Методички 3 курс / Методичка Э и Э

118. На рис. 5 представлена схема электрической цепи, где R1=R2=15 Ом, R3=R6=20 Ом, R4=R5=17.5 Ом, R7=12 Ом. Определить эквивалентное сопротивление цепи между зажимами АВ.

R2 R5

A C

R3

R1 R6 R7

R4

B D

Рис. 5

119.На рис. 5 представлена схема электрической цепи, где R1=R2=15 Ом, R3=R6=20 Ом, R4=R5=17.5 Ом, R7=12 Ом. Определить эквивалентное сопротивление цепи между зажимами CD.

120.Контур, по которому проходит ток, имеет потокосцепление

самоиндукции L 0.01 Вб. Определить ток в контуре, если его индуктивность L=1.8 мГн.

121.Энергия магнитного поля катушки W=12.8 Дж. Определить потокосцепление самоиндукции и индуктивность катушки, если ток в ней

I=6.4 А.

122.По кольцевому проводнику проходит ток 12 А. Определить напряженность магнитного поля в его центре, если диаметр кольца 25 мм.

123.Определить мощность и выбрать типоразмер асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором и синхронной частотой вращения магнитного

поля nc для привода механизма, статическая нагрузочная диаграмма

которого представлена значениями M(t) в таблице 2.

Таблица 2

nc	t1	t2	t3	t4	t5	М1	М2	М3	М4	М5
об/мин	мин	мин	мин	мин	мин	Нм	Нм	Нм	Нм	Нм
1500	0,8	3,0	2,5	1,5	1,2	28	30	40	65	50

124. Определить мощность двигателя, необходимую для привода механизма. Выбрать трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором по каталогу. График изменения момента механизма, приведенного к валу двигателя, дан в таблице 3. Скорость вращения вала = 314 рад/с.

Таблица 3

nc	t1	t2	t3	t4	t5	М1	М2	М3	М4	М5
Об/мин	мин	мин	мин	мин	мин	Нм	Нм	Нм	Нм	Нм
3000	0,8	1,8	2,0	2.2	3,2	5	10	3	7	0

125. Двигатель, предназначенный для продолжительного режима работы, имеет следующие технические данные: постоянная нагрева Т = 55 мин, коэффициент механической перегрузки при номинальном напряжении М = 1,5. Какое время этот двигатель сможет работать не перегреваясь.

126. Определить расстояние между пластинами плоского конденсатора, если между ними приложена разность потенциалов U = 150 В, причем площадь каждой пластины S = 100 см2, ее заряд Q = 10 нКл. Диэлектриком служит слюда ( = 7).

127.Емкость батареи конденсаторов образованной двумя последовательно соединенными конденсаторами, С = 100 пФ, а заряд Q = 20 нКл. Определить емкость второго конденсатора, а также разности потенциалов на обкладках каждого конденсатора, если С1 = 200 пФ.

128.Конденсатору, электроемкость С которого равна 10 пФ, сообщен заряд Q = 1 пКл. Определить энергию W конденсатора.

129.Определить плотность тока, если за 2 с через проводник сечением 1,6

мм2 прошло 2 1019 электронов.

130. Найти рабочую температуру нити вольфрамовой лампы накаливания в рабочем состоянии, если известно, что сопротивление нити в момент включения при температуре 20 С в 12,6 раза меньше, чем в рабочем состоянии.

131.Сила тока в проводнике сопротивлением R = 120 Ом равномерно

возрастает от I0 = 0 до Imax = 5 А за время = 15 с. Определить выделившееся за это время в проводнике количество теплоты.

132.Число пар полюсов синхронного генератора 16. Определить частоту вращения магнитного поля статора, если частота генерируемого тока равна

50Гц.

133.Определить число пар полюсов синхронного генератора, вырабатывающего энергию переменного тока с частотой 50 Гц, если частота вращения ротора 68,2 об/мин.

134.Фазное напряжение однофазного синхрогенератора 6300 В, а фазный ток 2,5 А. Определить полезную мощность Р2, если угол сдвига фаз между током

и напряжением соs =0,8.

135.Найти КПД синхронного генератора, если суммарная мощность потерь равна 6% от полезной мощности, отдаваемой генератором.

136.Суммарная мощность потерь в синхронном двигателе равна 36,6 кВт. Какую мощность потребляет двигатель от сети, если его КПД равен 94,5%?

137.Вычислить КПД четырехполюсного трехфазного синхронного

двигателя, если фазное напряжение 220 В, фазный ток 60 А, соs =0,8, полные магнитные потери – 760 Вт, полные электрические потери – 1800 Вт, а механические потери равны 1/3 от электрических потерь.

138. Шестиполюсный синхронный двигатель имеет номинальную мощность Р2ном=6300 Вт, номинальное напряжение сети UЛ=6 кВ, частоту 50 Гц, соs =0,9, КПД =0,971. Определить номинальный вращающий момент, ток якоря, активную и реактивную мощности, потребляемые двигателем.

139.Фазное напряжение однофазного двигателя 6300 В, а фазный ток 2,5 А, соs =0,8. Суммарная мощность потерь 700 Вт. Определить мощность на валу двигателя и КПД.

140.Определить линейный ток и полную потребляемую мощность приемником энергии от источника трехфазного тока с действующим значением линейного напряжения 127 В, если полное сопротивление фазы Z=49 Ом. Приемник энергии соединен по схемам: а) «звезда»; б) «треугольник».

141.Нагрузка, соединенная по схеме «звезда», потребляет от источника трехфазной сети с действующим значением линейного напряжения Uл=120 В

активную мощность Р=800 Вт при коэффициенте мощности соs =0.8. Определить, как изменятся линейные и фазные токи и потребляемая активная мощность при соединении той же нагрузки по схеме «треугольник».

142.Потребляемая активная мощность приемника энергии, соединенного по схеме «треугольник» Р=3 кВт. В каждую фазу включены последовательно резистор сопротивлением 30 Ом и катушка с индуктивностью 0.24 Гн. Определить действующие значения тока и напряжения в фазе, линейного тока и полную потребляемую мощность. Частота сети 50 Гц.

143.Трехфазные потребитель с симметричной нагрузкой имеет активное сопротивление R=6 Ом и индуктивное сопротивление XL=8 Ом в каждой фазе. Линейное напряжение 220 В. Определить мощность потребителя, если он соединен «звездой».

144.Для схемы (рис. 6) заданы: R1 = 2 Ом; R2 = 30 Ом; R3 = 12 Ом; R4 = 8 Ом; R5 = 1,5 Ом; E = 160 В; R6 = 0,5 Ом. Определить токи во всех элементах схемы.

R2

R5

R1

R3

R6

E

R4

Рис. 6

145. Для схемы (рис. 7) заданы: R1 = 2 Ом; R2 = 1 Ом; R3 = 3 Ом; R4 = 4 Ом; R5 = 1,5 Ом; E = 160 В. Определить токи во всех элементах схемы.

R4	R3
		R4		R3
R5	E1	E1	R5	E2
R1	R2	R1		R2
			Рис. 8
Рис. 7

cos

146.Для схемы (рис. 8) заданы: R1 = 1 Ом; R2 = 2 Ом; R3 = 5 Ом; R4 = 4 Ом; R5 = 2 Ом; E1 = 160 В, E2 = 80 В. Определить токи во всех элементах схемы.

147.Два проводника с токами 35 А и 76 А одного направления длиной 1500 мм каждый расположены на расстоянии 60 мм друг от друга в воздухе. Определить, как изменится расстояние между ними, если в первом проводнике произошло короткое замыкание и ток возрос до 150 А, при этом сила взаимодействия увеличилась в восемь раз.

148.К источнику трехфазного напряжения с действующим значением линейного напряжения 380 В и частотой 50 Гц подключена равномерная индуктивная нагрузка, соединенная по схеме «звезда». Действующее

значение тока в фазе Iф=1.25 А, коэффициент мощности нагрузки =0.456. Определить полное и активное сопротивления нагрузки, ее индуктивность, полную потребляемую мощность.

149.Какой ток потребляет из сети трехфазный двигатель мощность 5.4 кВт, если напряжение сети 220 В, а коэффициент мощности двигателя 0.8?

150.Напряжение генератора трехфазного тока равно 220 В. Ваттметр на щите показывает 13.2 кВт. В линию включены треугольником лампы накаливания. Каждая из ламп потребляет ток 0.25 А. Определить число ламп, подключенных к генератору.

151.В сеть трехфазного тока с действующим значением линейного напряжения 120 В включен приемник энергии, соединенный по схеме «треугольник». В фазы АВ и ВС включены катушки с активными сопротивлениями R=80 Ом и индуктивными XL=140 Ом, в фазу СА включен конденсатор последовательно с резистором сопротивлением R=25 Ом. Емкостное сопротивление конденсатора XC=25 Ом. Определить линейные токи, полную, активную и реактивную мощности приемника.

152.Полная потребляемая мощность нагрузки трехфазной цепи S=14 кВА, реактивная Q=9.5 кВар. Определить коэффициент мощности нагрузки.

153.Для схемы (рис. 9) заданы: R1 = 3 Ом; R2 = 5 Ом; R3 = 1 Ом; R4 = 2 Ом; R5 = 4 Ом; E1 = 15 В, E2 = 20 В. Определить токи во всех элементах схемы.

R1	R2	R3
E1	R5	E2

R4	Рис. 9	R6

154.Цепь постоянного тока, состоящая из последовательного соединения трех резисторов Rl = 50 Ом; R2 = 40 Ом; R3 = 75 Ом, подключена к источнику напряжения 110 В. Определить, как изменится ток в цепи, если параллельно третьему резистору подключен резистор сопротивлением 125 Ом.

155.Какова абсолютная магнитная проницаемость ферромагнитного материала, если магнитная индукция в нем 1,5 Тл при напряженности магнитного поля 2250 А/м? Рассчитать относительную магнитную проницаемость материала.

156.На расстоянии 20 м от проводника с током магнитная индукция в воздухе равна 2·10-7 Тл. Рассчитать напряженность магнитного поля в этой точке и ток в проводнике.

157.Чему равна начальная фаза переменного тока, если в первый момент времени мгновенное значение составляет 0,1 А, а амплитудное значение 0,8 А?

158.Мгновенные значения тока и напряжения в цепи с резистором соответствуют выражениям i = 14,1 sin(314t+π/3) А и u = 51 sin(314t + π/3) В.

Определить сопротивление резистора, найти действующие значения тока и напряжения.

159.Нагрузка включена в промышленную сеть переменного напряжения 220 В и потребляет ток 0,3 А. Определить активную, реактивную и полную

мощности цепи при угле сдвига фаз между током и напряжением cos = 30, 45, 60 .

160.При какой частоте наступает резонанс напряжений, если катушка индуктивностью 0,1 мГн и конденсатор емкостью 1 мкФ соединены последовательно? Определить емкость конденсатора, если резонанс в цепи при индуктивности катушки 10 мГн происходит на частоте 100 кГц .

161.К трехфазной сети с линейным напряжением 380 В, подключена симметричная нагрузка, активное сопротивление которой в каждой фазе 5 Ом, а индуктивное 2 Ом. Определить токи и напряжения фаз нагрузки при соединении фаз генератора звездой.

162.Трехфазная нагрузка состоит из трех соединенных звездой катушек, индуктивности которых L1 = L2 = L3 = 11 мГн. Найти напряжения фаз нагрузки и линейные напряжения, если фазный ток равен 5 А, а частота 400 Гц. Активным сопротивлением катушек пренебречь.

163.Электродвигатель постоянного тока потребляет от сети мощность 33 кВт, суммарные потери в нем равны 3 кВт. Определить кпд и полезную мощность двигателя.

164.Трехфазный асинхронный двигатель представляет собой симметричную нагрузку и характеризуется следующими параметрами: UН = 380 В; IH = 30 А;

cos = 0,85 и = 0,88. Определить полезную мощность и суммарные потери двигателя.

165. Истинное значение тока в цепи 5,23 А, измеренные значения тока, полученные с помощью двух амперметров, составили 5,3 и 5,2 А. Чему равны относительные и абсолютные погрешности измерения?

166.Ток резистора, сопротивление которого 8 Ом, равен 2,4 А. При измерении напряжения на этом резисторе вольтметр показал напряжение 19,3 В. Определить абсолютную и относительную погрешности измерения сопротивления в данном случае.

167.В однофазном трансформаторе используется магнитопровод с активным сечением 20 см2 ,. работающий в номинальном режиме с магнитной индукцией В = 1,2 Тл. Число витков первичной и вторичной обмоток w1 =

400и w2 = 50, частота переменного напряжения сети 50 Гц. Определить эдс одного витка трансформатора, эдс первичной и вторичной обмоток, а также коэффициент трансформации.

168.Трансформатор подключен к сети переменного напряжения 220 В

частотой 50 Гц. Определить коэффициент трансформации, если активное сечение магнитопровода 4,4 10-3 м2, магнитная индукция в нем 1,5 Тл, а число витков вторичной обмотки равно 50.

169.Эдс восьмиполюсного генератора постоянного тока равна 238 В. С какой частотой должен вращаться приводной вал, если магнитный поток полюса 0,01 Вб, а отношение числа активных проводников обмотки якоря к числу пар ее параллельных ветвей N / а = 250?

170.Определить частоту вращения приводного вала генератора независимого возбуждения, если постоянный коэффициент сЕ = 8,5; магнитный поток, одного полюса Ф = 0,01 Вб. Напряжение на выводах генератора должно быть в режиме холостого хода равно 125 В.

171.Найти эдс, индуцируемую в якоре двигателя постоянного тока, если при частоте вращения двигателя 1500 об/мин магнитный поток полюса не превышает 0,017 Вб, а постоянный коэффициент сЕ = 8,5.

172.Ротор асинхронного двигателя вращается с частотой 1440 об/мин, причем от сети потребляется мощность 55 кВт. Чему равны мощность на валу двигателя и развиваемый им момент, если мощность потерь в двигателе составляет 5 кВт?

173.Асинхронный двигатель создает вращающий момент 580 Н· м при частоте вpaщeния 585 об/мин. Определить мощность на валу двигателя; потребляемую им полную активную и полную мощности, если кпд ·равен 85

%, а cos = 0,8.

174.При вращении ротора асинхронного двигателя с частотой 980 об/мин подводимая к двигателю мощность равна 20 кВт, а суммарные потери 1,5 кВт. Найти скольжение двигателя и его кпд, если число пар полюсов р = 3, а частота напряжения f1 = 50 Гц.

175.Определить скольжение двухполюсного асинхронного двигателя, ротор которого вращается с частотой 2800 об/мин, если синхронная частота вращения 3000 об/мин. Чему равна частота напряжения питания двигателя?

176.Двигатель электропривода работает в течение 10 мин с мощностью Р = 7,5 кВт; 15 мин с мощностью 5 кВт и 35 мин с мощностью 2,5 кВт. Определить эквивалентную мощность двигателя для продолжительного режима работы.

177.Двигатель электропривода работает в течение 10 мин с мощностью Р =

15кВт, 1 мин - с 40 кВт, 5 мин - с 20 кВт и 4 мин - с 10 кВт. Определить эквивалентную мощность двигателя, работающего в повторнократковременном режиме, если цикл продолжался 30 мин.

178.Найти мощность на валу двигателя, работающего в повторнократковременном режиме при частоте вращения n=1440 об/мин. Продолжительность цикла составляет 30 мин, рабочее время состояло из пяти этапов продолжительностью 5 мин каждый, и на каждом этапе вращающий момент составлял соответственно М = 50; 20; 40; 30 и 45 Н· м.

179.Определить необходимую мощность асинхронного двигателя, нагрузочная диаграмма повторно-кратковременного режима работы которого характеризуется параметрами: t1 = 4 с, t2= 18 с, t3 = 13 с, t0=85 с, М1 =600 Н·м, М2 =250 Н·м, М3 = 150 Н· м. Частота вращения вала двигателя n = 730 об/мин.

180.Определить мощность электродвигателя, работающего в повторнократковременном режиме, по следующим данным нагрузочной диаграммы:

Р1 = 35 кВт, t1 = 3 с; Р2 = 17 кВт, t2=20 с; Р3=35 кВт, t3=2 с; Р4= 13 кВт, t4= 15 с; t01== 37 с; t02 = 40 с.

Вопросы к зачету по дисциплине «Электротехника и электроника»

1.Электрические заряды. Закон Кулона. Электрическое поле. Принцип суперпозиции.

2.Проводники и диэлектрики в электрическом поле.

3.Работа по перемещению заряда в электрическом поле. Потенциал.

4.Электроемкость. Конденсаторы. Соединение конденсаторов.

5.Постоянный электрический ток. Направление. Признаки. Характеристики.

6.Сопротивление и проводимость проводников. Формула для определения сопротивления. Зависимость сопротивления от температуры.

7.Электродвижущая сила источника электрической энергии. Напряжение. Особенности измерения напряжения и ЭДС. Закон Ома для участка и для всей цепи.

8.Способы соединения сопротивлений. Определения, схемы, формулы общего сопротивления.

9.Энергия и мощность в электрической цепи. Закон Джоуля-Ленца.

Нагрев электроустановок. 10.Правила Кирхгофа. Примеры.

11.Способы соединения источников тока. Определения, схемы, формулы для определения тока. Практическое применение.

12.Методы расчета цепей постоянного тока. Метод наложения. Привести пример.

13.Методы расчета цепей постоянного тока. Метод узлового напряжения. Привести пример.

14.Методы расчета цепей постоянного тока. Метод контурных токов. Привести пример.

15.Взаимодействие токов. Магнитное поле. Характеристики магнитного поля. Направление и свойства магнитных силовых линий. Закон Ампера. Сила Лоренца. Направление силы Лоренца.

16.Магнитные свойства веществ. Относительная магнитная проницаемость магнетика. Остаточная намагниченность. Коэрцитивная сила ферромагнетика. Петля гистерезиса. Мягкие и жесткие ферромагнетики.

17.Электромагнитная индукция. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

18.Явление самоиндукции. Индуктивность. Физический смысл индуктивности, единицы измерения.

19.Переменный ток. Преимущества переменного тока. Принцип получения переменного тока. Зависимость частоты генератора переменного тока от числа пар полюсов и скорости вращения ротора.

20.Мгновенное, амплитудное, действующее, среднее значение переменной величины. Частота и период. Формулы, определения, рисунок.

21.Виды сопротивлений в цепях переменного тока. Цепь переменного тока с активным, индуктивным и емкостным сопротивлениями.

22.Последовательное соединение активного, индуктивного и емкостного сопротивлений. Резонанс напряжений.

23.Параллельное соединение активного, индуктивного и емкостного сопротивлений. Резонанс токов.

24.Принцип построения трехфазной системы. Соединение потребителей звездой и треугольником. Схемы, формулы, обозначения.

25.Мощности трехфазной системы (активная, реактивная, полная) при симметричной и несимметричной нагрузки. Единицы измерения.

26.Измерение. Измерительные приборы. Абсолютная, относительная, приведенная погрешность измерений. Классификация электроизмерительных приборов. Устройство электроизмерительных приборов.

27.Приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, ферродинамической систем. Принцип действия, условные обозначения, достоинства и недостатки.

28.Однофазный индукционный счетчик электрической энергии, омметр. Принцип действия, достоинства и недостатки. Измерение неэлектрических величин электрическими методами. Датчики.

29.Расширение пределов измерения приборов непосредственной оценки. Шунты и добавочные сопротивления. Схемы, формулы, обозначения.

30.Измерение сопротивлений с помощью моста постоянного тока. Схемы для измерений больших и малых сопротивлений. Измерение сопротивлений в цепях переменного тока.

31.Трансформаторы. Назначение, устройство, принцип работы. Режимы работы, коэффициент полезного действия и коэффициент трансформации трансформатора.

32.Трехфазные трансформаторы. Принцип работы. Способы соединения обмоток трехфазного трансформатора. Коэффициент трансформации трехфазного трансформатора.

33.Автотрансформаторы. Особенности работы. Коэффициент трансформации автотрансформатора. Мощность автотрансформатора. Достоинства, недостатки, применение автотрансформаторов.

34.Измерительные трансформаторы. Особенности работы. Схемы включения. Расширение пределов измерения приборов.

35.Процесс образования вращающегося магнитного поля. Устройство, принцип работы асинхронного двигателя. Скольжение, частота, ЭДС вращения ротора.

36.Зависимость значения тока от скольжения и ЭДС ротора. Вращающий момент асинхронного двигателя. Пуск, регулирование частоты вращения, КПД, коэффициент мощности асинхронного двигателя.

37.Устройство, принцип работы машины постоянного тока. ЭДС, индуцируемая в обмотке якоря. Реакция якоря. Коммутация и способы ее улучшения.

38.Генераторы постоянного тока независимого возбуждения, с самовозбуждением. Характеристики, схемы.

39.Двигатели постоянного тока независимого и параллельного возбуждения. Вращающий момент. Механические и рабочие характеристики.

40.Двигатели постоянного тока последовательного и смешанного возбуждения. Схемы включения. Рабочие характеристики.

41.Понятие электропривода. Структурная схема. Устройство. Классификация. Нагревание и охлаждение электродвигателей.

42.Режимы работы электродвигателей. Выбор мощности. Назначение релейно-контакторного управления.

43.Электростанция. Классификация. Принцип работы, КПД. 44.Энергетическая система. Передача электроэнергии. Применение

постоянного тока для передачи электроэнергии на большие расстояния. 45.Полупроводники. Образование электронов проводимости в полупроводниках. Собственная проводимость. Легирование. Доноры и акцепторы. Основные и неосновные носители. Р-n переход, его

свойства.

46.Полупроводниковые диоды, стабилитроны, стабилитроны, тиристоры. Принцип действия, особенности работы, характеристики.

47.Биполярные и полевые транзисторы. Устройство, принцип работы, характеристики. Интегральные микросхемы.

48.Виды и особенности работы оптоэлектронных устройств. Обозначения на схемах.

49.Выпрямители переменного тока. Назначение. Принцип работы. Основные схемы выпрямления.

50.Сглаживающие фильтры. Назначение. Принцип работы. Основные схемы.

51.Назначение и принцип работы стабилизаторов напряжения. Схемы стабилизаторов.

52.Типы усилителей на транзисторах. Схемы включения транзисторов. 53.Генераторы синусоидальных колебаний. Назначение, устройство,

принцип действия. Классификация генераторов. Примеры. 54.Генераторы колебаний специальной формы. Назначение, устройство,

принцип действия. Примеры.

55.Элементы цифровых электронных цепей. Логические элементы: И, ИЛИ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Особенности работы, схема, таблица истинности. Триггеры. Назначение. Принцип работы. Логическая схема. Таблица истинности. Виды триггеров.