Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Как продвинуть сайт на первые места?
    Вы создали или только планируете создать свой сайт, но не знаете, как продвигать? Продвижение сайта – это не просто процесс, а целый комплекс мероприятий, направленных на увеличение его посещаемости и повышение его позиций в поисковых системах.
    Ускорение продвижения
    Если вам трудно попасть на первые места в поиске самостоятельно, попробуйте технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз, а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней. Если ни один запрос у вас не продвинется в Топ10 за месяц, то в SeoHammer за бустер вернут деньги.
    Начать продвижение сайта
  • К выполнению контрольной работы №1






     

    Методические указания к решению задачи №1

    Решение этой задачи требует знания закона Ома для всей цепи и ее участков, законов последовательного и параллельного соединения и методики определения эквивалентного сопротивления цепи при смешанном соединении резисторов. Для этого изучите стр.17-21, 53-60 в [1].

    Перед решением задачи рассмотрите типовой пример 1.

     

    Пример 1. Цепь постоянного тока содержит резисторы, соединенные смешанно. Схема цепи с указанием резисторов приведена на рис.1а. Всюду индекс тока или напряжения совпадает с индексом резистора, по которому проходит этот ток или на котором действует это напряжение. Например, через резистор R3 проходит ток I3 и на нем действует напряжение U3.

    Заданы подведенное напряжение U = 160В, R1 = 5 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 10 Ом, R4=6 Ом, R5=3 Ом. Определить токи и напряжения во всех элементах схемы, мощность, потребляемую всей цепью, а также расход электроэнергии за 5 часов работы.

     

    Рис.1а. I5 R5

    в

    I4 R4

    I3

    R3

    a c

    A I1 R1 I2 R2 B

    Дано: R1 = 5 Ом

    R2 = 4 Ом

    R3 =10 Ом

    R4 = 6 Ом

    R5 = 3 Ом

    UAB = 160 В

    t = 5 ч

    Определить: I1, I2, I3, I4, I5, U1, U2, U3, U4, U5, Р, W.

     

    Решение: Обозначим стрелками направление тока в каждом резисторе.

    1. Определяем сопротивление параллельно соединенных резисторов R4 и R5:

    Схема цепи принимает вид, показанный на рис 1б.

    Рис.1б.

    I45 R45

    I3

    R3

    I1 R1 a I2 R2 c

    A B

    2. Резисторы R45 и R3 соединены последовательно, их общее сопротивление:

    Схема цепи после упрощения приведена на рис.1в.

    Рис.1в.

    I3 R345

           
       


    I1 R1 a I2 R2 c

    A B

    2. Резисторы R2 и R345 соединены параллельно, их общее сопротивление:

    Схема будет иметь вид, показанный на рис.1г.

    Рис.1г.

     

    A I1 R1 R2345 B

               
     
       
       
     
     

     


    4. Находим эквивалентное (общее) сопротивление всей цепи (см. рис.1д).

    Находим общий ток I1:

    5. Находим напряжение U1 на R1:

    6. Определяем напряжение Uас на резисторе R2:

    7. Находим ток I2 в резисторе R2:

    8. Определяем ток I3 в резисторе R3:

    9. Определяем напряжение U3 на резисторе R3:

    10. Находим напряжение на резисторах R4 и R5:

    11. Определяем токи в резисторах R4 и R5:

    12. Рассчитываем мощность, потребляемую всей цепью:

    13. Расход энергии за 5 часов работы равен:

     

    Ответ: I1=20 А, U1=100 B Р= 3, 2 кВт.

    I2=15 А, U2=60 B W=16 кВт·ч.

    I3=5 А, U3=50 B

    I4=1, 7 А, U4=10 B

    I5=3, 3 А, U5=10 B

     

    Методические указания к решению задачи 2

    Решение задач этой группы требует знаний учебного материала по методам расчета сложных цепей постоянного тока. Ознакомьтесь с материалом на стр. 74-94 в [1]. Перед решением задачи рассмотрите типовой пример 2.

    Пример 2. Для электрической цепи постоянного тока определить токи в ветвях. ЭДС Е1 = 1, 8 В; Е2 = 1, 2 В; сопротивления резисторов: R1 = 0, 2 Ом; R2 = 0, 3 Ом; R3 = 0, 8 Ом; R01 = 0, 6 Ом; R02 = 0, 4 Ом.

    Дано: Е1=1, 8 В

    Е2=1, 2 В

    R1=0, 2 Ом

    R2=0, 3 Ом

    R3=0, 8 Ом

    R01=0, 6 Ом

    R02=0, 4 Ом

    Определить: I1, I2, I3

     

    Решение:

    Данную схему можно рассчитать несколькими методами.

    I. Метод законов Кирхгофа.

    Рис.2a.

    a I1 E1 R01 R1 в

    f c

    I2 E2 R02 R2

    e I3 R3 d

    1. Выберем опорные точки a, b, c, d, e, f и произвольно укажем направление токов I1, I2, I3.

    2. Данная цепь имеет 2 узла и 3 ветви. Следовательно, нужно составить 1 уравнение по первому Закону Кирхгофа и 2 по второму.

    3. Для узла f: I1+I2=I3 (по первому закону Кирхгофа).

    4. Выберем 2 контура: a-b-c-d-e-f-a и f-c-d-e-f.

    5. Пусть направление обхода контуров против часовой стрелки, тогда:
    Е1=R01I1+R1I1+R3I3= (R01+R1)I1+R3I3, т.е. 1, 8=(0, 6+0, 2)I1+0, 8I3; 1, 8=0, 8I1+0, 8I3.

    6. Аналогично Е2=(R02+R2)I2+R3I3; 1, 2=0, 7I2+0, 8I3.

    7. В результате совместного решения полученной системы трех уравнений определяем ток I1 в первой ветви: 1, 8=0, 8I1+0, 8(I1+I2); 1, 8=1, 6I1+0, 8I2; 1, 2=0, 7I2+0, 8(I1+I2); 1, 2=1, 5I2+0, 8I1 или

    8. Ток второй ветви I2 находим по значению тока I1 из уравнений ЭДС Е1 и Е2 в соответствии с выражением:

    ; 1, 8=2, 4 – 3I2+0, 8I2, откуда

    9. Ток в первой ветви I1 определяют по значению тока I2 из уравнения для ЭДС Е1, откуда 1, 8=1, 6I1+0, 8· 0, 27 или , а ток третьей ветви I3 – из уравнения для токов: I1+I2=0, 99+0, 27=I3, откуда I3=1, 26 А.

     

    II. Метод двух узлов.

    Рис.2б.

    I1 R01 R1

    I2 R02 R2

    А В

    I3 R3

     

    1. Примем за положительное направление токов во всех ветвях направление от узла В к узлу А. Определим узловое напряжение:

    , где g1, g2, g3 – проводимости ветвей.

    2. Найдем проводимости:

    3. Узловое напряжение:

    4. Определим токи в ветвях:

    I1 = (E1 – UAB)g1=(1, 8 – 1)·1, 25=1 A,

    I2 = (E2 – UAB)g2=(1, 2 – 1)·1, 428=0, 25 A,

    I3= – UAB g3= – 1·1, 25=-1, 25 A.

    Проверка: по первому закону Кирхгофа имеем: I1+I2+I3=0

    1 + 0, 25 – 1, 25=0.

    Примечание. Если какая-либо ЭДС имеет противоположное направление, то в формулы она войдет со знаком “минус”..

     

    III. Метод контурных токов.

    Данный метод меньшего числа расчетных уравнений по сравнению с двумя предыдущими.

    Рис.2в.

    I1 E1 R01 R1

    a b

    I2 E2 R02 R2

    f c

    I3 R3

    e d

     

     

    1. Разбиваем схему на элементарные контуры: a-b-c-f-a и f-c-d-e-f. Будем считать, что по первому из контуров течет контурный ток II, по второму – контурный ток III (направление обоих токов против часовой стрелки).

    2. Для каждого контура составим уравнение по второму закону Кирхгофа: EI=IIR11 – IIIR12, EII=IIIR22 – IIR21, где EI, EII – контурные ЭДС, равные
    EI = E1 -E2 = 1, 8 – 1, 2 = 0, 6 В; EII = E2=1, 2B

    R11, R22 – собственные сопротивления контуров:
    R11=R01+R1+R02+R2=0, 6+0, 4+0, 2+0, 3= 1, 5 Ом,
    R22=R02+R2+R3=0, 4+0, 3+0, 8=1, 5 Ом.

    R12=R21 – общее сопротивление смежных контуров,

    R12 = R21 = R02+R2=0, 4+0, 3=0, 7 Ом.

    3. Решаем систему:

    0, 6=1, 5II – 0, 7III

    1, 2=1, 5III – 0, 7II

    Из первого равенства

    Подставляя во второе: ,

    находим III=1, 26 А и

    4. Находим токи ветвей через контурные токи:

    I1= II=0, 99 A, I2=III - II=1, 26 – 0, 99=0, 27 A, I3=III=1, 26 A.

    Ответ: I1=0, 99 A,

    I2=0, 27 A,

    I3=1, 26 A.

     

    Методические указания к решению задачи 3

    Решение этой задачи требует знания методики расчета магнитной цепи. Ознакомьтесь с материалом на стр. 202-210. Перед решением задачи рассмотрите типовой пример 3.

     

    Пример 3. Магнитопровод собран из 5 частей электротехнической стали Э42. Длины участков: l1=l3=80 мм; l2=100 мм; l4=40 мм; l5=55 мм; S1=10 см2; S2=8 см2; S3=4 см2; S4= S5=9 см2. Определить ток I в катушке, имеющей w=1000 витков, чтобы поток Ф=7·10-4 Вб.

    l3

    l4

    l2 l0

    l5

    l1

    Рис.3.

     

    Решение:

    1. Определяем магнитную индукцию на каждом участке магнитной цепи:




    2. Определяем напряженность МП и магнитное напряжение в воздушном зазоре:

    3. По кривым намагничивания находим напряженности МП остальных участков: Н1=84 А/м, Н2=130 А/м, Н3=11900 А/м, Н45=105 А/м.

    4. Находим магнитные напряжения участков:
    1= Н1l1=84·0, 08=6, 72 A, 2= Н2l2=130·0, 1=13 A, 33l3=11900·0, 08=952 A, 4= Н4l4=105·0, 04=4, 2 A,
    5= Н5l5=105·0, 055=5, 8 A.

    5. Определяем общую намагничивающую силу:
    Fнс = Uм1+Uм2+Uм3+Uм4+Uм5+Uм0=4101 А.

    6. Определяем ток катушки:
    Fнс =Iw; I= FНС/w =4101/1000=4, 1 А.

    Примечание. Если воздушного зазора не было, т.е. Н0=0, то для создания такого же магнитного потока потребовалось бы сила тока: Fнс=4101 – 3120=981 А,
    I= FНС/w = 981/1000 = 0, 981 А.

     

    Методические указания к решению задачи 4

    Решение этой задачи требует знания методики расчета разветвленной цепи переменного тока. Ознакомьтесь с материалом на стр. 292-302 в [1]. Перед решением задачи рассмотрите типовой пример 4.

    Пример 4. К цепи, показанной на рисунке приложено напряжение U=50 В. Найдите токи во всех ветвях цепи, ток I в неразветвленной части цепи, активную, реактивную и полную мощности цепи, если параметры ее равны XL1=5 Ом, XL2=6 Ом, R2=8 Ом. Постройте векторную диаграмму и определите cosφ всей цепи.

     

    Рис.4.

     
     


    I

    I1 I2

    XL2

     
     


    XL1

     
     


    R2

     
     

     


    Дано: U=50 В,

    XL1=5 Ом,

    XL2=6 Ом,

    R2=8 Ом.

    Найти: I, I1, I2, P, Q, S.

    Решение:

    1. Полное сопротивление первой ветви Z1= XL1 =5 Ом. Полное сопротивление второй ветви .

    2. Коэффициенты мощности ветвей: ; ; ; .

    3. Найдем токи ветвей: , .

    4. Найдем активные и реактивные составляющие тока I1 и I2: Iа1= I1cos φ 1=0, Iа2= I2cos φ 2=5·0, 8=4 А; Iр1= I1sin φ 1=10·1= 10 А, Iр2= I2sin φ 2=5·0, 6= 3 А.

    5. Находим общий ток: .

    6. Вычислим активную мощность: Р= I2а2R2= 42·8 = 128 Вт.

    7. Находим реактивную и полную мощность:
    Q=QL1 + QL2 = Iр12XL1+ Iр22XL2 = 102·5+32·6=500+54=554 ВАР;

    8. Коэффициент мощности цепи: .

     

    9. Построим векторную диаграмму в масштабе.

    Масштаб по напряжению: МU =10 В/см.

    Масштаб по току: МI =2 А/см.

    Длины векторов: , , , , .

     

    U


    Ip1 = I1 I

    Ia2

    Ip2

    I2

     

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.