 откладываем вправо вдоль вектора тока вектор активного напряжения UR2. Его длина lUR2 = UR2 / mU= 22 В / (5 В / см) = 4,4 см
От конца вектора UR2 откладывае вертикально вверх вектор напряжения UL на индуктивном сопротивлении, так как он опережает ток на угол 90.
Его длина lU L = UL / mU = 24 см / (5 В/см) = 4, 8 см.
От конца вектора UL откладываем вертикально вниз вектор падения напряжения UC на емкостном сопротивлении, так как он отстает от тока на угол 90º.
Его длина lUC = / mU =54 В / (5 В/см) = 10, 8 см.
Геометрическая сумма векторов UR1, UR2, UL, UC должна быть равна полному напряжению U, приложенному к зажимам цепи, т. е. U = UR1+ UR2+ UL +UC
Измерив длину этого вектора, убеждаемся, что она lU = 10 см. Это значит, что с учетом масштаба его величина будет U = 10 см. ∙ 5 В/ см = 50 В.
По условию задачи именно такое напряжения приложено к зажимом цепи.
Примечание. Если в выбранном масштабе вектор суммарного напряжения не будет равен приложенному к зажимам цепи напряжения, то это будет означать об ошибке, допущенной при решении задачи или в построении векторной диаграммы. Ее нужно найти и устранить. Чаще всего наблюдаются ошибки, связанные с искажением масштабов при построении векторной диаграммы. Учтите это, и при построении вектоной диаграммы пользуйтесь чертежным инструментом. Выполняйте постоение точно и аккуратно.
10. Расчет параллельных цепей переменного тока
Методика (с примером) решения задач на тему: Электрические цепи с параллельным соединением активного, емкостного и индуктивного сопротивлений
Цель. Рассчитать напряжения, токи на элементах цепи. Построить диаграмму напряжений и токов.
Теория к работе.
Для такой цепи характерно, что электроприемники, соединенные параллельно, находятся под одинаковым (общим) напряжением. (При отсутствии на параллельных цепях какого-либо элемента вместо них в формулах будет стоять, естественно, нуль!).
Ток каждой ветви определяется по закону Ома:
I1 = U /Z1, где Z1 = ,
I2 = U /Z2, где Z2 =
Углы сдвига фаз φ1 и φ2 между током и напряжением каждой ветви определяются с помощью тригонометрических функций:
cos φ1= R1 / Z1 и sin φ1= XL1 / Z1,
cos φ2= R2 / Z2 и sin φ2= - XC2 / Z2
Угол сдвига фаз обязательно следует проверять по синусу во избежание потери знака угла (cos является четной функцией), но находить его тоже нужно. Он потребуется в дальнейшем расчете цепи.
Общий ток цепи следует из I закона Кирхгофа, он равен векторной сумме токов ветвей: I = I1 + I2
Векторная диаграмма этих токов:
Общий суммарный или результирующий ток можно найти не только графически (диаграмма строится в масштабе), но и математически, на основании теоремы Пифагора: I = , где Iа – проекция вектора общего тока на вектор напряжений, она называется активной составляющей общего тока.
Iр – проекция вектора общего тока на линию, перепндикулярную линии напряжения, она называется реактивной составляющей общего тока.
Из диаграммы видно, что Iа = Iа1 + Iа2 , Iр = IL1 Iс2. В этих формулах: Iа1 и Iа2 - активные составляющие токов первой и второй ветви.
IL1 - реактивные составляющие тока первой ветви. Она носит индуктивный характер и поэтому взята знаком “плюс”.
Iс2 - реактивные составляющие тока второй ветви. Она носит емкостной характер и поэтому взята знаком “минус”.
Введем в формулу общего тока его составляющие, тогда I =
Значения составляющих токов ветвей можно определять по формулам:
Iа1 = I1 cos φ1; Iа2 = I2 cos φ2; IL1 = I1 sin φ1; IC2 = I2 sin φ2 ;
Активная мощность цепи равна арифметической сумме активных мощностей ветвей:
Р = Р1 + Р2, где Р1 = U I1 cos φ1 или Р1 = I12R1, Р2 = U I2 cos φ2 или Р2 = I22R2
Реактивная мщность цепи равна алгебраической сумме реактивных мощностей ветвей: Q =QL1 – QC2 , где
QL1= U I1 sin φ1 или QL1=I12 Х L1,
Q C2= U I2 sin φ2 или QС2=I22 Х С2
Активную и реактивную мощность можно найти и так: Р = U I cos φ или Q= U I sin φ
Где cos φ = , sin φ= ; cos φ и sin φ используют также для определения угла сдвига фаз между общим током и напряжением.
Полная мощность цепи: S =U I или S =
Угол сдвига фаз между общим токомм и напряжением можно определять и из выражений: cos φ = Р / S, sin φ = Q/ S