Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электроника»




НазваниеМетодические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электроника»
страница1/9
Дата публикации22.07.2013
Размер2.2 Mb.
ТипМетодические указания
skachate.ru > Информатика > Методические указания
  1   2   3   4   5   6   7   8   9
Открытое акционерное общество «Газпром»

Негосударственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Новоуренгойский техникум газовой промышленности

Методические указания

к выполнению контрольной работы

по дисциплине

«Электротехника и электроника»

для студентов заочного отделения специальностей:

130502 – Сооружение и эксплуатация газопроводов и газохранилищ

130503 – Эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

г. Новый – Уренгой 2000г.

Одобрены

Методические указания

кафедрой электро-

технических специальностей

Зав. кафедрой ________________

Е.Г.Константинова

«_____»________________1999 г.

составлены в соответствии с рабочей программой по дисциплине

Зам. директора по УР

А.В. Кугаевский

«____»____________1999 г.


Разработана: Шевченко Н.К. – преподаватель электротехнических дисциплин

Рабочая учебная программа дисциплины «Электротехника и электроника» состоит из двух разделов:

Раздел 1 – ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Раздел 2 - ЭЛЕКТРОНИКА

Учебным планом предусмотрено выполнение одной контрольной работы. Данная работа содержит четыре расчетные задачи и один теоретический вопрос, и разработана на 100 вариантов.

Оформление работы вести согласно следующих требований:

  1. Условия задач следует переписывать полностью, оставляя поле шириной 25-30 мм (для замечаний рецензента).

  2. Формулы и расчеты писать чернилами, а чертежи и схемы выполнить карандашом при помощи линейки.

  3. Электрические схемы вычерчивать в условных обозначениях, соответствующих действующим ГОСТам

  4. Решение задач вести в Международной системе единиц (СИ)

  5. В конце работы указать перечень используемой литературы.


После получения работы с оценкой и замечаниями, следует исправить отмеченные ошибки, и в том случае, если работа зачтена. Если работа получила неудовлетворительную оценку, ее следует выполнить снова по старому или новому варианту (в зависимости от указаний рецензента) и отправить на повторную проверку.

Номер варианта выбирается по двум последним цифрам номера личного дела студента.

^

Методические указания к решению задач




Решение задачи №1 требует знаний основных законов цепей постоянного тока; закона Ома, законов Кирхгофа, а также методики расчета эквивалентного сопротивления, вычисления мощности и работы электрического тока, составления баланса мощностейэ Рассмотрим несколько примеров:

Пример 1. Для схемы, приведенной на рисунке 1, а, определить эквивалентное сопротивление цепи R AB и токи в каждом резисторе, а также расход электроэнергии цепью за 8 ч работы.

Решение. Задача относится к теме «Электрические цепи по­стоянного тока». Проводим поэтапное решение, предварительно обозна­чив стрелкой ток в каждом резисторе; индекс тока должен соответство­вать номеру резистора, по которому он проходит.

1.Определяем общее сопротивление разветвления RCD, учитывая, что резисторы R3 и R4 соединены последовательно между собой, а с резистором R5 - параллельно:

RCD = (R3 + R4)R5 /(R3 + R4 + R5 ) = (10+5) · 10/(10+ 5+ 10) = 6 Ом

схема принимает вид: (рисунок 1,б).

  1. Определяем общее сопротивление цепи относительно вводов СЕ.

Резисторы RCD и R2 включены параллельно, поэтому

RCE = RCD R2 / (RCD + R2) = 63/(6 + 3) = 2 Ом

схема принимает вид: (рисунок 1, в).

  1. Находим эквивалентное сопротивление всей цепи:

RAB = R1+ RCE = 8 + 2 = 10 Ом (рисунок 1, г).

4. Определяем токи в резисторах цепи. Так как напряжение UAB приложено ко всей цепи, а RAB = 10 Ом, то согласно закону Ома I1= UAB /RAB = 150/ 10= 15 А.

Внимание! Нельзя последнюю формулу писать в виде I1 = UAB /R1, так как UAB приложено ко всей цепи, а не к участку R1.

Для определения тока I2 находим напряжение на резисторе R2, т. е. UCE .

Очевидно, UCE меньше UAB на потерю напряжения в ре­зисторе R1, т. е.

UCE = UAB - I1 R1 = 150 - 15  8 = 30 В.


Рисунок 1
Тогда I 2 = UCE / R2 = 30 / 3 = 10 A. Так как UCE = UCD, то можно определить токи I3,4 и I5,:

I3,4 = UCD / (R3 + R4) = =30/(10 + 5) = 2 A, I5 = UCD/R5 = 30/10 = 3 A.

На основании первого закона Кирхгофа, записанного для узла С, проверим правильность определения токов:

I1 = I2 + I3,4 + I5, или 15 =10 + 2 + 3 = 15 А.

5. Расход энергии цепью за восемь часов работ:

^ W = Pt = UAB I1t = 150 · 15 · 8 = 18000 Вт · ч = 18 кВт·ч.

Пусть в схеме примера 1 известны сопротивления всех резисторов, а вместо напряжения UAB задан один из токов, например I 2 = 2 А. Найти остальные токи и напряжение UAB . Зная I2, определяем UCE = I2 R2 = 2 · 3 = 6 В. Так как UCE = UCD , то

I34 = UCD / (R3 + R4) = 6/ (10 + 5) = 0,4 A;

I5 = UCD / R5 = 6/10 = 0,6 A .

На основании первого закона Кирхгофа I1 = I2 + I34 + I5 =2 + 0,4 + 0,6 = 3 A .

Тогда UAB = UCE + I1 R1 = 6 + 3  8 = 30 В.

При расплавлении предохранителя Пр5 резистор R5 выключается и схема принимает вид, показанный на рисунке 1. д. Вычисляем эквивалентное сопротивление схемы:

R’AB = R1 + (R3 + R4). Так как напряжение UAB остается неизменным, находим ток

I1 = UAB / R’AB = 150/10,5 = 14,28 A. Напряжение UCE =UAB - I1 R1 = 150 - 14,28 · 8 =

= 35,75 В.

Тогда токи

I1 = UCE /R2 = 35,75/3 = 11,9 A ; I34 = UCE /R34 = 35,75/ (10 + 5) = 2,38 А.

Сумма этих токов равна току I1 : 11,9 + 2,38 = 14,28 A.
Решение задачи 2 требует знания учебного материала об особенностях цепей переменного тока с активным, индуктивным и емкостным сопротивлениями, а также об особенностях соединения источников и потребителей в «звезду» и «треугольник».
Пример 2. Неразветвленная цепь переменного тока содержит катушку с активным сопротивлением Rк = 3 Ом и индуктивным ХL = 12 Ом, активное сопротивление

R = 5 Ом и конденсатор с сопротивлением Хс = 6 Ом. К цепи приложено напряжение U = 100В (действующее значение).

Определить:

  1. полное сопротивление цепи;

  2. ток;

  3. коэффициент мощности;

  4. активную реактивную и полную мощности;

  5. напряжение на каждом сопротивлении.

Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи.
Решение 1. Определяем полное сопротивление цепи:




Z = √(Rк +R)2 + (ХL - Хс)2 = √(3 + 5)2 + (12 – 6)2 = 10 Ом


  1. Определяем токи цепи

I = U/Z = 100/10 = 10А.
3. Находим коэффициент мощности цепи. Во избежание потери знака угла (косинус –функция четная) определяем sin φ : sin φ = (ХL - Хс)/ Z = (12 – 6)/10 = 0,6; φ = 36˚50'. По таблице Брадиса определяем коэффициент мощности cos36˚50' = 0,8.


а) б)


Рисунок 2
4. Определяем активную реактивную и полную мощности цепи:
Р = U I cos φ = 100 * 10 * 0,8 = 800 Bт или Р = I2 (Rк + R) = 102 (3+5) = 800 Bт;
Q = I2 * (ХL - Хс) =102 (12 - 6)= 600 вар или Q = U I sin φ = 1000*10*0,6 = 600 вар;
S = U I = 100*10 = 1000 B*A или S = I2Z = 102*10= 1000 B*A




или S = √P2 + Q2 = √8002 + 6002 = 1000 B*A
5. Определяем падения напряжения на сопротивлениях цепи: URК =10 * 3 = 30В;
UL = IxL = 10 * 12 = 120В; UR = IR = 10 * 5 =50В; Uc = Ixc 10 * 6 =60В

Построение векторной диаграммы начинаем с выбора масштаба для тока и напряжения. Задаемся масштабом потоку: в 1см –2,0А и масштабом по напряжению в 1см –20В. Построение векторной диаграммы (рисунок 2, б) начинаем с вектора тока, который откладываем по горизонтали в масштабе 10А/2А/см = 5см.

Вдоль вектора тока откладываем векторы падений напряжения на активных сопротивлениях URк и UR : 30 В/20 В/см = 1,5см; 50 В/20 В/см = 2,5см

Из конца вектора UR откладываем в сторону опережения вектора тока на 90° вектор падения напряжения UL на индуктивном сопротивлении длиной 120В/20 В/см = 6см. Из конца вектора UL откладываем в сторону отставания от вектора тока на 90° вектор падения напряжения на конденсаторе UС длиной

60 В/20 В/см = 3 см. Геометрическая сумма векторов URк , UR, UL, UС равна полному напряжению. Приложенному к цепи.
Пример 3. Цепь переменного тока состоит из двух ветвей, соеди­ненных параллельно. Первая ветвь содержит катушку с активным R1 = 12 Ом и индуктивным xL = 16 Ом сопротивлениями; во вторую





Рисунок 3
ветвь включен конденсатор с емкостным сопротивлением xC = 8 Ом и последовательно с ним активное сопротивление R^ 2 = 6 Ом. Активная мощность, потребляемая первой ветвью. P1 = 48 Вт (рисунок 3, а). Опре­делить: 1) токи в ветвях и в неразветвленной части цепи; 2) активные и реактивные мощности цепи; 3) напряжение, приложенное к цепи; 4) угол сдвига фаз между током в неразветвленной частя цепи и напряжением. Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи.

Решение. 1. Активная мощность P1 теряется в активном cпротивлении R1.

Поэтому P1 = I12 R12.

Отсюда

  1. Определяем напряжение, приложенное к цепи:


UAB =
3. Определяем ток:

I2 = UAB / Z2 = UAB / R 22 + xC2 = 40 / 122 + 162 = 4 А.
4. Находим активную и реактивную мощности, потребляемые цепью:

P = I1 2R1 + I2 2R2 = 22 · 12 + 42 · 6 = 154 Вт;

Q = I12 ХL _ I2 2 ХC = 22 · 16 _ 42 · 8 = _ 64 вар.

Знак « _ » показывает, что преобладает реактивная мощность емкостного характера.

Полная мощность, потребляемая цепью,

S = R2 + Q2 = 1542 + 642 = 166,8 В · А.
5. Определяем ток в неразветвленной части цепи:
I = S / UAB == 166,8 / 40 = 4,17 А.

6. Угол, сдвига фаз во всей цепи находим через sin φ во избежание потери знака угла:

sin φ = Q / S = _ 64/166,8 = _ 0,384; φ = _22°35'.

Знак « _ » подчеркивает, что ток цепи опережает напряжение UAB .

Для построения векторной диаграммы определяем углы сдвига фаз в ветвях:

sin φ 1 = xL /Z1 = 16 / 122 + 162 = 0.8; φ 1 = 53° 10’;
sin φ 2 = xC /Z2 = _ 8 / 62 + 82 = _ 0.8; φ 2 = _ 53° 10’.
Задаемся масштабом по току: в 1 см — 1 А н напряжению: в 1 см — 5 В. Построение начинаем с вектора напряжения (рисунок 3, б). Пд углом φ 1 к нему в сторону отставания откладываем в масштабе вектор тока / I1 ; под углом φ 2 в сторону опережения — вектор тока I2. Геометрическая сумма этих токов равна току в неразветвленной части цепи.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9

Похожие:

Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электроника» iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине...
Задания и методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электроника». Екатеринбург, фгаоу...
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электроника» iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине...
Рабочая учебная программа дисциплины «Электротехника и электроника» состоит из двух разделов
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электроника» iconМетодические указания и контрольные задания по дисциплине: «Электротехника и электроника»
Методические указания предназначены для выполнения контрольной работы по предмету «Электротехника и электроника» специальности
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электроника» iconМетодические рекомендации по выполнению домашней контрольной работы...
Электротехника и электроника: Методические рекомендации по выполнению домашней контрольной работы. / М. Р. Хаматдинова Челябинск:...
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электроника» iconКафедра информационных технологий Дистанционное
Общая электротехника и электроника. Электротехника и электроника. Задания и методические указания к выполнению курсовой работы. М....
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электроника» iconМетодические указания и контрольные задания по дисциплине «общая электротехника и электроника»
«Общая электротехника и электроника», контрольные задания и методические указания по выполнению контрольных заданий, а также задания...
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электроника» iconМетодические указания, контрольные задания и задание на курсовой...
«Общая электротехника и электроника», контрольные задания и методические указания по выполнению контрольных заданий, а также задания...
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электроника» iconМетодические указания, контрольные задания и задание на курсовой...
«Общая электротехника и электроника», контрольные задания и методические указания по выполнению контрольных заданий, а также задания...
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электроника» iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по курсу «Электротехника и электроника»
При решении задачи воспользоваться преобразованием треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду
Методические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Электротехника и электроника» iconМетодические указания по курсовому проектированию по дисциплине электротехника и электроника
Руководство к курсовому проектированию по дисциплине "Электротехника и электроника": Методические указания / С. В. Ярушина. Миасс...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
контакты
skachate.ru
Главная страница