Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






К выполнению контрольной работы №1





УКАЗАНИЕ: решать нужно задачи 1,4 из контрольной работы 1 и задачи 1,2 из контрольной работы 2.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

 

Методические указания

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 φ1=0, Iа2= I2cos φ2=5·0,8=4 А; Iр1= I1sin φ1=10·1= 10 А, Iр2= I2sin φ2=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

 

 

Date: 2016-06-08; view: 516; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию