Учебное пособие: Методические указания и задания для выполнения домашних контрольных работ №1 и №2 по дисциплине Теоретические основы электротехники

Министерство образования республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный политехнический колледж»

Заочное отделение

Методические указания И ЗАДАНИЯ

для выполнения домашних контрольных работ №1 и №2

по дисциплине

Теоретические основы электротехники

Специальность: 2-36 03 31 «Монтаж и эксплуатация электрооборудования»

Составил преподаватель УО ГГПК

Рудковский И.В.

После изучения курса « Теоретические основы электротехники» учащийся должен знать на уровне представления:

·основные способы получения, передача на расстояние и практическое использование электроэнергии;

· термины и определения электротехники;

· основные электрические и электромагнитные явления;

· закономерности построения и сборки простейших схем;

· принцип действия электрических приборов;

· способы рационального энергопотребления;

· переходные процессы в электрических цепях.

Знать на уровне понимания:

· физическую сущность электрических и электромагнитных явлений;

· физические и теоретические основы электротехники, цепи постоянного и переменного тока основные положения электромагнитного поля;

· единицы измерения электрических и электромагнитных величин, методы и средства измерения электрических и электромагнитных величин;

· условные графические изображения элементов электрических цепей;

· принципы работы трансформаторов, электрических машин постоянного и переменного тока, электромагнитных элементов автоматики и других приборов.

Уметь:

· читать схемы, определять значения элементов, анализировать режим работы электрических цепей;

· собирать простейшие схемы при последовательном и параллельном соединении элементов;

· производить элементарные расчеты электрических цепей постоянного и переменного тока;

· подбирать по назначению электроизмерительные приборы, выполнять электрические измерения;

· рассчитывать и проектировать схемы электрических цепей в соответствии с техническими условиями и с учетом требований энергосбережения выбирать оптимальный вариант.

Методические указания по выполнению домашних контрольных работ

1. По курсу «Теоретические основы электротехники» необходимо выполнить 2 контрольные работы.

2. Вариант контрольного задания определяется номером учащегося по списку в учебном журнале

3. Контрольные задания 1 и 2 учащиеся выполняют как домашние и высылают в техникум на проверку в сроки, предусмотренные учебным графиком.

4. Контрольная работа выполняется в отдельной тетради в клетку. На каждой странице должны быть оставлены поля размером 30 — 40 мм для пометок преподавателя.

5. Условия задач переписываются полностью, цифровые данные выписываются в конце условия с обязательным указанием единиц измерения в системе СИ.

6. Схемы, графики, диаграммы следует выполнять на мил­лиметровой бумаге (допускается выполнять на бумаге в клетку), соблюдая требования ГОСТ, ЕСКД.

Распределение часов по разделам и темам

Соержание программы

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ДОМАШНЕЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №1

Вариант 1

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 1) I₁ = 5 А, R₁ = 19 Ом,

R₂ = 70 Ом, R₃ = 30 Ом, R₄ = 60 Ом, R₅ = 5 Ом, R₀ = 1 Ом, U₆ = U_ВС = 20 В.

Вычислить токи, напряжения и мощности каждого участка цепи и всей цепи, найти значение сопротивления R₅ , определить ЭДС Е цепи.

Составить баланс мощностей.

Рис. 1

Задача 2. В сложной электрической цепи (рис. 2) токи ветвей соответственно равны I₁ = 20 А, I₂ = 12 А, I₃ = 8 А.Определить ЭДС Е₂ и Е₃ , если R₁ = 8 Ом, R₂ = 5 Ом, R₃ = 4 Ом, R₄ = 5 Ом. Задачу решить методом узловых и контурных уравнений.

Рис. 2

Задача 3. В цепи (рис. 3) С₁ = 8 мкФ, С₂ = 4 мкФ, С₃ = 6 мкФ, С₄ = 4 мкФ, U = 36 В.

Определить эквивалентную емкость цепи, а также заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора и всей цепи.

Рис. 3

Задача 4. На средний стержень Ш-образного магнитопровода (рис. 4), выполненного из стали марки Э-21, надеты две согласно включенные катушки, каждая из которых имеет число витков W = 500.

Определить ток в катушках и магнитное напряжение в воз­душном зазоре, если магнитная индукция в крайних стержнях магнитопровода В = 1,6 Тл. Длина воздушного зазора l_заз = 30 мм. Размеры магнитопровода даны на рис. 4 в мм. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 4

Вариант 2

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 5) I₆ = 100 А, R₁ = 15 Ом, R₂ = 2 Ом, R₃ = 13,3 Ом, R₄ = R₅ = 10 Ом, R₆ = 3,9 Ом, R₀ = 0,1 Ом. Определить токи, напряжения и мощности каждого участка цепи и всей цепи. Вычислить ЭДС Е цепи. Составить баланс мощностей.

Рис. 5

Задача 2. В сложной электрической цепи (рис. 6) E₁ = 150 В, E₂ = 170 В, R₁ = 29,5 Ом, R₂ = 24 Ом, R₃ = 40 Ом, R₀₁ = 0,5 Ом, R₀₂ = 1 Ом. Определить токи во всех участках цепи методом узловых и контурных уравнений.

Рис. 6

Задача 3. В цепи (рис. 7) С₁ = 10 пФ, С₂ = 3 • 10⁴ пФ, С₃ =4 • 10⁴ пФ, С₄ = 5 • 10⁴ пФ, U = 100 В. Определить эквивалентную емкость цепи, заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора.

Рис. 7

Задача 4. На средний стержень Ш-образного магнитопровода (рис. 8), выполненного из стали марки Э-21, надета обмотка с числом витков W = 660.

Определить ток в обмотке, необходимый для создания в воздушном зазоре напряженности магнитного поля H_заз = 2 • 10⁵ А/м. Длина воздушного зазора l_заз = 5 мм, размеры магнито­провода даны в миллиметрах. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 8

Вариант 3

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 9) U_CD = U₅ = 100 В, I₄ = 6 А, R₁ = 40 Ом, R₂ = 86 Ом, R₃ = 10 Ом, R₄ = 14 Ом, R₅ = 50 Ом, R₀ = 0,4 Ом.

Определить R₆ , ЭДС Е, токи, напряжения и мощности каж­дого участка цепи и всей цепи.

Составить баланс мощностей.

Рис. 9

Задача 2. В сложной цепи (рис. 10) E₁ = 68 В, Е₂ = 40 В, R₁ = 97 Ом, R₂ = 38 Ом, R₃ = 120 Ом, R₄ = 60 Ом, R₀₁ = 3 Ом, R₀₂ = 2 Ом.

Определить токи участков цепи методом узловых и контурных уравнений.

Рис. 10

Задача 3. В цепи (рис. 11) С₁ = 80 пФ, С₂ = 80 пФ, С₃ = 40 пФ, С₄ = 30пФ, U = 100 В.

Определить эквивалентную емкость цепи, заряд и энергию электрического поля каждой емкости и всей цепи.

Рис. 11

Задача 4. На средний стержень Ш-образного магнитопровода, выполненного из стали марки Э-42 (рис. 12), надета обмотка с числом витков W = 158. Определить ток в обмотке, необходи­мый, чтобы создать в якоре А магнитопровода, выполненного из стали Э-21, магнитную индукцию В_A = 1,4 Тл.

Длина воздушного зазора l_заз = 0,05 мм. Размеры магнитопровода даны в миллиметрах. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 12

Вариант 4

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 13) R₁ = 5 Ом, R₂ = 6,25 Ом, R₃ = 60 Ом, R₄ = 5 Ом, R₅ = 15 Ом, R₆ = l5 Ом, R₀ = 0,2 Ом, I₁ = 5 А.

Вычислить токи, напряжения и мощности каждого участка цепи и всей цепи. Определить ЭДС Е цепи. Составить баланс мощностей.

Рис. 13

Задача 2. В сложной электрической цепи (рис. 14) E₁ = 135 В, E₂ = 20 В, R₁ = 2,5 Ом, R₂ = 8 Ом, R₃ = 5 Ом, R₄ = 6 Ом, R₅ =30 Ом, R₆ = 30 Ом, R₇ = 40 Ом, R₀₁ = 0,5 Ом, R₀₂ = 0.

Определить токи через R₁ , R₂ , R₃ . Применить метод преобразования, а затем к преобразованной схеме метод узловых и контурных уравнений.

Рис. 14

Задача 3. В цепи (рис. 15) С₁ = 0,1 мкФ, С₂ = 0,15 мкФ, С₃ = 0,3 мкФ, С₄ = 0,2 мкФ, U = 100 В.

Определить эквивалентную емкость цепи, заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора и всей цепи.

Рис. 15

Задача 4. На средний стержень Ш-образного магнитопровода (рис. 16), выполненного из стали марки Э-21, надета обмотка с числом витков W = 462.

Определить ток в обмотке, необходимый для создания в якоре А, выполненном из литой стали, магнитной индукции В_як = 1,3 Тл. Длина воздушного зазора l_заз = 0,1 мм. Размеры магнитопровода даны в мм. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 16

Вариант 5

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 17) Е = 210 В, R₁ = 20 Ом, R₂ = 5 Ом, R₃ = 30 Ом, R₄ = 10 Ом, R₅ = 25 Ом, R₆ = 100 Ом, R₀ = 0,5 Ом.

Определить токи, напряжения и мощность каждого участка цепи и всей цепи. Составить баланс мощностей.

Рис. 17

Задача 2. В сложной электрической цепи (рис. 18) E₁ = 30 В, Е₂ = 40 В, R₁ = 10 Ом, R₂ = 2 Ом, R₃ = 3 Ом, R₄ = R₅ = 12 Ом, R₀₁ = 2 Ом, R₀₂ = 1 Ом.

Определить эквивалентную емкость цепи, напряжение, приложенное ко всей цепи, а также заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора и всей цепи.

Рис. 18

Задача 3. В цепи (рис. 19) С₁ = 30 мкФ, С₂ = 15 мкФ, С₃ = 5 мкФ, С₄ = 60 мкФ, U₁ = 30 В. Определить эквивалентную емкость цепи, напряжение, приложенное ко всей цепи, а также заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора и всей цепи.

Рис. 19

Задача 4. На средний стержень Ш-образного магнитопровода (рис. 20), выполненного из стали марки Э-42, надета обмотка с числом витков W = 400.

Определить ток в обмотке, необходимый, чтобы создать в якоре А магнитную индукцию

B_A = 1,5 Тл. Якорь А выполнен из литой стали. Длина зазора l_заз = 0,2 мм. Размеры магнитопровода даны в миллиметрах. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 20

Вариант 6

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 21) R₁ = 10 Ом, R₂ = 80 Ом, R₃ = 26,6 Ом, R₄ = 60 Ом, R₅ = 50 Ом, R₆ = 10 Ом, R₀ = 1 Ом, E = 32 В.

Определить токи, напряжение и мощности каждого участка цепи и всей цепи. Составить баланс мощностей.

Рис. 21

Задача 2. В сложной электрической цепи (рис. 22) E₁ = 90 В, E₂ = 120 В, R₁ = 4 Ом, R₂ = 29 Ом, R₃ = 30 Ом, R₄ = 10 Ом, R₀₁ = R₀₂ = 1 Ом. Определить токи участков цепи методом наложения.

Рис. 22

Задача 3. В цепи (рис. 23) С₁ = 4 мкФ, С₂ = 6 мкФ, С₃ = 10 мкФ, С₄ = 20 мкФ, U₁ = 20 В.

Определить эквивалентную емкость цепи, напряжение, приложенное ко всей цепи, а также заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора и всей цепи.

Рис. 23

Задача 4. На средний стержень Ш-образного магнитопровода (рис. 24), выполненного из стали марки Э-21, надета об­мотка с числом витков W = 300.

Якорь А выполнен из ста­ли Э-42. Определить ток обмотки, необходимый, чтобы создать в среднем стержне индукцию B = 1 Тл. Длина каждого воздушного зазора l_{з аз} = 0,1 мм. Размеры магнитопровода даны в миллиметрах. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 24

Вариант 7

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 25) R₁ = 2,5 Ом, R₂ = 10 Ом, R₃ = 50 Ом, R₄ = 50 Ом, R₅ = 10 Ом, R₆ = 40 Ом, R₀ = 1 Ом, U₂ = U_AB = 10 В.

Определить токи напряжения и мощности каждого участка цепи и всей цепи. Составить баланс мощностей. Определить ЭДС Е.

Рис. 25

Задача 2. В сложной электрической цепи (рис. 26) Е₁ = Е₂ = 160 В, R₁ = 7 Ом, R₂ = 6 Ом,

R₃ = 10 Ом, R₄ = R₅ = 30 Ом, R₆ = 40 Ом, R_{0 l} = 1 Ом, R₀₂ = 2 Ом.

Определить токи участков цепи, применив метод преобразования, а затем к преобразованной схеме применить метод узлового напряжения.

Рис. 26

Задача 3. В цепи (рис. 27) С₁ = 3 пФ, С₂ = 1 пФ, С₃ = 2 пФ, С₄ = 3 пФ, U₂ = 20 В.

Определить эквивалентную емкость цепи, напряжение, приложенное ко всей цепи, заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора и всей цепи.

Рис. 27

Задача 4. На средний стержень Ш-образного симметричного магнитопровода (рис. 28) надета обмотка с числом витков W = 660. Ш-образный магнитопровод выполнен из стали Э-21, якорь А — из литой стали. Магнитная индукция в якоре B_A = 1,2 Тл

Определить ток обмотки и магнитное напряжение в зазоре. Длина каждого зазора l_заз = 0,1 мм. Размеры магнитопровода даны в миллиметрах. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 28

Вариант 8

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 29) ток шестого участка I₆ = 20 А, R₁ =30 Ом, R₂ = 4 Ом, R₃ = 26,6 Ом, R₄ = R₅ = 20 Ом, R₆ = 7,2 Ом, R₀ = 0,2 Ом.

Определить токи, напряжения и мощности всех участков цепи. Определить ЭДС цепи. Составить баланс мощностей.

Рис. 29

Задача 2. В сложной цепи (рис. 30) E₁ = 80 В, Е₂ = 100 В, R₁ = 9 Ом, R₂ = 19 Ом, R₃ = 25 Ом,

R₄ = 100 Ом, R_{0 l} = R₀₂ = 1 Ом.

Определить токи участков цепи методом узловых и контурных уравнений.

Рис. 30

Задача 3. В цепи (рис. 31) C₁ = 40 пФ, С₂ = 40 пФ, С₃ = 20 пФ, С₄ = 15 пФ. Приложенное к цепи напряжение U = 100 В. Определить эквивалентную емкость цепи, напряжение на каждом участке цепи, энергию и заряд каждой емкости и всей цепи.

Рис. 31

Задача 4. На средний стержень Ш-образного симметричного магнитопровода (рис. 32) надета обмотка с числом витков W = 460. Ш-образный магнитопровод выполнен из стали Э-21, якорь А — из литой стали. Магнитная индукция в якоре B_як = 1,2Тл.

Определить ток обмотки. Длина зазора l_заз = 0,1 мм. Размеры магнитопровода даны на чертеже в миллиметрах. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 32

Вариант 9

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 33) E = 200 В, R₁ = 10 Ом, R₂ = 15 Ом, R₃ = 30 Oм, R₄ = 20 Ом, R₅ = 40 Ом, R₆ = 11 Ом, ток через R₆ — I_б = 10 А.

Определить токи, напряжения и мощности каждого участка цепи и всей цепи. Составить баланс мощностей. Определить внутреннее сопротивление R₀ источника ЭДС.

Рис. 33

Задача 2. В сложной цепи (рис. 34) E₁ = 60 В, Е₂ = 72 В, R₁ = 1,8 Ом, R₂ = 3,2 Ом, R₃ = 3 Ом, R₄ = 2 Ом, R₀₁ = 0,2 Ом, R₀₂ = 0,8 Ом.

Определить токи участков цепи методом узлового напряжения.

Рис. 34

Задача 3. В цепи (рис. 35) С₁ = 1 мкФ, С₂ = 2 мкФ, С₃ = С₄ = 2 мкФ, U = 60 В.

Определить эквивалентную емкость цепи, заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора и всей цепи.

Рис. 35

Задача 4. На средней стержень Ш-образного симметричного магнитопровода (рис. 36), выполненного из стали марки Э-21, надета обмотка с числом витков W = 500. Якорь А выполнен из литой стали, в нем величина магнитной индукции В_як = 1,3 Тл. Длина зазора l_заз = 0,1 мм. Определить ток обмотки. Размеры магнитопровода даны в миллиметрах. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 36

Вариант 10

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 37) R₁ = 20 Ом, R₂ = 9 Ом, R₃ = 60 Ом, R₄ = 5 Ом, R₅ = R₆ = 50 Ом, R₀₁ = 1 Ом, напряжение U₃ = U_AB = 40 В.

Определить токи, напряжения и мощности каждого участка цепи и всей цепи. Составить баланс мощностей. Определить ЭДС цепи Е.

Рис. 37

Задача 2. В сложной цепи (рис. 38) E₁ = 160 В, Е₂ = 200 В, R₁ = 9 Ом, R₂ = 19 Ом, R₃ = 25 Ом, R₄ = 100 Ом, R₀₁ = R₀₂ = 1 Ом.

Определить токи участков цепи методом узлового напряжения.

Рис. 38

Задача 3. В цепи (рис. 39) C₁ = 2 10³ пФ, С₂ = 6 10³ пФ, С₃ = 3 10³ пФ, С₄ = 6 10³ пФ, U = 100 В.

Определить эквивалентную емкость цепи, заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора и всей цепи.

Рис. 39

Задача 4. На средний стержень разветвленного симметричного магнитопровода надета обмотка с числом витков W = 300. Ш-образный магнитопровод (рис. 40) выполнен из стали марки Э-42, якорь А — из литой стали. В воздушном зазоре среднего стержня создается напряженность магнитного поля Н = 10⁶ А/м. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,2 мм.

Определить ток обмотки. Размеры магнитопроводов даны в миллиметрах. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 40

Вариант 11

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 41) I₁ = 6 А, R₁ = 20 Ом, R₂ = 60 Ом, R₃ = 25 Ом, R₄ = 65 Ом, R₅ = 10 Ом, R₀ = 2 Ом, U₆ = U_ВС = 15 В.

Вычислить токи, напряжения и мощности каждого участка цепи и всей цепи, найти значение сопротивления R₅ , определить ЭДС Е цепи.

Составить баланс мощностей.

Рис. 41

Задача 2. В сложной электрической цепи (рис. 42) токи ветвей соответственно равны I₁ = 20 А, I₂ = 12 А, I₃ = 8 А.Определить ЭДС Е₂ и Е₃ , если R₁ = 8 Ом, R₂ = 5 Ом, R₃ = 4 Ом, R₄ = 5 Ом. Задачу решить методом узлового напряжения..

Рис. 42

Задача 3. В цепи (рис. 43) С₁ = 10 мкФ, С₂ = 6 мкФ, С₃ = 10 мкФ, С₄ = 9 мкФ, U = 40 В.Определить эквивалентную емкость цепи, а также заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора и всей цепи.

Рис. 43

Задача 4. На средний стержень Ш-образного магнитопровода (рис. 44), выполненного из стали марки Э-21, надеты две согласно включенные катушки, каждая из которых имеет число витков W = 550.

Определить ток в катушках и магнитное напряжение в воздушном зазоре, если магнитная индукция в крайних стержнях магнитопровода В = 1,5 Тл. Длина воздушного зазора l_заз = 25 мм. Размеры магнитопровода даны на рис. 4 в мм. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 44

Вариант 12

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 45) I₆ = 110 А, R₁ = 20 Ом, R₂ = 4 Ом, R₃ = 18 Ом, R₄ = R₅ = 11 Ом, R₆ = 7,3 Ом, R₀ = 0,3 Ом. Определить токи, напряжения и мощности каждого участка цепи и всей цепи. Вычислить ЭДС Е цепи. Составить баланс мощностей.

Рис. 45

Задача 2. В сложной электрической цепи (рис. 46) E₁ = 150 В, E₂ = 170 В, R₁ = 29,5 Ом, R₂ = 24 Ом, R₃ = 40 Ом, R₀₁ = 0,5 Ом, R₀₂ = 1 Ом. Определить токи во всех участках цепи методом узлового напряжения.

Рис. 46

Задача 3. В цепи (рис. 47) С₁ = 1,5 • 10⁴ пФ, С₂ = 3,5 • 10⁴ пФ, С₃ =5 • 10⁴ пФ, С₄ = 6,1 • 10⁴ пФ, U = 120 В. Определить эквивалентную емкость цепи, заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора.

Рис. 47

Задача 4. На сред­ний стержень Ш-образного магнитопровода (рис. 48), выполненного из стали марки Э-21, надета обмотка с числом витков W = 700.

Определить ток в обмотке, необходимый для создания в воздушном зазоре напряженности магнитного поля H_заз = 2,1 • 10⁵ А/м. Длина воздушного зазора l_заз = 6 мм, размеры магнито­провода даны в миллиметрах. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 48

Вариант 13

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 49) U_CD = U₅ = 110 В, I₄ = 7 А, R₁ = 43 Ом, R₂ = 90 Ом, R₃ = 12 Ом, R₄ = 18 Ом, R₅ = 55 Ом, R₀ = 0,4 Ом.

Определить R₆ , ЭДС Е, токи, напряжения и мощности каж­дого участка цепи и всей цепи. Составить баланс мощностей.

Рис. 49

Задача 2. В сложной цепи (рис. 50) E₁ = 68 В, .Е₂ = 40 В, R₁ = 97 Ом, R₂ = 38 Ом, R₃ = 120 Ом, R₄ = 60 Ом, R₀₁ = 3 Ом, R₀₂ = 2 Ом.

Определить токи участков цепи методом контурных токов.

Рис. 50

Задача 3. В цепи (рис. 51) С₁ = 70 пФ, С₂ = 75 пФ, С₃ = 45 пФ, С₄ = 34 пФ, U = 110 В.

Определить эквивалентную емкость цепи, заряд и энергию электрического поля каждой емкости и всей цепи.

Рис. 51

Задача 4. На средний стержень Ш-образного магнитопровода, выполненного из стали марки Э-42 (рис. 52), надета обмотка с числом витков W = 170. Определить ток в обмотке, необходи­мый, чтобы создать в якоре А магнитопровода, выполненного из стали Э-21, магнитную индукцию В_A = 1,3 Тл.

Длина воздушного зазора l_заз = 0,1 мм. Размеры магнитопровода даны в миллиметрах. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 52

Вариант 14

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 53) R₁ = 7 Ом, R₂ = 8 Ом, R₃ = 50 Ом, R₄ = 4,5 Ом, R₅ = 18 Ом, R₆ = l3 Ом, R₀ = 0,5 Ом, I₁ = 5 А.

Вычислить токи, напряжения и мощности каждого участка цепи и всей цепи. Определить ЭДС Е цепи. Составить баланс мощностей.

Рис. 53

Задача 2. В сложной электрической цепи (рис. 54) E₁ = 135 В, E₂ = 20 В, R₁ = 2,5 Ом, R₂ = 8 Ом, R₃ = 5 Ом, R₄ = 6 Ом, R₅ = 30 Ом, R₆ = 30 Ом, R₇ = 40 Ом, R₀₁ = 0,5 Ом, R₀₂ = 0.

Определить токи через R₁ , R₂ , R₃ . Применить метод преобразования, а затем к преобразовательной схеме метод контурных токов.

Рис.54

Задача 3. В цепи (рис. 55) С₁ = 0,3 мкФ, С₂ = 0,19 мкФ, С₃ = 0,4 мкФ, С₄ = 0,5 мкФ, U = 90 В. Определить эквивалентную емкость цепи, заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора и всей цепи.

Рис. 55

Задача 4. На средний стер­жень Ш-образного магнитопровода (рис. 82), выполненного из стали марки Э-21, надета обмотка с числом витков W = 56

Определить ток в обмотке, необходимый для создания в якоре А, выполненном из литой стали, магнитной индукции В_як = 1,4 Тл. Длина воздушного зазора l_заз = 0,2 мм. Размеры магнитопровода даны в мм. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 56

Вариант 15

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 57) Е = 200 В, R₁ = 10 Ом, R₂ = 1 Ом, R₃ = 25 Ом, R₄ = 30 Ом, R₅ = R₆ = 80 Ом, R₀ = 1 Ом.

Определить токи, напряжения и мощность каждого участка цепи и всей цепи. Составить баланс мощностей.

Рис. 57

Задача 2. В сложной электрической цепи (рис. 58 E₁ = 30 В, Е₂ = 40 В, R₁ = 10 Ом, R₂ = 2 Ом, R₃ = 3 Ом, R₄ = R₅ = 12 Ом, R₀₁ = 2 Ом, R₀₂ = 1 Ом.

Определить токи участков цепи методом узлового напряжения.

Рис. 58

Задача 3. В цепи (рис. 59) С₁ = 20 мкФ, С₂ = 25 мкФ, С₃ = 10 мкФ, С₄ = 50 мкФ, U₁ = 33 В. Определить эквивалентную емкость цепи, напряжение, приложен­ное ко всей цепи, а также заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора и всей цепи.

Рис. 59

Задача 4. На средний стержень Ш-образного магнитопровода (рис. 60), выполненного из стали марки Э-42, надета обмотка с числом витков W=380.

Определить ток в обмотке, необходимый, чтобы создать в якоре А магнитную индукцию

B_A = 1,2 Тл. Якорь А выполнен из литой стали. Длина зазора l_заз = 0,3 мм. Размеры магнитопровода даны в миллиметрах. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 60

Вариант 16

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 61) R₁ = 20 Ом, R₂ = 60 Ом, R₃ = 17,1 Ом, R₄ = 39,1 Ом, R₅ = 41 Ом, R₆ = 16 Ом, R₀ = 2 Ом, E = 40 В.

Определить токи, напряжение и мощности каждого участка цепи и всей цепи. Составить баланс мощностей.

Рис. 61

Задача 2. В сложной электрической цепи (рис. 62) E₁ = 90 В, E₂ = 120 В, R₁ =4 Ом, R₂ = 29 Ом, R₃ = 30 Ом, R₄ = 10 Ом, R₀₁ = R₀₂ =1 Ом. Определить токи участков цепи методом контурных токов.

Рис. 62

Задача 3. В цепи (рис. 63) С₁ = 10 мкФ, С₂ = 8 мкФ, С₃ = 13 мкФ, С₄ = 31 мкФ, U₁ = 25 В.

Определить эквивалентную емкость цепи, напряжение, приложенное ко всей цепи, а также заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора и всей цепи.

Рис. 63

Задача 4. На средний стержень Ш-образного магнитопровода (рис. 64), выполненного из стали марки Э-21, надета обмотка с числом витков W = 410.

Якорь А выполнен из стали Э-42. Определить ток обмотки, необходимый, чтобы создать в среднем стержне индукцию B = 0,9 Тл. Длина каждого воздушного зазора l_{з аз} = 0,15 мм. Размеры магнитопровода даны в миллиметрах. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 64

Вариант 17

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 65) R₁ = 4 Ом, R₂ = 11 Ом, R₃ = 42 Ом, R₄ = 55 Ом, R₅ = 14 Ом, R₆ = 18 Ом, R₀ = 1,5 Ом, U₂ = U_AB = 13 В.

Определить токи напряжения и мощности каждого участка цепи и всей цепи. Составить баланс мощностей. Определить ЭДС Е.

Рис. 65

Задача 2. В сложной электрической цепи (рис.66) Е₁ = Е₂ = 160 В, R₁ = 7 Ом, R₂ = 6 Ом,

R₃ = 10 Ом, R₄ = R₅ = 30 Ом, R₆ = 40 Ом, R_{0 l} = 1 Ом, R₀₂ = 2 Ом.

Определить токи участков цепи методом наложения.

Рис. 66

Задача 3. В цепи (рис. 67) С₁ = 5 пФ, С₂ = 0,8 пФ, С₃ = 4 пФ, С₄ = 2,3 пФ, U₂ = 18 В.

Определить эквивалентную емкость цепи, напряжение, приложенное ко всей цепи, заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора и всей цепи.

Рис. 67

Задача 4. На средний стержень Ш-образного симметричного магнитопровода (рис. 68) надета обмотка с числом витков W = 450. Ш-образный магнитопровод выполнен из стали Э-21, якорь А — из литой стали. Магнитная индукция в якоре B_A = 1,1 Тл

Определить ток обмотки и магнитное напряжение в зазоре. Длина каждого зазора l_заз = 0,2 мм. Размеры магнитопровода даны в миллиметрах. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 68

Вариант 18

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 69) ток шестого участка

I₆ = 30 А, R₁ =25 Ом, R₂ = 9 Ом, R₃ = 17 Ом, R₄ = R₅ = 19 Ом, R₆ = 30 Ом, R₀ = 0,1 Ом.

Определить токи, напряжения и мощности всех участков цепи. Определить ЭДС цепи. Составить баланс мощностей.

Рис. 69

Задача 2. В сложной цепи (рис. 70) E₁ = 80 В, Е₂ = 100 В, R₁ = 9 Ом, R₂ = 19 Ом, R₃ = 25 Ом, R₄ = 100 Ом, R_{0 l} = R₀₂ = 1 Ом.

Определить токи участков цепи методом наложения.

Рис. 70

Задача 3. В цепи (рис. 71) C₁ = 24 пФ, С₂ = 32 пФ, С₃ = 18 пФ, С₄ = 20 пФ. Приложенное к цепи напряжение U = 76 В. Определить эквивалентную емкость цепи, напряжение на каждом участке цепи, энергию и заряд каждой емкости и всей цепи.

Рис. 71

Задача 4. На средний стержень Ш-образного симметричного магнитопровода (рис. 72) надета обмотка с числом витков W = 570. Ш-образный магнитопровод выполнен из стали Э-21, якорь А — из литой стали. Магнитная индукция в якоре B_як = 1,4 Тл.

Определить ток обмотки. Длина зазора l_заз = 0,2 мм. Размеры магнитопровода даны на чертеже в миллиметрах. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 72

Вариант 19

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 73) E = 156 В, R₁ = 20 Ом, R₂ = 9 Ом, R₃ = 22 Oм, R₄ = 40 Ом, R₅ = 60 Ом, R₆ = 17 Ом, ток через R₆ — I₆ = 20 А.

Определить токи, напряжения и мощности каждого участка цепи и всей цепи. Составить баланс мощностей. Определить внутреннее сопротивление R₀ источника ЭДС.

Рис. 73

Задача 2. В сложной цепи (рис. 74) E₁ = 60 В, Е₂ = 72 В, R₁ = 1,8 Ом, R₂ = 3,2 Ом, R₃ = 3 Ом, R₄ = 2 Ом, R₀₁ = 0,2 Ом, R₀₂ = 0,8 Ом.

Определить токи участков цепи методом узловых и контурных уравнений.

Рис. 74

Задача 3. В цепи (рис. 75) С₁ = 8 мкФ, С₂ = 5,3 мкФ, С₃ = С₄ = 3 мкФ, U = 72 В.

Определить эквивалентную емкость цепи, заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора и всей цепи.

Рис. 75

Задача 4. На средней стержень Ш-образного симметричного магнитопровода (рис. 76), выполненного из стали марки Э-21, надета обмотка с числом витков W = 700. Якорь А выполнен из литой стали, в нем величина магнитной индукции В_як = 1,5 Тл. Длина зазора l_заз = 0,5 мм. Определить ток обмотки. Размеры магнитопровода даны в миллиметрах. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 76

Вариант 20

Задача 1. В цепи со смешанным соединением сопротивлений (рис. 77) R₁ = 30 Ом, R₂ = 11 Ом, R₃ = 45 Ом, R₄ = 8 Ом, R₅ = R₆ = 39 Ом, R₀₁ = 1,5 Ом, напряжение U₃ = U_AB = 25 В.

Определить токи, напряжения и мощности каждого участка цепи и всей цепи. Составить баланс мощностей. Определить ЭДС цепи Е.

Рис. 77

Задача 2. В сложной цепи (рис. 78) E₁ = 160 В, Е₂ = 200 В, R₁ = 9 Ом, R₂ = 19 Ом, R₃ = 25 Ом,

R₄ = 100 Ом, R₀₁ = R₀₂ = 1 Ом.

Определить токи участков цепи методом узловых и контурных уравнений.

Рис. 78

Задача 3. В цепи (рис. 79) C₁ = 5,1 • 10³ пФ, С₂ = 2,5 • 10³ пФ, С₃ = 3,2 • 10³ пФ, С₄ = 10³ пФ, U= 200 В.

Определить эквивалентную емкость цепи, заряд и энергию электрического поля каждого конденсатора и всей цепи.

Рис. 79

Задача 4. На средний стержень разветвленного симметрич­ного магнитопровода надета обмотка с числом витков W = 400. Ш-образный магнитопровод (рис. 80) выполнен из стали марки Э-42, якорь А — из литой стали. В воздушном зазоре среднего стержня создается напряженность магнитного поля Н = 10⁶ А/м. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,3 мм.

Определить ток обмотки. Размеры магнитопроводов даны в миллиметрах. Потоком рассеяния пренебречь.

Рис. 80

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ДОМАШНЕЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №2

Вариант 1

Задача 1. В сеть переменного тока включена цепь (рис. 1), подключенная к переменному напряжению U = 200 В, частотой f = 50 Гц. В первую ветвь включено сопротивление Х_{C 1} = 40 Ом, во вторую — сопротивление X_{L 2} = 40 Ом, в третью — сопротивле­ния R₃ = 20 Ом,

Х_{C 3} = 14 Ом. Определить токи ветвей и ток неразветвленной части цепи, активные, реактивные и полные мощности каждой ветви и всей цепи.

Задачу решить методом проводимостей. Определить С₁ и L₂ . Построить треугольник токов.

Рис. 1

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треуголь­ник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. К цепи с последовательно соединенными R = 8 Ом, X_Ll = 9 Ом и X_{C 1} = 9 Ом приложено напряжение u = [80sin(ωt+60°)+ 25,4sin3ωt] В. Сопротивления даны для первой гармоники. Вычислить показания амперметра, вольтметра и ваттметра.

Задача 4. На магнитопроводе, выполненном из листовой стали марки Э-41 (рис. 2), расположена обмотка с числом витков W = 200. К обмотке подведено переменное напряжение частотой f = 50 Гц, 10% сечения магнитопровода занимает изоляция. Толщина стального листа

Δ = 0,5 мм.

Определить прило­женное напряжение и ток в обмотке, если максимальная индукция в магнитопроводе В_m = 1,2 Тл. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,1 мм. Активным сопротивлением обмотки пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 2

Вариант 2

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 200 В, частотой f= 50 Гц включена цепь (рис. 3). В первую ветвь цепи включено сопротивление R₁ = 40 Ом, во вторую — сопротивление Х_{C 2} = 20 Ом, в третью — сопротивления R₃ = 10 Ом и X_{L 3} = 10 Ом.

Определить токи ветвей и ток неразветвленной части цепи, активную, реактивную и полную мощности каждой ветви и всей цепи. Определить С₂ и L₃ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 3

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. К цепи с последовательно соединенными R = 12 Ом, Х_{L 1} = 19 Ом и Х_{C 1} = 3 Ом приложено напряжение и = [200 sin(ωt+60°)+ 67,6 sin3ωt] В.

Сопротивления даны для первой гармоники. Определить значения тока, напряжения и мощностей в данной цепи.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 4), выполненном из стали марки Э-41, расположена обмотка, подключенная к напряжению U = 220 В частотой f = 50 Гц.

Определить число ампер-витков обмотки, если максимальная магнитная индукция в магнитопроводе В_m = 1,4 Тл, 10% магнитопровода занимает изоляция. Толщина стального листа 0,35 мм. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,1 мм. Активным сопротивлением обмотки пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 4

Вариант 3

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 100 В, частотой f = 50 Гц включена цепь (рис. 5). В первую ветвь цепи включено сопротивление R₁ = 10 Ом, во вторую — сопротивление X_{L 2} = 16,66 Ом, в третью — сопротивления R₃ = 8 Ом и Х_{C 3} = 6 Ом.

Определить токи в каждой ветви и в неразветвленной части цепи, активные, реактивные и полные мощности каждой части и всей цепи. Определить L₂ и С₃ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 5

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. К цепи с последовательно соединенными R₁ = 10 Ом, X_{L 1} = 3 Ом, X_{C 1} = 6 Ом приложе­но напряжение u = [52 sin (ωt-20°) + 12,2sin(3ωt+45°)]B.

Сопротивления даны для первой гармоники. Определить действующие значения тока, напряжения и активную мощность в данной цепи.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 6), выполненном из стали марки Э-11, расположена обмотка с числом витков W = 250.

Определить приложенное напряжение и ток в обмотке, необ­ходимые, чтобы создать в магнитопроводе максимальную магнитную индукцию B_m = 1,4 Тл, если частота f = 50 Гц, длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,2 мм.

Активным сопро­тивлением обмотки пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 6

Вариант 4

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжение U = 100 В, частотой f = 50 Гц включена цепь (рис. 7). В ее первую ветвь включено сопротивление X_{C 1} = 10 Ом, во вторую — сопротивление X_{L 2} = 10 Ом, в третью ветвь — сопротивления R₃ = 16 Ом и Х_L3 = 12 Ом.

Определить токи каждой вет­ви и неразветвленной части цепи, активную, реактивную и полную мощности каждой ветви и всей цепи. Определить L₂ и С₁ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 7

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. К цепи с последовательно соединенными R = 6 Ом, X_{L 1} = 10 Ом и Х_С1 = 90 Ом приложено напряжение u = [100sinωt + 60sin(3ωt + 20°)] В.

Сопротивления даны для первой гармоники. Вычислить действующие значения тока, напряжения и активную мощность цепи.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 8) расположена обмотка с числом витков W = 320. Магнитопровод выполнен из стали Э-12, 10% его объема заполнено изоляцией, длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,2 мм.

Определить приложенное напряжение и ток в обмотке, необ­ходимые, чтобы создать в магнитопроводе максимальную магнитную индукцию В_m = 1,5 Тл. Активным сопротивле­нием обмотки пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 8

Вариант 5

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 220 В, частотой f = 50 Гц включена цепь (рис. 9). В ее первую ветвь включено сопротивление Х_C1 = 11 Ом, во вторую — сопротивление Х_L2 = 14,67 Ом, в третью — сопротивле­ния R₃ = 8 Ом и X_{L 3} = 6 Ом.

Определить токи в неразветвленной части цепи и в каждой ветви; активную, реактивную и полную мощности каждой ветви и всей цепи. Определить С₁ и L₂ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 9

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. К катушке, комплекс полного сопротивления которой для первой гармоники

Z ₁ = (16+j12) Ом, подведено напряжение u = [100sinωt+19,7sin(Зωt—45°)] В.

Определить показания амперметра, вольтметра и ваттметра.

Задача 4. На магнитопроводе, выполненном из листовой ста­ли марки Э-11 (рис. 10), расположена обмотка с числом витков W = 340. К обмотке подведено напряжение частотой f = 50 Гц, 10% сечения магнитопровода занимает изоляция. Толщина стального листа 0,5 мм.

Определить приложенное напряжение и ток в обмотке, если максимальная магнитная индукция магнитопровода В_m = 1,2 Тл. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,1 мм. Активным со­противлением обмотки пренебречь. Построить векторную диа­грамму для цепи со сталью.

Рис. 10

Вариант 6

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 127 В, частотой f = 50 Гц включена цепь (рис. 11). В ее первую ветвь включено сопротивление R₁ = 12,7 Ом, во вторую — сопротивле­ние X_{C 2} = 22 Ом, в третью ветвь — сопротивления R₃ = 16 Ом, X_{L 3} = 12 Ом.

Определить токи каждой ветви и в неразветвленной части цепи, активное, реактивное и полные мощности каждой ветви и всей цепи. Определить C₂ и L₃ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 11

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. К катушке, комплекс полного сопротивления которой для первой гармоники

Z ₁ = (6+j8) Ом, подведен ток I = [10sin(ωt + 45°) + 2sin3ωt] А. Определить действующие значения тока и напряжения данной цепи, а также ее активную мощность.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 12), выполненном из стали марки Э-21, расположена обмотка с числом витков W = 120. 10% магнитопровода занимает изоляция. Толщина стального листа 0,5 мм.

Определить приложенное напряжение и ток в обмотке, необходимые, чтобы создать в магнитопроводе максимальную магнитную индукцию В_m = 1,4 Тл. Активным сопротивлением обмотки пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью. l_заз = 0,1мм

Рис. 12

Вариант 7

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 130 В, частотой f = 50 Гц включена цепь (рис. 13). В ее первую ветвь включено сопротивление X_{L 1} = 18,6 Ом, во вторую ветвь — со­противление R₂ = 65 Ом, в третью — сопротивления R₃ = 9 Ом и Х_C3 =7 Ом.

Определить токи в каждой ветви и в неразветвленной части цепи, активные, реактивные и полные мощности каждой ветви и всей цепи, L₁ и С₃ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 13

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. По цепи последовательно соединенных R = 6 Ом, X_{L 1} = 3 Ом и X_{C 1} = 11 Ом (сопротивления даны для первой гармоники) проходит ток i = [10sin(ωt+45^o ) + 2sin3ωt] А.

Определить действующие значения напряжения и тока цепи и ее активную мощность.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 14), выполненном из листовой стали марки Э-12, расположена обмотка с числом витков W = 120. 10% магнитопровода заполняет изоляция. Толщина стального листа 0,5 мм.

Определить приложенное напряжение и ток в обмотке, необходимые, чтобы создать в магнитопроводе максимальную магнитную индукцию B_m = 1,4 Тл. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,1 мм. Частота переменного напряжения f=50 Гц. Активным сопротивлением пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 14

Вариант 8

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U= 100 В включена цепь (рис. 15). В первую ветвь включено сопротивление X_{C 1} = 100 Ом, во вторую — R₂ = 60 Ом, X_{L 2} =80 Ом, в третью —R₃ = 200 Ом.

Определить токи в каждой ветви и в неразветвленной части цепи, активные, реактивные и полные мощности каждой ветви и всей цепи, определить С₁ и L₂ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 15

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. По цепи с последовательно соединенными R = 0,6 Ом, X_{L 1} =0,1 Ом и Х_{C 1} =0,9 Ом проходит ток i = [10sin(ωt - 53°) +sin(Зωt + 30°)] А.

Сопротивления даны для первой гармоники. Вычислить действующее значение тока, напряжения и активной мощности в данной цепи.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 16), выполненном из стали марки Э-21, расположена обмотка, подключенная к напряжению U = 220 В, частотой f = 50 Гц. В магнитопроводе создается максимальная магнитная индукция B_m = 1,4 Тл, 10% магнитопровода занято изоляцией. Толщина стального листа 0,35 мм. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,2 мм. Активным со­противлением обмотки пренебречь.

Определить число ампер-витков в обмотке. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 16

Вариант 9

Задача 1. К сети переменного тока с напряжением U = 200 В, частотой f = 50 Гц подключена цепь (рис. 17). В ее первую ветвь включено сопротивление R₁ = 40 Ом, во вторую — сопротивле­ние X_{C 2} =100 Ом, в третью — сопротивления R₃ =14 Ом и X_{L 3} =14 Oм. Определить токи ветвей и ток неразветвленной части цепи, активную, реактивную и полную мощности каждой ветви и всей цепи. Определить С₂ и L₃ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 17

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. По цепи из последовательно соединенных R = 6 Ом, Х_{L 1} = 10 Ом и Х_{C 1} = 9 Ом (сопротивления даны для первой гармо­ники) проходит ток i = [0,5sin(ωt - 20°) + 0,1sin(3ωt+30°)] А.

Определить действующие значения тока и напряжения цепи и ее активную мощность.

Задача 4. На магнитопроводе, выполненном из листовой ста­ли марки Э-42 (рис. 18), расположена обмотка, подключенная под напряжение U = 220 В, частотой f = 50 Гц. 10% сечения магнитопровода заполнено изоляцией. Толщина стального листа 0,35 мм.

Определить число ампер-витков в обмотке, необходимые, чтобы создать в магнитопроводе максимальную магнитную ин­дукцию B_m = 1,4 Тл. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,1 мм. Активным сопротивлением обмотки пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 18

Вариант 10

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 220 В, частотой f = 50 Гц включена цепь (рис. 19). В ее первую ветвь включено сопротивление Х_С1 = 17,3 Ом, во вторую — сопротивление R₂ = 22 Ом, в третью — сопротивления R₃ = 16 Ом и Х_{L 3} =12 Ом.

Определить токи участков цепи и неразветвленной части цепи, активную, реактивную и полную мощности каждой ветви и всей цепи. Определить L₃ и С₁ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 19

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. По цепи из последовательно соединенных R = 8 Ом, X_{L 1} = 6 Ом и Х_{C 1} = 12 Ом (сопротивления даны для первой гармоники) проходит ток i = [lsin(ωt+45°) + 0,2sin3ωt] A.

Определить действующие значения напряжения и тока цепи и ее активную мощность.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 20), выполненном из листовой стали марки Э-11, надета обмотка, к которой подводится напряжение U = 220 В частотой f = 50 Гц. 10% магнитопровода заполнено изоляцией. Толщина стального листа 0,35 мм. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,5 мм.

Рис. 20

Вариант 11

Задача 1. В сеть переменного тока включена цепь (рис. 21), подключенная к переменному напряжению U = 200 В, частотой f = 50 Гц. В первую ветвь включено сопротивление Х_{C 1} = 40 Ом, во вторую — сопротивление X_{L 2} = 40 Ом, в третью — сопротивления R₃ = 20 Ом, Х_{C 3} = 14 Ом. Определить токи ветвей и ток неразветвленной части цепи, активные, реактивные и полные мощности каждой ветви и всей цепи.

Задачу решить методом проводимостей. Определить С₁ и L₂ . Построить треугольник токов.

Рис. 21

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. К цепи с последовательно соединенными R = 8 Ом, X_Ll = 9 Ом и X_{C 1} = 9 Ом приложено напряжение u = [80sin(ωt+60°)+ 25,4sin3ωt] В. Сопротивления даны для первой гармоники. Вычислить показания амперметра, вольтметра и ваттметра.

Задача 4. На магнитопроводе, выполненном из листовой стали марки Э-41 (рис. 22), расположена обмотка с числом витков W = 200. К обмотке подведено переменное напряжение частотой f = 50 Гц, 10% сечения магнитопровода занимает изоляция. Толщина стального листа Δ = 0,5 мм.

Определить приложенное напряжение и ток в обмотке, если максимальная индукция в магнитопроводе В_m = 1,2 Тл. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,1 мм. Активным сопротивлением обмотки пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 22

Вариант 12

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 200 В, частотой f = 50 Гц включена цепь (рис. 23). В первую ветвь цепи включено сопротивление R₁ = 40 Ом, во вторую — сопротивление Х_{C 2} = 20 Ом, в третью — сопротивления R₃ = 10 Ом и X_{L 3} = 10 Ом.

Определить токи ветвей и ток неразветвленной части цепи, активную, реактивную и полную мощности каждой ветви и всей цепи. Определить С₂ и L₃ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 23

Задача 2. Задачу 1 решить символическим ме­тодом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. К цепи с последовательно соединенными R = 12 Ом, Х_{L 1} = 19 Ом и Х_{C 1} = 3 Ом приложено напряжение и = [200 sin(ωt+60°)+ 67,6 sinЗωt] В.

Сопротивления даны для первой гармоники. Определить значения тока, напряжения и мощностей в данной цепи.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 24), выполненном из стали марки Э-41, расположена обмотка, подключенная к напряжению U = 220 В частотой f = 50 Гц.

Определить число ампер-витков обмотки, если максимальная магнитная индукция в магнитопроводе В_m = 1,4 Тл, 10% магнитопровода занимает изоляция. Толщина стального листа 0,35 мм. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,1 мм. Активным сопротивлением обмотки пренебречь. Построить векторную диа­грамму для цепи со сталью.

Рис. 24

Вариант 13

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 100 В, частотой f = 50 Гц включена цепь (рис. 25). В первую ветвь цепи включено сопротивление R₁ = 10 Ом, во вторую — сопротивление X_{L 2} = 16,66 Ом, в третью — сопротивления R₃ = 8 Ом и Х_{C 3} = 6 Ом.

Определить токи в каждой ветви и в неразветвленной части цепи, активные, реактивные и полные мощности каждой части и всей цепи. Определить L₂ и С₃ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 25

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. К цепи с последовательно соединенными R₁ = 10 Ом, X_{L 1} = 3 Ом, X_{C 1} = 6 Ом приложено напряжение u = [52 sin (ωt-20°) + 12,2sin(3ωt+45°)]B.

Сопротивления даны для первой гармоники. Определить действующие значения тока, напряжения и активную мощность в данной цепи.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 26), выполненном из стали марки Э-11, расположена обмотка с числом витков W = 250.

Определить приложенное напряжение и ток в обмотке, необходимые, чтобы создать в магнитопроводе максимальную магнитную индукцию B_m = 1,4 Тл, если частота f = 50 Гц, длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,2 мм. Активным сопротивлением обмотки пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 26

Вариант 14

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжение U = 100 В, частотой f = 50 Гц включена цепь (рис.27). В ее первую ветвь включено сопротивление X_{C 1} = 10 Ом, во вторую — сопротивление X_{L 2} = 10 Ом, в третью ветвь — сопротивления R₃ = 16 Ом и Х_{L 3} = 12 Ом.

Определить токи каждой ветви и неразветвленной части цепи, активную, реактивную и полную мощности каждой ветви и всей цепи. Определить L₂ и С₁ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 37

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. К цепи с последовательно соединенными R = 6 Ом, X_{L 1} = 10 Ом и Х_С1 =90 Ом приложено напряжение u = [100sinωt + 60sin(3ωt + 20°)] В.

Сопротивления даны для первой гармоники. Вычислить дейс­твующие значения тока, напряжения и активную мощность цепи.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 38) расположена обмотка с числом витков W = 320. Магнитопровод выполнен из стали Э-12, 10% его объема заполнено изоляцией, длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,2 мм.

Определить приложенное напряжение и ток в обмотке, необ­ходимые, чтобы создать в магнитопроводе максимальную магнитную индукцию В_m = 1,5 Тл. Активным сопротивлением обмотки пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 28

Вариант 15

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 220 В, частотой f = 50 Гц включена цепь (рис. 29). В ее первую ветвь включено сопротивление Х_{C 1} = 11 Ом, во вторую — сопротивление Х_{L 2} = 14,67 Ом, в третью — сопротивления R₃ = 8 Ом и X_{L 3} = 6 Ом.

Определить токи в неразветвленной части цепи и в каждой ветви; активную, реактивную и полную мощности каждой ветви и всей цепи. Определить С₁ и L₂ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 29

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. К катушке, комплекс полного сопротивления ко­торой для первой гармоники

Z ₁ = (16+j12) Ом, подведено напряжение u = [100sinωt+19,7sin(3ωt—45°)] В.

Определить показания амперметра, вольтметра и ваттметра.

Задача 4. На магнитопроводе, выполненном из листовой ста­ли марки Э-11 (рис. 30), расположена обмотка с числом витков W = 340. К обмотке подведено напряжение частотой f = 50 Гц, 10% сечения магнитопровода занимает изоляция. Толщина стального листа 0,5 мм.

Определить приложенное напряжение и ток в обмотке, если максимальная магнитная индукция магнитопровода В_m = 1,2 Тл. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,1 мм. Активным со­противлением обмотки пренебречь. Построить векторную диа­грамму для цепи со сталью.

Рис. 30

Вариант 16

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 127 В, частотой f = 50 Гц включена цепь (рис. 31). В ее первую ветвь включено сопротивление R₁ = 12,7 Ом, во вторую — сопротивле­ние X_{C 2} = 22 Ом, в третью ветвь — сопротивления R₃ = 16 Ом, X_{L 3} = 12 Ом.

Определить токи каждой ветви и в неразветвленной части цепи, активные, реактивные и полные мощности каждой ветви и всей цепи. Определить C₂ и L₃ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 31

Задача 2. Задачу 1 решить символическим ме­тодом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. К катушке, комплекс полного сопро­тивления которой для первой гармоники

Z ₁ = (6+j8)Ом, подведен ток i = [10sin(ωt + 45°) + 2sin3ωt] А. Определить действующие значения тока и напряжения данной цепи, а также ее активную мощность.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 32), выполненном из стали марки Э-21, расположена обмотка с числом витков W = 120. 10% магнитопровода занимает изоляция. Толщина стального листа 0,5 мм.

Определить приложенное напряжение и ток в обмотке, необходимые, чтобы создать в магнитопроводе максимальную магнитную индукцию В_m = 1,4 Тл. Активным сопротивлением обмотки пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью. l_заз = 0,1мм

Рис. 32

Вариант 17

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 130 В, частотой f = 50 Гц включена цепь (рис. 33). В ее первую ветвь включено сопротивление X_{L 1} = 18,6 Ом, во вторую ветвь — сопротивление R₂ = 65 Ом, в третью — сопротивления R₃ = 9 Ом и Х_{C 3} =7 Ом.

Определить токи в каждой ветви и в неразветвленной части цепи, активные, реактивные и полные мощности каждой ветви и всей цепи, L₁ и С₃ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 33

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треуголь­ник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. По цепи последовательно соединенных R=6 Ом, X_{L 1} = 3 Ом и X_{C 1} = 11 Ом (сопротивления даны для первой гармоники) проходит ток i = [10sin(ωt+45^o ) + 2sin3ωt] А.

Определить действующие значения напряжения и тока цепи и ее активную мощность.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 34), выполненном из листовой стали марки Э-12, расположена обмотка с числом витков W = 120. 10% магнитопровода заполняет изоляция. Толщина стального листа 0,5 мм.

Определить приложенное напряжение и ток в обмотке, необходимые, чтобы создать в магнитопроводе максимальную магнитную индукцию B_m = 1,4 Тл. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,1 мм. Частота переменного напряжения f = 50 Гц. Активным сопротивлением пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 34

Вариант 18

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 100 В включена цепь (рис. 35). В первую ветвь включено сопротивление X_{C 1} = 100 Ом, во вторую — R₂ = 60 Ом, X_{L 2} =80 Ом, в третью —R₃ = 200 Ом.

Определить токи в каждой ветви и в неразветвленной части цепи, активные, реактивные и полные мощности каждой ветви и всей цепи, определить С₁ и L₂ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 35

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. По цепи с последовательно соединенными R=0,6 Ом, X_L 1 =0,1 Ом и Х_с1 =0,9 Ом проходит ток i = [10sin(ωt - 53°) +sin(Зωt + 30°)] А.

Сопротивления даны для первой гармоники. Вычислить действующее значение тока, напряжения и активной мощности в данной цепи.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 36), выполненном из стали марки Э-21, расположена обмотка, подключенная к напряжению U = 220 В, частотой f = 50 Гц. В магнитопроводе создается максимальная магнитная индукция B_m = 1,4 Тл, 10% магнитопровода занято изоляцией. Толщина стального листа 0,35 мм. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,2 мм. Активным сопротивлением обмотки пренебречь.

Определить число ампер-витков в обмотке. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 36

Вариант 19

Задача 1. К сети переменного тока с напряжением U = 200 В, частотой f = 50 Гц подключена цепь (рис. 37). В ее первую ветвь включено сопротивление R₁ = 40 Ом, во вторую — сопротивле­ние X_{C 2} = 100 Ом, в третью — сопротивления R₃ = 14 Ом и X_{L 3} = 14 Oм. Определить токи ветвей и ток неразветвленной части цепи, активную, реактивную и полную мощности каждой ветви и всей цепи. Определить С₂ и L₃ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 37

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. По цепи из последовательно соединенных R = 6 Ом, Х_{L 1} = 10 Ом и Х_{C 1} = 9 Ом (сопротивления даны для первой гармоники) проходит ток i = [0,5sin(ωt - 20°) + 0,1sin(3ωt+30°)] А.

Определить действующие значения тока и напряжения цепи и ее активную мощность.

Задача 4. На магнитопроводе, выполненном из листовой ста­ли марки Э-42 (рис. 38), расположена обмотка, подключенная под напряжение U = 220 В, частотой f = 50 Гц. 10% сечения маг­нитопровода заполнено изоляцией. Толщина стального листа 0,35 мм.

Определить число ампер-витков в обмотке, необходимые, чтобы создать в магнитопроводе максимальную магнитную индукцию B_m = 1,4 Тл. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,1 мм. Активным сопротивлением обмотки пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 38

Вариант 20

Задача 1. В сеть переменного тока с напряжением U = 220 В, частотой f = 50 Гц включена цепь (рис. 39). В ее первую ветвь включено сопротивление Х_С1 = 17,3 Ом, во вторую — сопротивление R₂ = 22 Ом, в третью — сопротивления R₃ = 16 Ом и Х_{L 3} = 12 Ом.

Определить токи участков цепи и неразветвленной части цепи, активную, реактивную и полную мощности каждой ветви и всей цепи. Определить L₃ и С₁ . Задачу решить методом проводимостей. Построить треугольник токов.

Рис. 39

Задача 2. Задачу 1 решить символическим методом. Треугольник токов построить в комплексной системе координат.

Задача 3. По цепи из последовательно соединенных R = 8 Ом, X_{L 1} = 6 Ом и Х_{C 1} =12 Ом (сопротивления даны для первой гармоники) проходит ток i = [lsin(ωt + 45°) + 0,2sin3ωt] A.

Определить действующие значения напряжения и тока цепи и ее активную мощность.

Задача 4. На магнитопроводе (рис. 40), выполненном из листовой стали марки Э-11, надета обмотка, к которой подводится напряжение U = 220 В частотой f = 50 Гц. 10% магнитопровода заполнено изоляцией. Толщина стального листа 0,35 мм. Длина каждого воздушного зазора l_заз = 0,5 мм.

Определить число ампер-витков обмотки, необходимые, чтобы создать в магнитопроводе максимальную магнитную индукцию В_m = 1,3 Тл. Активным сопротивлением обмотки пренебречь. Построить векторную диаграмму для цепи со сталью.

Рис. 40

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ

1. Электрическая цепь. Э.Д.С, напряжение, сила тока. Плотность тока.

2. Сопротивление, проводимость, удельное сопротивление, удельная проводимость.

3. Закон Джоуля - Ленца. Работа и мощность. К.П.Д.

4. Источник Э.Д.С. и источник тока. Схемы замещения и внешние характеристики.

5. Соединение элементов: последовательное, параллельное. Смешанное соединение резисторов.

6. Закон Ома. Тепловое действие тока. Законы Кирхгофа для цепей постоянного тока.

7. Режимы работы электрической цепи: холостого хода, рабочий, номинальный, короткого замыкания.

8. Преобразование треугольника в эквивалентную звезду. Преобразование звезды в эквивалентный треугольник.

9. Метод расчета сложных электрических цепей: метод узловых и контурных уравнений.

10. Метод расчета сложных электрических цепей: метод контурных токов.

11. Метод расчета сложных электрических цепей: метод узловых потенциалов. Построение потенциальной диаграммы.

12. Метод расчета сложных электрических цепей: метод узлового напряжения.

13. Метод расчета сложных электрических цепей: метод наложения.

14. Метод расчета сложных электрических цепей: метод эквивалентного генератора.

15. Нелинейные элементы электрических цепей постоянного тока. Понятие о статистическом и динамическом сопротивлениях нелинейного элемента. Вольтамперная характеристика.

16. Графический расчет нелинейных электрических цепей постоянного тока при последовательном, параллельном и смешанном соединении элементов.

17. Физические величины, характеризующие электрическое поле: заряд, напряженность, потенциал, напряжение.

18. Электропроводность. Проводники, полупроводники и диэлектрики.

19. Относительная диэлектрическая проницаемость. Электрическая прочность диэлектрика. Пробой диэлектрика.

20. Электрическая емкость. Конденсаторы.

21. Емкость и энергия электрического поля конденсаторов.

22. Электростатические цепи при последовательном, параллельном и смешанном соединении конденсаторов.

23. Магнитное поле. Магнитная индукция. Магнитная проницаемость.

24. Магнитный поток. Напряженность магнитного поля.

25. Связь магнитного поля с током. Магнитное поле провода с током и катушки с током.

26. Закон полного тока. Правило левой руки. Работа электромагнитных сил. Взаимодействие проводников с токами.

27. Намагничивание ферромагнитных материалов. Магнитный гистерезис.

28. Свойства ферромагнитных материалов. Закон Ома для магнитной цепи. Законы Кирхгофа для магнитной цепи.

29. Разветвленная и неразветвленная магнитная цепь и их расчет: прямая и обратная задача.

30. Э.Д.С. электромагнитной индукции, ее величина и направление.

31. Э.Д.С. наводимая в проводе, контуре, катушке. Потокосцепление. Правило Ленца.

32. Энергия магнитного поля. Преобразование механической энергии в электрическую и электрической в механическую.

33. Э.Д.С самоиндукции. Индуктивность, как основной параметр элементов электрической цепи.

34. Э.Д.С. взаимной индукции.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Евдокимов Ф. Е. Теоретические основы электротехники.- М.: Высш. шк., 1981.

2. Попов В. С. Теоретическая электротехника.- М.; Энергоатомиздат, 1990.

3. Зайчик М, Ю. Сборник задач и упражнений по теоретической электротехнике.- М.: Энергоатомиздат, 1988,

4. Лоторейчук Е.А. Теоретические основы электротехники.- М.: ИД «Форум»- Инфра-М., 2008

5. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники.- Изд. 9., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1996.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Гомель 2009