Учебное пособие: Методические указания и контрольные задания по дисциплине: «Электротехника и электроника»

Министерство образования и науки Самарской области

ГБОУ СПО «Чапаевский химико-технологический техникум»

Методические указания и контрольные задания по дисциплине:

«Электротехника и электроника»

для студентов заочного отделения

специальности 240125.51

«Технология производства пластических масс и эластомеров»

Составил преподаватель

электротехнических дисциплин А.А. Лабушева

Чапаевск 2012 г.

Введение

Методические указания предназначены для выполнения контрольной работы по предмету «Электротехника и электроника» специальности «Технология производства пластических масс и эластомеров» для групп 17-1 и 17-2.

Предлагаемые контрольные задания охватывают весь основной курс «Электротехника и электроника» по разделам: электрическое поле, электрические цепи постоянного тока, электрические цепи переменного тока, однофазные электрические цепи, трехфазные электрические цепи, трансформаторы, электрические машины, электроника.

При изучении курса и выполнения контрольного задания рекомендуются учебники и учебные пособия, выпущенные в последние годы. При изучении курса рекомендуется пользоваться одним учебником при изучении всего курса, и только тогда, когда тот или иной вопрос изложен в нем недостаточно ясно или не нашел отражения.

Целесообразность такого подхода обусловлена тем, что в учебниках имеется небольшая разница в обозначениях и это может вызвать некоторые затруднения при переходе от одного учебника к другому.

При изучении курса «электротехника и электроника» студентам необходимо составлять конспект, в который полезно выписывать основные законы, формулы. Этот конспект окажет большую помощь при выполнении контрольной работы и подготовки к зачету.

В качестве достаточно полного перечня вопросов для самопроверки могут служить названия параграфов учебника И.А. Данилов П.М. Иванов «Общая электротехника с основами электроники»

Также при подготовки к зачету и выполнению контрольной работы можно воспользоваться любыми учебниками по электротехнике и электронике.

Оформление контрольной работы по предмету

«Электротехника и электроника»

1. Контрольная работа должна быть оформлена в Microsoft Office Word, шрифтом Times New Roman, размером 14 и прислана на электронный адрес преподавателя предмета «Электротехника и электроника»

2. Титульный лист должен быть оформлен в соответствии с установленной формой ГБОУ СПО ЧХТТ для заочного отделения специальности «Технология производства пластических масс и эластомеров»

3. Электрические схемы из задания для контрольной работы могут быть либо отсканированы со всеми обозначениями, либо начерчены в электронном виде.

4. Все последующие данные по решению контрольных заданий должны быть только в электронном виде.

5. Контрольное задание №1 рассчитано на 25 вариантов. Номер варианта выбирается исходя из порядкового номера по журналу группы. В решении задач нужно расписать пошаговое действие каждого пункта решения.

6. Контрольное задание №2 рассчитано на 25 вариантов. Номер варианта выбирается исходя из порядкового номера по журналу группы. В решении задач нужно расписать пошаговое действие каждого пункта решения.

7. Контрольное задание №3 рассчитано на 4 варианта. Номер варианта выбирается по принципу:

1-1; 2-2; 3-3; 4-4; 5-1; 6-2; 7-3; 8-4; 9-1; 10-2; 11-3; 12-4; 13-1; 14-2; 15-3; 16-4; 17-1; 18-2; 19-3; 20-4; 21-1; 22-2; 23-3; 24-4; 25-1; 26-2; 27-3; 28-4.

8. Контрольное задание №4 рассчитано на 25 вариантов. Номер варианта выбирается исходя из порядкового номера по журналу группы. Задание содержит 25 тем по электронике. Оформление доклада в электронном виде (по п.1) с титульным листом установленной формы. Доклад должен содержать титульный лист, содержание, основная часть с раскрытой темой, с указанием перечня литературы с названиями книг и авторами, а также ссылками интернет. Приветствуется доклад с графиками, рисунками оборудования, т.к. это лучше раскрывает тему доклада. Доклад не должен носить реферативный характер, а должен раскрывать основную тему доклада, например, «введение, описание оборудования, принцип действия оборудования, применение оборудования в быту и промышленности, заключение». Доклад должен содержать примерно 5-6 страниц, но может варьироваться в зависимости от темы доклада. Все страницы доклада должны быть пронумерованы.

9. Все четыре задания контрольной работы должны быть объединены в один файл. Не допускается разбиение заданий на несколько частей. Название присланного файла на электронный адрес преподавателя должен называться, например: Иванов А.А. _17-1_В.23.

Другие названия файлов с контрольной работой не допускается.

10. Разрешается пользоваться любой технической литературой, а также сетью интернет для решения контрольной работы.

Министерство образования и науки

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Чапаевский химико-технологический техникум»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Электротехника и электроника»

Вариант №

Выполнил

студент _______________________________________

Группа _____________курс ___1____ семестр ___2____

Проверил

преподаватель _____________ А.А. Лабушева

Сдано: «_______»_______________20___г.

Проверено: «_______»_______________20___г.

Чапаевск 2012 г.

Тема 1.1. Электрическое поле

Понятие об электрическом поле. Основные характеристики электрического поля: напряженность потенциала и электрическое напряжение. Проводники и электрическое напряжение. Проводники в электрическом поле и электрическое экранирование. Диэлектрик как среда электрического поля. Диэлектрическая проницаемость: абсолютная и относительная. Электропроводность диэлектриков. Понятие о диэлектрических потерях энергии. Электрическая прочность и пробой диэлектриков. Короткие сведения о различных электроизоляционных материалах (газообразных, жидких, твердых) и их практическое измерение. Электрическая емкость. Конденсаторы. Соединение конденсаторов.

Студент должен знать:

- особенности электрического поля, его характеристики, изображение. Применение диэлектриков на практике. Их виды, особенности. Знать формулу емкости плоского конденсатора.

Уметь:

- рассчитывать напряженность электрического поля, потенциал, электрическое напряжение. Подсчитывать емкость конденсаторов и производить расчет эквивалентной емкости при последовательном, параллельном и смешанном соединении. Уметь выбирать диэлектрики по его параметрам и заданному электрическому напряжению.

Самостоятельная работа студентов.

Законспектировать и изучить тему: способы соединения конденсаторов (последовательное, параллельное и смешанное). Вывод формул эквивалентной емкости.

Рассчитать по индивидуальным заданиям эквивалентную емкость батареи конденсаторов и ее рабочее напряжение.

Электрические цепи постоянного тока.

Общие сведения об электрических целях: определение, классификация. Электрический ток его определение, направление, сила тока, плотность. Электрическая проводимость и сопротивление проводников. Зависимость сопротивления от температуры. Законом Ома для участка и полной цепи. Основные элементы электрических цепей: источники и приемники электрической энергии, их мощность и К.П.Д. назначение вспомогательных элементов цепи режиму работы электрической цепи: холостой ход, нормальный, рабочий, короткого замыкания. Закон Джоуля – Ленца. Нагрев проводов. Выбор сечения проводов в зависимости от допустимого тока. Условное обозначение на электрическую схему. Участки схем электрических цепей: ветвь, узел, контур. Потеря напряжения в линиях электропередачи. Расчет электрических цепей с помощью знаков, Ома и Кирхгофа. Понятие о расчете сложных цепей.

Студент должен знать:

- единицы измерения силы тока, потенциала, напряжения.

- закон Ома для участка и полной цепи;

- схемы включения амперметра и вольтметра в электрической цепи;

- закон Джоуля – Ленца;

- первое и второе правила Кирхгофа.

уметь:

- составлять простейшие электрические схемы;

- применять законы Ома для расчета электрических цепей;

- выбирать методы расчета в зависимости от типа цепей тока;

- производить преобразование цепей с последовательным, параллельным и смешанным соединением элементов.

- составлять уравнения Кирхгофа для расчета электрических цепей;

- составлять исходные уравнения для расчетов сложной цепи постоянного тока, в том числе уравнение баланса мощностей;

Самостоятельная работа студентов.

по индивидуальным заданиям определить эквиваленты сопротивление электрической цепи со смешанным соединением элементов.

- произвести расчет электрических цепей по законам Ома и составить баланс мощностей.

- получив схему сложной электрической цепи рассчитать токи по закону Кирхгофа.

Тема 1.2. Электрические цепи однофазного переменного тока.

Параметры и формы представления переменного тока и напряжения. Активное сопротивление, индуктивность и емкость в цепи переменного тока. Временные и векторные диаграммы токов и напряжений. Использование законов Ома и правила Кирхгофа для расчета электрических цепей переменного тока. Резонанс напряжений и токов. Активная, реактивная и полная мощность в цепи переменного тока. Коэффициент мощности и его значение.

Студент должен знать:

- параметры и формы представления переменного тока;

- электрические схемы, включая напряжение;

- элементов в цепи переменного тока;

- закон Ома и правило Кирхгофа для цепей переменного тока;

- условия возникновения и особенности резонанса напряжения и тока в цепях переменного тока;

- связь между активной, реальной и полной мощностями;

- способы повышения коэффициента мощности.

уметь:

- находить параметры переменного тока и напряжения по их графической форме представления;

- рассчитать токи переменного тока;

- строить векторную диаграмму разветвленной и неразветвленной цепей переменного тока;

- определять активную, реактивную и полную мощности и коэффициент мощности в цепях переменного тока;

- строить векторные диаграммы для различных режимов электрических цепей;

Самостоятельная работа студентов.

Законспектировать пример расчета разветвленной цепи переменного тока методом проводимостей.

Описать методы повышения коэффициента мощности на электростанциях, питающих районы и области.

Трехфазный электрические цепи переменного тока.

Общие сведения о трехфазных электрических цепях. Сведение обмоток трехфазного генератора и потребителей звездой и треугольником. Симметричная и несимметричная нагрузка. Трехпроводная и четырехпроводная линия. Роль нулевого провода. Расчет трехфазных цепей с использованием законов Ома и векторных диаграмм. Мощность трехфазной цепи.

Студент должен знать:

- принцип соединения обмоток генератора и потребителя энергии звездой и треугольником;

- что такое симметричная и несимметричная нагрузки;

- соотношение между линейным и фазными токами напряжениями при соединении звездой и треугольником (для обмоток генератора и потребителей);

- назначение нулевого провода;

уметь:

- строить векторные диаграммы токов и напряжений для симметричной и несимметричной нагрузок;

- соединять обмотки трехфазных генераторов трансформатором, потребителей звездой и треугольником;

- различать фазное и линейные величины при различных соединениях приемников электроэнергии;

- производить измерения токов и напряжений, трехфазных цепях.

Самостоятельная работа студентов.

Составить схему подсоединения однофазных и трехфазных потребителей и трехфазным цепям переменного тока.

Вычертить в конспекте векторную диаграмму трехфазной цепи со смещением нейтрали.

Тема 1.3. Трансформаторы

Назначение трансформаторов, их классификация.

Вклад Русских ученых Н.Н. Яблочкова и М.О. Доливо-Добровольского в создании и использовании трансформаторов. Однофазный трансформатор, его устройство принцип действия, условное обозначение, коэффициент трансформации. Внешняя характеристика трансформатора. Режим работы трансформатора: холостой ход, рабочее короткое замыкание. Потери энергии и К.П.Д. трансформатора. Понятие об измерительных, сварочных трансформаторах, автотрансформаторах.

Студент должен знать:

- устройство и принцип действия трансформатора;

- как определять параметры трансформаторов по паспортным данным;

- как определить потери мощности и К.П.Д. по результатам измерений;

- коэффициент трансформации по данным измерений токов и напряжений;

уметь:

- различать режимы работы трансформаторов;

- регулировать выходные напряжения с помощью автотрансформатора;

- различать трансформаторы по различным конструктивным признакам.

Самостоятельная работа студентов.

Изучить и законспектировать устройство и принцип действия сварочного трансформатора

Тема 1.4. Электрические машины постоянного и переменного тока.

Электрические машины переменного тока их назначение и классификация. Устройство трехфазного асинхронного электродвигателя. Получение вращающегося магнитного поля в трехфазных электродвигателях. Принцип работы трехфазного асинхронного двигателя. Пуск в ход и регулирование скорости вращения асинхронных двигателей. Однофазный электродвигатель.

Устройство и принцип действия электрических машин постоянного тока. Магнитная и электрическая цепь.

Обратимость машин. Генераторы постоянного тока. Классификация характеристики. Генератор с независимым и параллельным воздействием. Электродвигатели параллельного, последовательного и смешанного воздействия их применение. Пуск в ход, регулирования частоты вращения электродвигателей постоянного тока.

Студент должен знать:

- устройство и принцип действия асинхронных электродвигателей;

- способы их пуска в зависимости от мощности;

- почему часто вращения ротора асинхронного двигателя меньше синхронной частоты вращения;

- методы регулировки частоты вращения асинхронного двигателя;

- устройство и принцип действия электрических машин постоянного тока;

- способы пуска электродвигателей постоянного тока.

уметь:

- определять: тип, параметр двигателя по его маркировки частоту вращения ротора по значению скольжения и частоте тока в сети;

- подключать двигатель к сети и осуществлять его пуск и реверсирование;

- определить типы и параметры машины постоянного тока по их маркировке;

- строить характеристики генераторов постоянного тока по данным измерений;

- подключить двигатель к сети, осуществлять его пуск и регулировку частоты вращения.

Самостоятельная работа студентов.

Законспектировать механические и рабочие характеристики ДПТ независимого и параллельного возбуждения.

Зарисовать схему включения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.

Описать принцип работы генератора смешанного возбуждения.

Тема 2.1 Полупроводниковые приборы.

Электрофизические свойства полупроводников. Собственная и примесная проводимость. Электронно-дырочный переход и его свойства. Вольтамперная характеристика. Устройство и типы диодов, их применение. Общие сведения о полевых транзисторах. Тристоры, работа, маркировка, применение.

Студент должен знать:

- параметры полупроводниковых приборов по их характеристикам;

- принцип работы полупроводникового диода и его применение;

- принцип работы биполярного транзистора, его схемы включения и применение;

- принцип работы полевого транзистора, его отличия от биполярного;

- принцип работы и применение тристоров.

уметь:

- определять типы проводниковых приборов по их маркировке;

- производить измерения токов и напряжений при снятии входных и выходных характеристики биполярных транзисторов.

Самостоятельная работа студентов.

Изобразить условные обозначения различных типов полупроводниковых приборов, описать кратко их работу применение (по справочнику).

Электронные выпрямители и стабилизаторы.

Выпрямители их назначение, классификация обобщенная структурная схема. Однофазные и трехфазные принципиальные схемы выпрямления, их принцип действия, соотношения между основными электрическими величинами схем. Сглаживающие фильтры, их назначение, виды. Стабилизаторы.

Студент должен знать:

- структурную схему выпрямительного устройства;

- виды схем выпрямления, их принципы работы и параметры;

- схемы стабилизаторов и их принцип работы;

- схемы сглаживающих фильтров и их назначение;

уметь:

- составлять схемы одно - двухполупериодных выпрямителей;

- изображать графики выпрямительных токов и напряжений для различных типов выпрямителей;

- объяснить работу различных сглаживающих фильтров, работу электронных стабилизаторов напряжения тока.

Самостоятельная работа студентов.

По схеме выпрямления, заданной преподавателем, изобразить схему выпрямления и подобрать типы диодов по заданным параметрам схемы.

Задания к выполнению контрольной работы по дисциплине

«Электротехника и электроника»

ЗАДАНИЕ №1

№1

С1=15мкф

С2=С3=20мкф

С4=С5=20мкф

С общ. - ?

№2

С1=С6=10мкф

С2=С3=С4=6мкф

С5=8мкф

Собщ. - ?

№3

С1=С6=30мкф

С2=20мкф

С3=С4=С5=30мкф

С общ. - ?

№4

С1=С2=10мкф

С3=С4=20мкф

С5=10мкф

С общ. - ?

№5

С1=6мкф

С2=5мкф

С3=10мкф

С4=2мкф

С общ. - ?

№6

С1=С2=С3=30мкф

С4=С5=5мкф

С общ. - ?

№7

С1=С2=С3=90мкф

С4=50мкф

С5=30мкф

С общ. - ?

№8

С1=5мкф

С2=С3=20мкф

С4=С5=10мкф

С общ. - ?

№9

С1=С2=20мкф

С3=С4=10мкф

С5=5мкф

С общ. - ?

№10

С1=10мкф

С2=С3=20мкф

С4=С5=40мкф

С6=10мкф

С общ. - ?

№11

С1=С2=20мкф

С3=С4=10мкф

С5=630мкф

С общ. - ?

№12

С1=20мкф

С2=С3=20мкф

С4=С5=С6=30мкф

С общ. - ?

№13

С1=30мкф

С2=С3=С4=60мкф

С5=10мкф

С общ. - ?

№14

С1=С2=20мкф

С3=С4=20мкф

С5=5мкф

С общ. - ?

№15

С1=С2=20мкф

С3=С4=10мкф

С5=30мкф

С общ. -?

№16

С1=15мкф

С2=С3=10мкф

С4=С5=20мкф

С общ. – ?

№17

С1=5мкф

С2=С3=20мкф

С4=10мкф

С общ. - ?

№18

С1=10мкф

С2=20мкф

С3=С4=С5=60мкф

С общ. - ?

№19

С1=5мкф

С2=С3=20мкф

С4=10мкф

С5=10мкф

С общ. - ?

№20

С1=15мкф

С2=С3=20мкф

С4=С5=10мкф

С общ. - ?

№21

С1=С2=5мкф

С3=С4=10мкф

С5=20мкф

С общ. - ?

№22

С1=С6=10мкф

С2=С3=С4=6мкф

С5=8мкф

С общ. - ?

№23

С1=С2=10мкф

С3=С4=5мкф

С5=10мкф

С общ. - ?

№24

С1=С2=2мкф

С3=5мкф

С4=6мкф

С общ. - ?

№25

С1=10мкф

С2=20мкф

С3=С4=С5=60мкф

С общ. - ?

ЗАДАНИЕ №2

№1. Найти токи

J₄ =8A J₅ -?

J₆ =6A J₇ -?

J₁ =1A

J₂ =6A

J₃ =3A

№ 2. Найти токи

J₅ =1А J₆ =9А J₃ =7А

J₁ =8А J₂ -? J₄ -?

№ 3. Найти токи

J₄ =20A J₃ -? J₇ -?

J₁ =8A J₅ =14A

J₂ =2A J₆ =1A

№4.

Найти токи

U_AB =240B

U_{C Д} =160B

R₅ =12 J₂ =20A

J₄ =15A J₅ =5A

R_AB -? R_{C Д} -? R₁ -?

R₂ -? R₃ -? _{R 4-} ?

J₁ -? J₃ -? J-?

№ 5. Найти токи

U_AB =100B R₂ =10 Ом

R₅ =20 Ом J₂ =6A

J₄ =1,6A J₅ =2,4A

U_{C Д} -? R_AB -? R_{C Д} -?

R₁ -? R₃ -? R₄ -?

J₁ -? J₃ -?

№ 6.

Найти токи методом узлового напряжения.

Е₁ = Е₂ = Е₃ =10B

R₁ =2Ом R₂ =1Ом R₃ =5Ом R₄ =1Ом

№ 7.

Составить уравнения по методу контурных токов.

№ 8.

Найти токи методом узлового напряжения

Е₁ =5В Е₂ =10В Е₃ =2В

R₁ =1Ом R₂ =2Ом R₃ = R₄ =1Ом R₅ =2Ом

Найти токи

№ 9.

Найти токи методом узлового напряжения

Е₁ =5В Е₂ =10В Е₃ =6В

R₁ =2Ом R₂ =5Ом R₃ =1Ом

№ 10.

Составить уравнения методом контурных токов.

№ 11.

Составить уравнение методом контурных токов

№ 12.

Составить уравнения по методу контурных токов.

№ 13.

Составить уравнение методом контурных токов.

№ 14.

Составить уравнение методом контурных токов.

№ 15.

Составить уравнение методом контурных токов.

№ 16.

Составить уравнение методом контурных токов.

№ 17.

Составить уравнение методом контурных токов.

№ 18.

Составить уравнения методом контурных токов.

№ 19.

Составить уравнения методом контурных токов.

№ 20.

Составить уравнения методом контурных токов.

№ 21.

Найти токи методом узлового напряжения.

Е₁ =5В Е₂ =10В Е₃ =20В

R₁ =2Ом R₂ =5Ом R₃ =2Ом R₄ =8Ом

№ 22.

Составить уравнения методом узловых и контурных уравнений.

№ 23.

Найти токи методом узлового напряжения.

Е₁ = Е₂ = Е₃ =10B

R₁ =2Ом R₂ =1Ом R₃ =5Ом R₄ =1Ом

№ 24.

Составить уравнения по 1 и 2 законам Кирхгофа.

№ 25.

Составить уравнения по 1 и 2 законам Кирхгофа.

ЗАДАНИЕ №3

Вариант 1.

Задание № 1. Напишите определение.

1) Конденсатор

2) Электроны

3) Электрическая цепь

4) Закон Ома для участка цепи

5) Ток

Задание № 2.

1) q – это … _________ (одно слово)

2) R – это … _________ (одно слово)

3) P – это … _________ (одно слово)

4) F – это … _________ (одно слово)

5) I – [ ? ]

6) W – [ ? ]

7) C – [ ? ]

8) U – [ ? ]

9) E – [ ? ]

10) F – [ ? ]

11) S – [ ? ]

12) q – [ ? ]

Задание №3. Напишите формулы.

1) Закон Ома для участка цепи.

2) Формула для расчета сечения провода.

Задание № 4. Решите задачу.

С₁ С₂

С₃ С₄

С ₅

С₁ = 3 мкФ

С₂ = 2 мкФ

С₃ = 4 мкФ

С₄ = 4 мкФ

С₅ = 2 мкФ

Вариант 2.

Задание № 1. Напишите определение.

1) Электрическая работа

2) Протоны

3) Ветвь

4) Закон Ома для полной цепи

5) Напряжение

Задание № 2.

1) U – это … _________ (одно слово)

2) η – это … _________ (одно слово)

3) W – это … _________ (одно слово)

4) φ – это … _________ (одно слово)

5) C – [ ? ]

6) F – [ ? ]

7) S – [ ? ]

8) W – [ ? ]

9) R – [ ? ]

10) E – [ ? ]

11) U – [ ? ]

12) I – [ ? ]

Задание № 3. Напишите формулы.

1) Закон Кирхгофа.

2) Формула для расчета общей ёмкости при последовательном соединении емкости.

Задание № 4. Решите задачу.

Ток на участке цепи равен 10А, а сопротивление цепи ровно 2 ОМ. Найдите напряжение на участке цепи.

Вариант 3.

Задание № 1. Напишите определение.

1) Протоны

2) Ток

3) Узел

4) Источники электрической энергии

5) Конденсатор

Задание №2.

1) I – это … _________ (одно слово)

2) l – это … _________ (одно слово)

3) ∆U – это … _______ (одно слово)

4) y – это … _________ (одно слово)

5) φ – [ ? ]

6) η – [ ? ]

7) q – [ ? ]

8) F – [ ? ]

9) φ – [ ? ]

10) R – [ ? ]

11) I – [ ? ]

12) P – [ ? ]

Задание № 3. Напишите формулы.

1) Закон Кулона.

2) Формула для расчёта мощности.

Задание № 4. Решите задачу.

R₁

I R₂ I

R₃

R₄

Чему равен общий ток? (написать формулу по закону Кулона)

Вариант 4.

Задание №1. Напишите определение.

1) Электроны

2) Напряжение

3) Закон Кирхгофа

4) Потребители электрической энергии

5) Электрическая цепь

Задание №2.

C – это … _________ (одно слово)

S – это … _________ (одно слово)

E – это … _________ (одно слово)

e – это … _________ (одно слово)

R – [ ? ]

P – [ ? ]

I – [ ? ]

φ – [ ? ]

u – [ ? ]

C – [ ? ]

I – [ ? ]

l – [ ? ]

Задание № 3. Напишите формулы.

1) Закон Ома.

2) Формула для расчета общей емкости при параллельном соединении емкости.

Задание № 4. Решите задачу.

С₁

С₂ С₃ С₄

С₆ С₅

Найдите общую емкость (С_общ. ), если:

С₁ = 2 мкФ

С₂ = 2 мкФ

С₃ = 4 мкФ

С₄ = 4 мкФ

С₅ = 3 мкФ

С₆ = 3 мкФ

ЗАДАНИЕ №4

Перечень докладов по электронике по вариантам:

Примеры решения задач

Задача на соединения конденсаторов.

В задании представлены схемы смешанного соединения конденсаторов. Они складываются из последовательного и параллельного соединения.

Формула расчета конденсаторов для последовательного соединения:

С общ.=( С1* С2) / ( С1+ С2)

Формула расчета конденсаторов для параллельного соединения:

С общ.= С1+ С2+…..

Прежде чем сразу начать рассчитывать конденсаторы, нужно сначало упростить схему, поочередно объединив конденсаторы.

Смешанное соединение.

В схеме дано U=100В и емкости всех конденсаторов: С₁ =6мкФ, С₂ =1,5мкФ, С₃ =3мкФ, С₄ =3мкФ, С₅ =6мкФ. Определить эквивалентную емкость всей цепи, заряд, напряжение на каждом конденсаторе.

Решение:

Конденсаторы С₂ и С₃ соединены последовательно. Их заменим одним конденсатором с эквивалентной емкостью:

С₂₃ = С₂ · С₃ / (С₂ + С₃ )=1,5·3/(1,5+3)=1мкФ.

Аналогично этому С₄ и С₅ заменим эквивалентным конденсатором емкостью:

С₄₅ = С₄ · С₅ / (С₄ + С₅ )=3·6/(3+6)=2мкФ.

После замены схема упроститься.

Емкости С₂₃ и С₄₅ соединены параллельно. Их эквивалентная емкость С_2-5 = С₂₃ +С₄₅ =1+2=3мкФ.

После этого схему можно заменить на другую.

Емкости С₁ и С_2-5 соединены последовательно.

Поэтому их эквивалентная емкость:

С= С₁ и С_2-5 /( С₁ +С_2-5 ) =6·3/(6+3)=2мкФ.

Таким образом, постепенно преобразуя изначальную схему приводим ее к простейшему виду с одной емкостью.

Задача на законы Кирхгофа

В задачах нужно знать первый и второй закон Кирхгофа:

ΣI=0; ΣЕ=ΣI*R

Т.е. I1+I2+I3+…=0 – первый закон Кирхгофа

Задача разбирается по частям, относительно узлов схемы.

Дано:

I₇ =15A

I₅ =10A

I₈ =5A

I₆ =7A

I₃ =2А

I₂ =?

I₄ =?

I₁ =?

Решение:

I₇ + I₈ = I₆ + I₅ +I₃ + I₂

15+5=7+10+2+ I₂

20=19+ I₂

1А= I₂

I₅ + I₆ = I₄

10+7= I₄

17= I₄

I₁ =I₂ + I₃ +I₄

I₁ =20А

Задача на сложные электрические цепи

Задачи на сложные цепи решаются разными способами и методами. В задании предлагаются задачи, в основном, на узловое напряжение и метод контурных токов.

В этой задачи нужно составить уравнения по методу контурных токов. Для этого в сехеме нужно выделить контуры и обозначить контурные токи, уравнения составлять относительно 2 закона Кирхгофа.Учитывать направления обхода контура, которое выбирается произвольно.

Решение:

E₁ +E₂ =I_I (R₃ +R₄ +R₁₀ +R₁₁ )-I_III (R₁₀ +R₁₁ )

E₂ +E₃ =I_II (R₂ +R₉ +R₁₀ +R₁₁ +R₁₂ )-I_III (R₉ )-I_IV (R₁₂ )

E₄ +E₃ =I_III (R₁ +R₉ +R₇ +R₈ +R₁₃ )-I_II (R₉ )-I_IV (R₁₃ )

E₅ =I_IV (R₅ +R₆ +R₁₂ +R₁₃ )-I_III (R₁₃ )-I_II (R₁₂ )

Перечень литературы

Основная

1. Данилов И.А. П.М. Иванов Общая электротехника с основами электроники – М.: Высш. шк., 2004.

2. Частоедов Л.А. Электротехника. -М.; Высшая школа, 1989г.

3. Попов B.C. Теоретическая электротехника. - М; Энергоатомиздат, 1990г.

Дополнительная

1. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. М.: Высшая школа, 2005.

2. Частоедов Л.А., Гирина Е.С. Теоретические основы электротехники. Чаcть I. Учебное пособие. М.: РГОТУПС, 2004.

3. Электротехника и электроника/ Под ред. В.Г. Герасимова. В 3-х т. – Том 1. М.: Высшая школа, 1996.