Контрольная Электротехника вариант 69, номер: 343074

"Расчет цепей постоянного тока.
Задача 1.1

Рисунок 1.1
Для цепи, представленной на рис 1.1, используя любые, кроме нуля, данные для сопротивлений R, своего варианта из таблицы 1.1, рассчитать токи и напряжения на всех резистивных элементах и составить баланс мощностей.
По результатам расчета проверить выполнение второго закона Кирхгофа, построить потенциальную диаграмму и письменно ответить на следующие теоретические вопросы:
1) сформулировать признак последовательного соединения;
2) записать формулировку второго закона Кирхгофа;
3) пояснить, в чем заключается баланс мощностей;
4) чем определяется угол наклона участка на потенциальной диаграмме;
5) дать определение делителя напряжения;
6) дать определение эквивалентного сопротивления Rэ.

Дано
№
варианта Рисунок ЭДС
Е, В R1,
Ом R2,
Ом R3,
Ом R4,
Ом R5,
Ом R6,
Ом R7,
Ом R8,
Ом R9,
Ом
69 1.4.9 30 19 - 30 70 20 20 20 5 -

Задача 1.2
Для цепи, представленной на рис 1.2, используяданные R1, R2, R3 задачи 1.1, рассчитать токи и напряжения на всех резистивных элементах и составить баланс мощностей.
По результатам расчета проверить выполнение первого закона Кирхгофа и письменно ответить на следующие теоретические вопросы:
1) сформулировать признак параллельного соединения;
2) дать определение понятиям электрическая цепь, схема электрической цепи, ветвь, узел, контур;
3) записать формулировку первого закона Кирхгофа;
4) дать определение делителя тока.


Рисунок 1.2

Дано

№
варианта Рисунок ЭДС
Е, В R1,
Ом R2,
Ом R3,
Ом R4,
Ом R5,
Ом R6,
Ом R7,
Ом R8,
Ом R9,
Ом
69 1.4.9 30 19 - 30 70 20 20 20 5 -

Теоретические вопросы.
1) сформулировать признак параллельного соединения;
При параллельном соединении приемников напряжение на параллельных участках одинаково.
2) дать определение понятиям электрическая цепь, схема электрической цепи, ветвь, узел, контур;
Задача 1.3

Рисунок 1.3


Для цепи, представленной на рис 1.3, используя данные R1, R2, R3 задачи 1.1, рассчитать:
1) токи и напряжения на всех резистивных элементах методом преобразований и составить баланс мощностей;
2) определить токи во всех ветвях схемы методом законов Кирхгофа;
3) определить токи во всех ветвях схемы методом контурных токов;
4) определить токи во всех ветвях схемы методом узловых потенциалов;
5) определить ток любой ветви методом эквивалентного генератора напряжений;
6) результаты расчета свести в таблицу;
7) преобразовать источник ЭДС в источник тока, для полученной схемы определить все токи и составить баланс мощностей для данного случая. Полученные результаты сравнить с аналогичным пунктом 1.

Дано

№
варианта Рисунок ЭДС
Е, В R1,
Ом R2,
Ом R3,
Ом R4,
Ом R5,
Ом R6,
Ом R7,
Ом R8,
Ом R9,
Ом
69 1.4.9 30 19 - 30 70 20 20 20 5 -

Задача 1.4
Для схемы электрической цепи, изображенной на Рис. 1.4 (Рис. 1.4.1 – 1.4.10), с учетом данных своего варианта (табл. 1.1) необходимо выполнить:
1) методом преобразований (свертки) определить токи во всех ветвях схемы;
2) определить входное сопротивление исходной схемы относительно произвольно выбранной ветви;


Рисунок 1.4.9
Дано
№
варианта Рисунок ЭДС
Е, В R1,
Ом R2,
Ом R3,
Ом R4,
Ом R5,
Ом R6,
Ом R7,
Ом R8,
Ом R9,
Ом
69 1.4.9 30 19 - 30 70 20 20 20 5 -
Теоретические вопросы:
а) записать формулировку закона Ома для участка цепи;
Сила тока I на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению U на концах участка и обратно пропорциональна его сопротивлению R.
б) дать определение входному сопротивлению;
Под входным сопротивлением понимают сопротивление цепи при пропускании через эту цепь тока Iвх.
в) дать определение источнику ЭДС и источнику тока;
2. Расчет цепей однофазного синусоидального тока.
Задача 2.1

Рисунок 2.1
Для схемы электрической цепи, приведенной на рис. 2.1, используя любые значения R, L, С своего варианта, приведенные в таблице 2.1, необходимо:
I часть
1) записать закон изменения ЭДС е(t) с учётом начальной фазы ψ;
2) рассчитать ток в цепи, падения напряжений на всех элементах;
3) составить баланс мощностей, определить активную, реактивную, полную мощности и коэффициент мощности цепи cosφ;
4) построить топографическую диаграмму напряжений.
II часть
При заданных параметрах R и L, рассчитать резонансную емкость СРЕЗ и в этом режиме определить:
1) ток в цепи, падения напряжений на всех элементах цепи;
2) определить активную, реактивную, полную мощности и коэффициент мощности цепи cosφ;
3) объяснить свойства анализируемой цепи, соответствующие режиму резонанса. Построить топографическую диаграмму напряжений.
III часть
Письменно ответить на следующие теоретические вопросы:
1) записать формулировки законов Кирхгофа для цепи синусоидального тока;
2) дать объяснение коэффициенту мощности cosφ и пояснить его отличие от КПД;
3) изобразить треугольник сопротивлений и записать, как определяется угол сдвига между током и напряжением на участке цепи;
4) сформулировать условия возникновения резонанса напряжений;
5) перечислить отличительные свойства цепи в режиме резонанса напряжений.

Дано
№ Е, ψ f R1 R2, R3, L1, L2, L3, C1, C2, С3,
вар В град Гц Ом Ом Ом мГн мГн мГн мкФ мкФ мкФ
69 220 60 40 10 - 6 40 40 - 200 200 200

Теоретические вопросы:
1) записать формулировки законов Кирхгофа для цепи синусоидального тока;
2) дать объяснение коэффициенту мощности cosφ и пояснить его отличие от КПД; 3) изобразить треугольник сопротивлений и записать, как определяется угол сдвига между током и напряжением на участке цепи;
4) сформулировать условия возникновения резонанса напряжений

5) перечислить отличительные свойства цепи в режиме резонанса напряжений.
Задача 2.2

Рисунок 2.2

Для схемы электрической цепи, приведенной на рис. 2.2, используя данные R, L, С, с которыми рассчитывалась задача № 2.1, необходимо выполнить следующее:
I часть
1) рассчитать активную, реактивную и полную проводимости ветвей и всей цепи;
2) рассчитать токи в ветвях и падения напряжения на всех элементах цепи;
3) определить активную, реактивную, полную мощности и коэффициент мощности цепи cosφ. Построить векторную диаграмму токов и напряжений цепи.
II часть
При заданных параметрах R и L, рассчитать резонансную емкость СРЕЗ и в этом режиме определить:
1) токи в ветвях цепи;
2) определить активную, реактивную, полную мощности и коэффициент мощности цепи cosφ;
3) объяснить свойства анализируемой цепи, соответствующие режиму резонанса. Построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений;
4) рассчитать активную Iа1 и реактивную IL1 составляющую тока первой ветви.
III часть
Письменно ответить на следующие теоретические вопросы:
1) изобразить треугольник токов, проводимостей и мощностей;
2) объяснить, с какой практической целью используется параллельное включение конденсатора относительно зажимов эквивалентного сопротивления нагрузки ZН;
3) указать особенности работы электрической цепи в режиме резонанса токов.
Дано:
№ Е, ψ f R1 R2, R3, L1, L2, L3, C1, C2, С3,
вар В град Гц Ом Ом Ом мГн мГн мГн мкФ мкФ мкФ
69 220 60 40 10 - 6 40 40 - 200 200 200


E=220 B
R1=10 Ом
L1=40 мГн
С1=200 мкФ

Задача 2.3
Для заданной цепи (рис.2.3) изобразить схему своего варианта, используя данные параметры из таблицы 2.1.
I часть
1) Определить токи во всех ветвях схемы методом преобразований.
2) Составить баланс активных и реактивных мощностей.
3) Определить показание ваттметра.
4) Построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений.

Рисунок 2.3

5) Построить на одном графике кривые мгновенных значений uk(t), ik(t), pk(t) и по ним определить S, P, Q и cosφ.
6) Для полученной схемы составить систему независимых дифференциальных уравнений для мгновенных значений по методу законов Кирхгофа.
7) Составить системы уравнений по методу законов Кирхгофа и методу контурных токов в символической форме, и любым из этих методов определить токи в ветвях цепи.
II часть
Согласно номеру варианта (четный или нечетный), в соответствующую ветвь ранее рассчитанной цепи, включить ЭДС .
1) Считая две любые катушки индуктивности исследуемой цепи магнитосвязанными (М), записать систему дифференциальных уравнений для мгновенных значений по методу законов Кирхгофа и переписать её в символической форме. Способ включения катушек: чётные варианты - согласное, нечётные – встречное.
2) Определить коэффициент взаимоиндукции М по параметрам индуктивностей катушек вашего варианта, приняв во всех вариантах К=0,5, где

Сопротивление взаимоиндукции
3) Любым методом определить токи в ветвях электрической цепи с учетом взаимоиндукции.
4) Построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений для цепи с учетом взаимоиндукции.
III часть
Письменно ответить на следующие теоретические вопросы:
1) Записать формулировки первого и второго законов Кирхгофа для мгновенных значений и в символической форме.
2) Указать достоинства символического метода расчета цепей синусоидального тока.
3) Объяснить, в чем заключается баланс мощностей в цепях синусоидального тока.
4) Можно ли при определении комплекса полной мощности S в символической форме брать сопряженным комплекс напряжения?
5) Дать определения явлениям само- и взаимоиндукции и указать, как они учитываются при расчете электрических цепей синусоидального тока.
6) Дать определение векторной диаграммы.
Дано
№ Е, ψ f R1 R2, R3, L1, L2, L3, C1, C2, С3,
вар В град Гц Ом Ом Ом мГн мГн мГн мкФ мкФ мкФ
69 220 60 40 10 - 6 40 40 - 200 200 200

Задача 2.3
Для заданной цепи (рис.2.3) изобразить схему своего варианта, используя данные параметры из таблицы 2.1.
I часть
1) Определить токи во всех ветвях схемы методом преобразований.
2) Составить баланс активных и реактивных мощностей.
3) Определить показание ваттметра.
4) Построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений.

Рисунок 2.3

5) Построить на одном графике кривые мгновенных значений uk(t), ik(t), pk(t) и по ним определить S, P, Q и cosφ.
6) Для полученной схемы составить систему независимых дифференциальных уравнений для мгновенных значений по методу законов Кирхгофа.
7) Составить системы уравнений по методу законов Кирхгофа и методу контурных токов в символической форме, и любым из этих методов определить токи в ветвях цепи.
II часть
Согласно номеру варианта (четный или нечетный), в соответствующую ветвь ранее рассчитанной цепи, включить ЭДС .
1) Считая две любые катушки индуктивности исследуемой цепи магнитосвязанными (М), записать систему дифференциальных уравнений для мгновенных значений по методу законов Кирхгофа и переписать её в символической форме. Способ включения катушек: чётные варианты - согласное, нечётные – встречное.
2) Определить коэффициент взаимоиндукции М по параметрам индуктивностей катушек вашего варианта, приняв во всех вариантах К=0,5, где

Сопротивление взаимоиндукции
3) Любым методом определить токи в ветвях электрической цепи с учетом взаимоиндукции.
4) Построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений для цепи с учетом взаимоиндукции.
III часть
Письменно ответить на следующие теоретические вопросы:
1) Записать формулировки первого и второго законов Кирхгофа для мгновенных значений и в символической форме.
2) Указать достоинства символического метода расчета цепей синусоидального тока.
3) Объяснить, в чем заключается баланс мощностей в цепях синусоидального тока.
4) Можно ли при определении комплекса полной мощности S в символической форме брать сопряженным комплекс напряжения?
5) Дать определения явлениям само- и взаимоиндукции и указать, как они учитываются при расчете электрических цепей синусоидального тока.
6) Дать определение векторной диаграммы.
Дано
№ Е, ψ f R1 R2, R3, L1, L2, L3, C1, C2, С3,
вар В град Гц Ом Ом Ом мГн мГн мГн мкФ мкФ мкФ
69 220 60 40 10 - 6 40 40 - 200 200 200

"
"Расчет трехфазных цепей.
Задача 3.1.
Рассчитать схему электроснабжения трехфазной нагрузки, состоящую из симметричного источника питания с линейным напряжением UЛ и трех однофазных потребителей (рис.3.1) с сопротивлениями RA, RB и RC. (табл. 3.1).

Рисунок 3.1 Схема электроснабжения

Рассчитать линейные токи, фазные (UA, UB, UC) и линейные напряжения потребителя, напряжение смещения нейтрали (U0’0), ток нулевого провода и мощности отдельных фаз и всей системы для трех режимов:
а) симметричная нагрузка, при сопротивлениях;
RA = RB = RC.
б) несимметричная нагрузка без нулевого провода;
в) несимметричная нагрузка с нулевым проводом;
г) для всех трех режимов построить векторные диаграммы.
Письменно ответить на следующие теоретические вопросы:
1) что называется фазным и линейным напряжениями (токами)?
2) каково соотношение между линейными и фазными напряжениями и токами при соединении по схеме «звезда» и схеме «треугольник» в симметричной системе?
3) как рассчитываются линейные напряжения и токи при несимметричной нагрузке?
4) как рассчитываются мощности в трехфазных цепях?
5) объяснить назначение нулевого провода. Данные вариантов взять из таблицы 3.1.
Дано
№, Uл, Ra, Rb, Rc,
1 2 3 4 5
69 360 10 20 40

Расчет цепей несинусоидального тока.
Задача 4.1.
Дана линейная электрическая цепь, питаемая от несинусоидального источника напряжения. Определить показания приборов, включенных в цепь, изображенную на рис.4.1.1-4.1.6. Параметры цепи по первой гармоники заданы в таблице 4.1. Записать закон изменения тока в ветви источника i(t) и напряжения источника u(t). Построить временную диаграмму напряжения источника u(t).
Указать влияние индуктивности L и емкости C на действующее значение тока ветви при несинусоидальном напряжении источника.

Дано
Номер Сопротивление Постояннаясоставляющая
U0, В Первая гармоника u1(t), В Третья гармоника u3(t), В
Вариант Схема R XL XC
69 4.1.3 2 6 9 6 10√2sinωt 12√2sinωt


Рисунок
"