ГБОУ СПО ЛО «ВСЕВОЛОЖСКИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ»

УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора по учебной работе

______________ О Ю Овчинникова

«_____» _____________ 2012 г

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2

по дисциплине «Электротехника».

Варианты 1 – 25

Рассмотрено на заседании

предметной комиссии

Протокол № _______

От « ____» _______ 2012 г

Председатель цикловой

комиссии

____________ Морозов А.Г.

г ВСЕВОЛОЖСК

2012 г

ОГЛАВЛЕНИЕ

Методические указания к выполнению контрольных работ 4

Примеры решения задач(ОФЦ) 5

Варианты задачи № 1и №2 8

Примеры решения задач(ТФЦ) 9

Варианты задачи № 3 - №7 13

Распределение задач по вариантам 16

Приложения 17

Литература 20

3

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

По дисциплине «Общая электротехника» студенты выполняют две контрольные рабо- ты: первую – по Разделам «Электрическое поле», «Электрические цепи постоянного

тока», «Электромагнетизм»;

вторую – по Разделам «Однофазные электрические цепи», «Трёхфазные электрические

цепи».

Варианты для каждого студента индивидуальны. Номер варианта определяется двумя последними цифрами номера личного дела (шифра) студента. Задачи, выполненные не по своему варианту не засчитываются и возвращаются студенту.

Контрольная работа должна быть выполнена в отдельной тетради, желательно в клетку. Условия задач переписываются полностью. Оставляют поля шириной 25 – 30 мм для заме- чаний рецензента, а в конце тетради 2-3 страницы для рецензии. Формулы и расчёты пи- шут чернилами, а чертежи и схемы выполняют карандашом; на графиках указывают мас- штаб. Решение задач обязательно ведут в Международной системе единиц (СИ).

После получения работы с оценкой и замечаниями преподавателя надо исправить отме- ченные ошибки, выполнить все его указания и повторить недостаточно усвоенный матери ал. Если контрольная работа получила неудовлетворительную оценку, то студент выпол няет её снова по старому или новому варианту в зависимости от указаний рецензента и от правляет на повторную проверку. При возникновении затруднений при выполнении КР студент может обратиться за консультацией.

Лабораторные работы выполняют в период лабораторно-экзаменационной сессии после сдачи всех контрольных работ. По каждой ЛР составляется отчёт по установленной форме

Сдача экзаменов разрешается студентам, которые получили положительные оценки по всем КР и имеют зачёты по ЛР.

Содержание задач и схемы цепей приведены в условиях задач, а данные к ним – в табли цах.

Решение задач КР № 1 требует знания:

- закона Ома для всей цепи и её участков [Л1 стр 10-58; Л2 стр 10-44];

- первого и второго законов Кирхгофа [Л1 стр 61-102; Л2 стр 47-81];

- методики определения эквивалентного сопротивления ЭЦ при смешанном сопротивле- нии резисторов [Л1 стр 102 – 105; Л2 стр 81-83].

Перед решением задач КР № 2 необходимо изучить темы:

- Основные понятия переменного тока [Л1 стр 286 – 302; Л2 стр 176 - 238];

- Однофазные электрические цепи (ОФЦ) [Л1 стр 303 – 380; Л2 стр 295 - 316];

- Трёхфазные электрические цепи (ТФЦ) [Л1 стр 417 – 459; Л2 стр 317 - 356].

Ознакомиться с методикой построения векторных диаграмм:

- для ОФЦ [Л1 стр 332 – 345; Л2 стр 301 - 308];

- для ТФЦ при симметричной и несимметричной нагрузках [Л1 стр 432 – 448; Л2

стр 338 – 344].

Иметь представление об особенностях соединения потребителей энергии в звезду и треугольник.

4

Контрольная работа № 2

1. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ (ОФЦ)

Пример1: Активное сопротивление катушки Rк = 4 Ом, индуктивное x = 12 Ом. Последо-

вательно с катушкой включен резистор с

активным сопротивлением R = 2 Ом и кон-

денсатор с сопротивлением x =4 Ом (рис.

а). К цепи приложено напряжение U = 100B

(действующее значение).

Определить: 1) полное сопротивление

цепи; 2) силу тока; 3) коэффициент мощ-

ности; 4) активную, реактивную и полную

мощности; 5) напряжения на каждом соп-

ротивлении.

Начертить в масштабе векторную диаг-

рамму цепи

Решение:

1. Полное сопротивление цепи

Z = = = 10 Ом

2. Сила тока в цепи: I = U/Z = 100 / 10 = 10 A.

3. Коэффициент мощности цепи: cos φ = = = 0,6

По таблицам Брадиса находим φ = 53 10

4. Активная мощность цепи:

Р = I ( Rк + R) = 10 (4 + 2) = 600 Вт или Р = I∙U cos φ = 10 ∙100∙0,6 = 600 Вт.

5. Реактивная мощность цепи:

Q = I ( x - x ) = 10 (12 - 4) = 800 вар или Q = U∙I sin φ = 100 ∙10 ∙ 0.8 = 800 вар

6. Полная мощность цепи:

S = = = 1000 BA.

7. Напряжения на сопротивлениях цепи:

Uк = I ∙Rк = 10∙4 = 40 B; UL = I∙x =10∙12 = 120 B; UR = I∙R = 10 ∙2 = 20 B;

UC = I∙ x = 10 ∙4= 40 B.

Построение векторной диаграммы начинаем в выбора масштаба для тока и напряжения. Задаёмся масштабом по току: в 1см – 2,5А и масштабом по напряжению: в 1 см – 20 В. Построение векторной диаграммы (рис.в) начинаем с вектора тока, который откладываем по горизонтали в масштабе = 4 см. Вдоль вектора тока откладываем векторы напряжений на активных сопротивлениях Uк и UR : = 2 см; = 1 см. Из конца вектора UR откладываем в сторону опережения вектора тока на 90 вектор напряже- ния UL на индуктивном сопротивлении длиной = 6 см. Из конца вектора UL в сто- рону отставания от вектора тока на 90 вектор напряжения на конденсаторе UC длиной = 2 см. Геометрическая сумма векторов Uк ,UR , UL и UC равна полному напряже-

нию U, приложенному к цепи.

5

Пример 2. Катушка с активным сопротивлением R1 = 8 Ом и индуктивным x = 6 Ом сое

динена параллельно с конденсатором, ёмкостное сопротивление кото

рого x = 20 Ом (рис. а). К цепи приложено напряжение U = 60В.

Определить: 1) токи в ветвях и в неразветвлённой цепи; 2) активные

и реактивные мощности ветвей и всей цепи; 3) полную мощность

цепи; 4) углы сдвига между током и напряжением в каждой ветви и во

всей цепи.

Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи.

Решение:

1. Токи в каждой ветви I1 = = = 6 А;

I2 = = = 3A.

2. Углы сдвига находим по синусам углов во избежание потери знака

угла:

sin φ = = = 0,6; φ = 36 50

т.е. напряжение опережает ток, т.к. φ > 0;

sin φ = - = = - 1; φ = - 90 ,

т.е. напряжение отстает от тока, т.к. φ < 0. По таблицам Брадиса находим

cos φ = cos 36 50 = 0.8; cos φ = cos - 90 = 0

3. Активные и реактивные составляющие токов ветвей:

Ia1 = I1 cos φ = 6·0,8 = 4,8 A; Ip1 = I1 sin φ = 6·0,6 = 3,6 A; Ia2 = 0; Ip2 = 3(- 1) = - 3A.

4. Ток в неразветвлённой части цепи:

I = = = 4, 83 А.

5. Коэффициент мощности всей цепи:

cos φ = = = 0,992.

6. Активные и реактивные мощности ветвей и всей цепи:

Р1 = I1 R1 = 6 8 = 288 Вт; Р2 = 0; Р = Р1 + Р2 = 288 Вт;

Q1 = I1 x = 6 6 = 216 вар; Q2 = I2 x = 3 20 = 180 вар; Q = Q1 - Q2 = 216 – 180 = 36 вар.

Внимание! Реактивная мощность ветви с ёмкостью отрицательная, т.к. угол φ < 0.

7. Полная мощность цепи:

S = = 296 В·А.

Ток в неразветвлённой части цепи можно определить и без разложения токов ветвей на составляющие: I = = = 4,83 А

8. Для построения векторной диаграммы задаёмся масштабом по току: в 1см – 1А и масштабом по напряжению: в 1см – 10В.

Построение начинаем с вектора напряжения U. Под углом φ к нему (в сторону отста- вания) откладываем в масштабе вектор тока I1; под углом φ (в сторону опережения) – вектор тока I2. Геометрическая сумма этих токов равна току в неразветвлённой части це- пи. На диаграмме показаны также проекции векторов тока на вектор напряжения (актив-

6

ная составляющая Ia1) и вектор, перпендикулярный ему (реактивные составляющие Ip1 и Ip2). При отсутствии конденсатора реактивная мощность первой ветви не компенсирова- лась бы и ток в цепи увеличился бы до I = I1 = 6А.

7

1.2 ЗАДАЧИ №1 И №2 ПО РАЗДЕЛУ ОФЦ