I 2 - Нижнетагильский государственный профессиональный

Государственное автономное образовательное учреждение среднего
профессионального образования
«Нижнетагильский государственный профессиональный
колледж им. Н. А. Демидова»
Методические указания
для выполнения контрольной работы
по дисциплине «Электротехника и электроника № 1»
190631 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»
для студентов заочного отделения
2014
1
УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ ДОМАШНИХ
КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
Студенты специальности ТОА выполняют две домашние контрольные работы: по
электротехнике и электронике.
Вариант контрольной работы №1 определяется первой буквой фамилии
последней цифрой номера личного дела (шифра) студента. Например: студент Соколов
И.П. имеет номер личного дела 356. Его вариант С/6. По первой букве фамилии, в
таблице находит номера задач, которые он должен решить: для
первой
контрольной работы это будут задачи 2, 7,12, 17, 22.
Исходные данные по перечисленным выше задачам выбираются из
соответствующих таблиц, указанных в тексте этих задач по последней
цифре шифра, т.е. по цифре 6.
Номера задач для
первой работы.
Первая буква
фамилии
АЕЛРХЭ
1
6
11
16
БЖМСЦЮ
2
7
12
17
ВЗИНТЧЯ
3
8
13
18
ГНОУШ
4
9
14
19
ДКПФЩ
5
10
15
20
Каждая контрольная работа выполняется в отдельной ученичес кой
тетради в клетку с отчерченными полями; все страницы должны быть
пронумерованы.
Рекомендуется следующий порядок оформления каждой из задач в
контрольной работе:
1. Полностью переписывается условие задачи, которое
сопровождается схемой.
2. После записи условия задачи перед её решением обязательно
приводится таблица, с исходными данными задачи вашего варианта.
3 Решение записывается по этапам с указанием цели каждого этапа. После
записи цели выписывается необходимая формула; затем в неё подставляют
числовое значение величин (без указания их единиц измерения) в том же
порядке, в каком в формуле были распложены буквенные обозначения; и
наконец, записывается окончательный результат и единица измерения
вычисленной величины, например: 5 А, 220 В. 800 Вт.
Текст контрольной работы выполняется чернилами или пастой любого
цвета, кроме красного. При решении задач следует применять
международную систему единиц СИ (ГОСТ 8.417-81); буквенные обозначения
величин должны соответствовать ГОСТУ 1494-77; схемы электрических цепей,
чертежи, графика, векторные диаграммы, таблицы делают карандашом в
соответствии
со
стандартами
Единой
системы
конструкторской
документации (ЕСКД) и действующими ГОСТами.
2
Примечание
Вычисления следует производить с помощью электронного микрокалькулятора.
После решения последней задачи должен быть приведен список использованной
литературы с полными наименованиями, поставлена подпись и дата выполнения работы.
После получения работы с оценкой «зачтена» необходимо исправить
отмеченные ошибки, выполнить все указания преподавателя и повторить недостаточно
изученный материал.
При явке на экзамен студент обязан предъявить преподавателю зачетные
контрольные работы. При их отсутствии экзамен у студента не принимается.
Ели контрольная работа получила оценку «не зачет», то студент выполняет её
снова по старому, или новому варианту в зависимости от указания преподавателя.
Вновь выполненная работа отправляется на повторную проверку только с
незачетной работой.
В случае возникновения затруднений при выполнении контрольной
работы студент может обратиться в колледж для получения письменной или устной
консультации.
3
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1
Задача 1.
На рис.34 приведена схема электрической цепи
постоянного тока со смешанным соединением резисторов R1,R2,R3
и R4, к которой подведено напряжение U. Определить эквивалентное
сопротивление этой цепи, ток I и мощность Р, потребляемые цепью,
а также токи I1,I2,I3,I4, напряжение U1,U2,U3,U4 и мощности Р1,Р2,Р3,Р4
на каждом из резисторов. Проверить, что Р=Р1+Р 2 +Р 3 +Р 4 .
Данные для своего варианта взять из таблицы 4.
Таблица 4
Известная
величина
Последняя цифра шифра студента
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
U,B
120 125 150 160 180 200 225
240 270 200
R1,Ом
8
28
6
16
34
16
10
16
R2,OM
20
60
110 140 120 25
28
100 40
25
R3,OM
16
120 100 60
180 35
20
140 20
35
R4,OM
18
120 15
60
24
60
40
24
50
25
40
30
Задача 2
На рис.35 приведена схема электрической цепи
постоянного тока со смешанным соединением резисторов
R1,R2,R3 и R4, к которой подведено напряжение U. Определить
эквивалентное сопротивление R этой цепи, ток I и мощность
Р,потребляемые цепью, а также токи I1,I2,I3,I4, напряжение
4
U1,U2,U3,U4 и мощности Р1,Р2,Р3,Р4 на каждом из резисторов.
Проверить, что Р=Р1+Р 2 +Р 3 +Р 4 .
Данные для своего варианта взять из таблицы 5.
Рис. 35
Таблица 5
Известная
величина
Последняя цифра шифpa студента
U,B
90 130 156 180 210 234 240 260 360 260
R1,Ом
36
R2,Ом
18 25
45
R3,Ом
45
R4,Ом
30
1
2
3
100 30
4
5
6
7
8
9
0
24
300 24
60
400 40
12
60
35
40
100 120 30
10
300 30
60
240 48
40
100 200
15
75
30
60
60
150 50
20
24
20
Задача 3
На рис.36 приведена схема электрической цепи
постоянного тока со смешанным соединением резисторов
R1,R2,R3 и R4, к которой подведено напряжение U. Определить
эквивалентное сопротивление R. этой цепи, ток I и мощность Р,
потребляемые цепью, а также токи I1,I2,I3,I4, напряжение U1,U2,U3,U4
и мощности Р1,Р2,Р3,Р4 на каждом из резисторов. Проверить, что
Р=Р1+Р 2 +Р 3 +Р 4 .
5
Данные для своего варианта взять из таблицы 6.
Таблица 6
Известная Последняя цифра шифра студента
величина 1
2
3
4
5
6
7
U,В
60 90 120 150 165 195 200
R1,Ом
3,2 4
8
5,6 2
32 4
R2,Ом
12 60 200 40 30 100 25
R3,Ом
40 24 50 60 15 150 100
R4,Ом
10 240 60 36 40 30 30
8
220
20
300
75
40
9
225
3
36
30
45
0
240
15
10
15
30
6
Задача 4
На рис.37 приведена схема электрической цепи
постоянного тока со смешанным соединением резисторов
R1,R2,R3 и R4, к которой подведено напряжение U. Определить
эквивалентное сопротивление R этой цепи, ток I и мощность
Р,потребляемые цепью, а также токи I1,I2,I3,I4, напряжение
U1,U2,U3,U4 и мощности Р1,Р2,Р3,Р4 на каждом из резисторов.
Проверить, что Р=Р1+Р 2 +Р 3 +Р 4 .
Данные для своего варианта взять из таблицы 7.
Таблица 7
Последняя цифра шифра студента
Известная
величина 1
U,В
48
2
3
75
90 120 180 240 120
180 300 120
R1,Ом
8
10
45 20
15
48
40
20
200 40
R2,Ом
4
12,6 12 24
22
24
48
10
14
20
R3,Ом
10 4
40 10
24
180 30
100 60
50
R4,Ом
40
60 15
12
120 20
25
200
6
4
5
6
7
8
9
90
0
7
Задача 5.
На рис.38 приведена схема электрической цепи
постоянного тока со смешанным соединением резисторов R1,R2,R3
и R4, к которой подведено напряжение U. Определить эквивалентное
сопротивление R этой цепи, ток I и мощность Р, потребляемые
цепью, а также токи I1,I2,I3,I4, напряжение U1,U2,U3,U4 и мощности
Р1,Р2,Р3,Р4 на каждом из резисторов. Проверить, что
Р=Р 1 +Р 2 +Р 3 +Р 4 .
Данные для своего варианта взять из таблицы 8.
Таблица 8
Известная Последняя цифра шифра студента
величина
1 2
3
4
5
6
7
8
9
0
U,В
90
120 156 220 195 200 120 160 180 100
R1,Ом
8
10
20
12
14
8
10
16
12
3
R2,Ом
40
15
45
40
60
150 24
50
24
20
R3,Ом
60
10
30
60
30
100 48
200 12
30
R4,Ом
4
14
40
8
18
12
8
5
14
10
8
Задача 6.
На рис.39 в однофазную электрическую сеть переменного
синусоидального тока включены реальная катушка индуктивности,
обладающая активным и индуктивным сопротивлениями, вольтметрV,
амперметр-А и ваттметр-W, измеряющие соответственно
напряжение U,подведенное к катушке, ее ток I и активную мощность
Р.
Используя показания приборов, определить: активное R,
индуктивное XL, полное Z сопротивления катушки; ее реактивную
QL и полную S мощности; активную UR и реактивную U1
составляющие напряжения; угол сдвига фаз φ между напряжением и
током. По результатам расчета построить в масштабе векторную
диаграмму напряжений. После построения диаграммы измерить
вектор суммарного напряжения и убедиться в том, что с учетом
масштаба его величина равна показаниям вольтметра. Данные
для своего варианта взять из таблицы 9.
Таблица 9
Показания
приборов
Последняя цифра шифра студента
1 2
3
4
5
6
7
8
9
0
ВольтметраU,В
АмперметраI,B
ВаттметраР,Вт
90
120 140 150 175 120
135 80
200
220
9
8
3
8
4
7
6
5
4
648 576 784 540 700 288
2
324 96
1280 528
9
Задача 7.
На р ис .40 при веде на электрическая схема, включенная в
сеть однофазного переменного с и н ус о и д а л ь н о г о т о к а , и
состоящая из последовательного соединения двух активных
сопротивлений и емкостного.
Известны: напряжение U, подведенное к зажимам цепи; напряжения
UP1 и UR2 на активных сопротивлениях, величина емкостного
сопротивления ХС.
Определить: напряжение Uc на емкостном сопротивлении; ток I
цепи; активные R1,R2 и полное Z сопротивления; угол сдвига фаз φ
между напряжением U и током I /по величине и знаку/; активную Р,
реактивную Q и полную S мощности цепи. Построить в масштабе
векторную диаграмму напряжений. После построения
диаграммы измерить вектор суммарного напряжения и
убедиться в том, что с учетом масштаба его величина равна
напряжению, подведенному к зажимам цепи.
Данные для своего варианта взять из таблицы 10.
Таблица 10
Известна Последняя цифра шифра студента
я
2
3
4
5
6
7
8
9
0
величина 1
U,B
200 195 180 175 160 150 140 125 170 165
U R 1 ,B
60
90
68
60
54
45
52
30
70
48
U R 2 ,B
60
66
40
80
42
75
32
45
32
84
Хс,Ом
80
39
36
21
64
30
28
20
68
33
10
Задача 8.
На рис.41 приведена схема
электрической цепи переменного
синусоидального тока с
последовательным
соединением
активного R, индуктивного XL и
емкостного ХС сопротивлений.
Известны эти сопротивления и
полная S мощность цепи. Определить
показания приборов, угол сдвига фаз
(р между напряжением U и током I /по величине и знаку/, активную Р
реактивную Q мощности цепи.
Построить в масштабе векторную диаграмму напряжений. После
построения измерить вектор суммарного напряжения и убедиться в
том, что с учетом масштаба его величина равна показанию
вольтметра, измеряющего напряжение на зажимах цепи.
Примечание: при определении показаний приборов в
пояснительном тексте к решению задачи указывать не только
название прибора и измеряемой величины, но и название участка
цепи, на котором происходит измерение.
Например, вольтметр VR измеряет напряжение на активном
сопротивлении цепи.
Данные для своего варианта взять из таблицы 11.
Таблица 11
Известная Последняя цифра шифра студента
величина
1
2
3
4
5
6
7
S,BA
240 260 280 300 320 340 360
R,Ом
36 52
42 60 48 51 54
XL,Ом
60
16 70 20 84 32 100
ХС,Ом
12 55 14 65 20
100 28
8
380
76
13
70
9
400
60
120
40
0
440
88
33
99
11
Задача 9.
На
рис.42
приведена
схема
электрической
цепи
переменного
синусоидального тока с переменным
соединением двух ветвей. В первой ветви
включена катушка, обладающая активным
R1 и индуктивным XL1 сопротивлениями.
Во второй параллельной ветви включен
конденсатор, его емкостное сопротивление
ХС2.
Напряжение, подведенное к зажимам цепи U. Определить
показания амперметров, угол сдвига фаз φ /по величине и знаку/
между напряжением U и током I, измеряемым амперметром, который
установлен в неразветвленную часть цепи, активную Р,
реактивную Q и полную S мощности цепи.
Построить в масштабе векторную диаграмму токов. После
построения диаграммы измерить вектор суммарного тока и
убедиться в том, что с учетом масштаба его величина
равна показанию амперметра, включенного в неразветвленную
часть цепи. Данные для своего варианта взять из таблицы 12.
Таблица 12
Известная
величина
Последняя цифра шифра студента
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
U,B
20
30
50
90
60
20
30
50
90
60
R1,Ом
6
12
15
24
24
6
12
15
24
24
ХL1,Ом
8
9
20
18
32
8
9
20
18
32
ХС2,Ом
25
15
50
45
60
6,25 50
25
60
40
12
Задача 10.
На рис.43 приведена схема электрической цепи переменного
синусоидального тока с параллельным соединением двух ветвей.
В первой параллельной ветви включен электропотребитель с
активным сопротивлением R1.
Во второй параллельной ветви включена катушка, обладающая
активным R2 и индуктивным XL2 сопротивлениями. Напряжение,
подведенное к зажимам цепи U.
Определить: ток I1
электропотребителя первой ветви;
ток I2 катушки; ток I, потребляемый
цепью; угол сдвига фаз φ /по
величине и знаку/ между напряжением
U и током I; активную Р, реактивную Q и
полную S мощности цепи.
Построить в масштабе векторную
диаграмму токов, После построения
диаграммы
измерить
вектор
суммарного
тока и убедиться в том, что с учетом
масштаба его величина равна
току, потребляемому цепью.
Данные для своего варианта взять из таблицы 13.
Таблица 13
Известная Последняя цифра шифрa студента
величина
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
U,B
336
105 252
315 168
189
126
210
315
84
R1,OM
30
150 12
225 30
45
9
60
45
30
R2,OM
8,4
42
3,36 63
8,4
XL2,OM
11,2 56
4,48 84
11,2 16,8 3,36 22,4 16,8 11,2
12,6 2,52 16,8 12,6 8,4
13
Задача 11.
В четырехпроводную сеть трехфазного тока включены по схеме
"Звезда" три группы электрических ламп накаливания одинаковой
мощности. В каждой фазе /группе/ лампы соединены параллельно.
Известны:
Uл (UAB, UBC, UСА)-линейные напряжения;
Рламп- мощность одной лампы;
na , nв , nc - число ламп в каждой фазе /группе/.
Начертить схему цепи и определить:
Uф (UA, UB, Uc) - фазные напряжения /на эти напряжения рассчитаны все
включенные в сеть лампы накаливания/;
Iф = 1л (Iа , Iв , Iс) - фазные /они же линейные/ токи.
Рф (РА > РВ > РС) - мощности, потребляемые каждой фазой/группой ламп/.
Р - мощность, потребляемую цепью /всеми лампами/.
Построить в заданных масштабах /mU и m1/ векторную диаграмму
напряжений и токов и из нее графически определить величину тока в
нулевом проводе I0.
Данные для своего варианта взять из таблицы 14.
Таблица 14
Известная
величина
Uл , В
Pламп , Вт
nА , шт
nВ , шт
nС , шт
m1 , А/см
Последняя цифра шифра студента
1
2
3
4
5
6
380 220 380 220 380 220
40 100 500 60
200 25
44 42
11 17
66 36
44 42
22 51
22 142
88 14
33 51
44 36
4
11
25 8
20 7
mU , В/см
44
25,4 55
25,4 55
7
380
100
22
66
88
10
25,4 44
8
220
40
54
100
54
8,5
9
380
75
50
12
12
4
25,4 44
0
270
150
44
11
11
13
25,4
Указание. При определении фазных токов полученные расчетом
значения округлите до целой величины.
14
Задача 12
В трехпроводную сеть трехфазного тока включены по схеме
"треугольник" три группы электрических ламп накаливания
одинаковой мощности. В каждой фазе /группе/ лампы соединены
параллельно.
Известны:
UЛ (UAB , UBC , UCA) линейные напряжения;
Iламп - ток одной лампы;
n A , n в , n с - число ламп в каждой фазе /группе/;
Начертить схему цепи и определить:
Р ламп - мощность одной лампы;
IAB , Iвс , ICA - фазные токи /токи, потребляемые каждой группой ламп/;
РАВ , РВС , РСА - мощности, потребляемые каждой фазой /группой ламп/;
Р - мощность, потребляемую цепью /всеми лампами/.
Построить в заданных масштабах / mU и mI / векторную диаграмму
напряжений и токов и из нее графически определить величину токов IA ,
IB , Iс в линейных проводах.
Данные для своего варианта взять из таблицы 15.
Таблица 15
Известная Последняя цифра шифра студента
величина
1
2
3
4
5
6
Uл , В
Iламп , А
nАB , шт
127
220
127
220
127
220
7
8
9
0
127
220
127
220
0,472 0,909 0,591 0,455 0,118 0,341 0,315 0,1136 0,787 0,682
19
33
56
77 170 47 127
44
14 88
nBC , шт
74
66
22
33
85
12
108
176
14
44
nCA , шт
36
33
56
33
254
47
86
44
56
132
mU , B/см
25,4
44
25,4
55
25,4
44
25,4
44
25,4
55
m1 , А/см
10
15
10
10
10
4
10
5
13
30
Указание: при определении мoщности лампы и фазных токов
полученные расчетом значения округлите до целой величины.
15
Задача 13.
В четырехпроводную сеть трехфазного тока включены по схеме
"Звезда" три группы ламп накаливания одинаковой мощности. В
каждой фазе /группе/ лампы соединены параллельно.
известны:
UЛ (UAB , UBC , UCA) - линейные напряжения;
РАВ , РВС , РСА- мощности, потребляемые каждой фазой /группой ламп/;
Р ламп - мощность одной дампы;
Начертить схему цепи и определить:
Uф (UA, UB, Uc) - фазные напряжения /на эти напряжения рассчитаны все
лампы накаливания/;
n a , n в , n c - число ламп в каждой фазе; /группе/;
IA , IB , IC - фазные /они же линейные/ токи;
Р - мощность, потребляемую цепью /всеми лампами/.
Построить в заданных масштабах /mU и m1/ векторную диаграмму
напряжений и токов и из нее графически определить величину тока в
нулевом проводе I 0 .
Данные для своего варианта взять из таблицы 16.
Таблица 16
Известная
величина
Последняя цифра шифра студента
1
2
Uл , В
380
220 380
PA , Вт
13200 1280 900
PB , Вт
26400 3440 3750 2800 15840 3550 4400 3300 2640 5600
PС , Вт
6600 5080 900
3
PЛАМП , Вт 150
40
mU ,В/см
m1 ,В/см
25,4 44
10 4
44
30
75
4
5
6
7
8
9
0
220
380
220
380
220
380
220
5600 15840 900
6600 9900 1980 2800
5600 3960 900
8800 3300 660
4200
400
100
15
200
25,4 44
26
3
25,4
11
60
25,4 44
11
18
25
25,4 44
7
10
300
Указание: при определении фазных токов полученные расчетом
значения округлите до целой величины.
16
Задача 14
В трехпроводную сеть трехфазного тока
включены по схеме "треугольник" три группы электрических ламп
накаливания одинаковой мощности. В каждой фазе /группе/ лампы
соединены параллельно.
Известны:
UЛ, (UAB , UBC , UСА)- линейные напряжения;
Р ламп - мощность одной лампы;
nAB , nBC , nCA , - число ламп в каждой фазе /группе/;
Начертить схему цепи и определить:
I AB ,I BC ,I CA - фазные токи /токи, потребляемые каждой группой ламп/;
Р А B , Р ВС , Р С А - мощности, потребляемые каждой фазой /каждой
группой ламп/;
Р - мощность, потребляемую цепью /всеми лампами/.
Построить в заданных масштабах /mU и mI / векторную диаграмму
напряжений и токов и из нее графически определить величину токов
I A ,I B ,I C в линейных проводах.
Данные для своего варианта взять из таблицы 17.
Таблица 17
Известная
величина
Последняя цифра шифра студента
Uл , В
1
2
220 127
3
4
220 127
5
6
220 127
7
220
8
127
9
0
220 127
Pламп , А
nAB , шт
nBС , шт
nСА , шт
150 25
44
107
44
142
66 36
60 40
55 54
55
108
220 54
15
88
132
176
100
28
42
28
400
22
33
11
200
28
14
7
40
154
77
154
300
33
44
22
mU ,В/см
m1 ,В/см
44
10
44
15
44
3
25,4 55
11
20
25,4
11
44
7
25,4
26
25,4
7
25,4
8,5
Указание: при определении фазных токов полученные расчетом
значения округлите до целой величины.
17
Задача 15.
В четырехпроводную сеть трехфазного тока включены по схеме
"Звезда" три группы ламп накаливания одинаковой мощности. В
каждой фазе /группе/ лампы соединены параллельно.
Известны:
UЛ (UAB , UBC , UCA) - линейные напряжения;
Р ламп - мощность одной лампы;
I A , I B , I C - мощности, потребляемые каждой фазой /группой ламп/;
Начертить схему цепи и определить:
UФ (UA, UB, UС) - фазные напряжения /на эти напряжения рассчитаны все
электрические лампы, включенные в сеть/;
nA , nB , nC - число ламп в каждой фазе /группе/;
PA , PB , PC - мощности, потребляемые каждой фазой /группой ламп/;
Р - мощность, потребляемую цепью /всеми лампами/.
Построить в заданных масштабах /mU и mI / векторную диаграмму
напряжений и токов и из нее графически определить величину тока в
нулевом проводе I0.
Данные для своего варианта взять из таблицы 18.
Таблица 18
Известная
величина
Последняя цифра шифра студента
Uл , В
1
220
2
3
380 220
4
5
380 220
6
380
7
220
8
380
9
220
0
380
Pламп , А
IA , A
IB , A
300
26
78
150 15
60
13
90 26
25
15
5
400
44
44
500
25
50
200
33
44
40
20
30
150
13
26
300
45
30
IC , A
mU ,В/см
m1 ,В/см
26
25,4
26
120 13
44 25,4
30 6,5
10
55
5
22
25,4
11
75
55
25
11
25,4
11
10
55
10
52
25,4
13
15
55
15
Указание: при определении числа ламп в каждой фазе полученные
значения округлите до целой величины.
18
Задача 16.
Для освещения рабочих мест применили в целях безопасности
лампы накаливания одинаковой мощности, рассчитанные на
пониженное напряжение. Для их питания установили однофазный
понижающий трансформатор. Схема присоединения ламп к
трансформатору приведена на рис.31.
Известны:
SHOM - номинальная мощность трансформатора;
U1HOM , U2HOM - номинальные напряжения на зажимах первичной и
вторичной обмоток трансформатора;
Р ламп - мощность одной лампы;
n ламп - количество ламп, подключенных к трансформатору.
Определить:
I2ном , I2ном - номинальные токи, на которые рассчитаны первичная и
вторичная обмотки трансформатора;
I1 , I2 - фактическое значение токов в обмотках трансформатора при
заданной нагрузке;
К нт - коэффициент нагрузки трансформатора;
К - коэффициент трансформации трансформатора.
Данные для своего варианта взять из таблицы 19.
Таблица 19
Известная
величина
Последняя цифра шифра студента
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
Sном , ВА
400
250
160
100
400
250
160
100
400
250
U1ном , В
220
380
660
220
380
660
220
380
660
220
U2ном , В
36
24
12
24
12
35
12
36
24
12
Pламп , Вт
25
40
15
25
40
60
25
40
60
25
nламп , шт
12
5
8
3
8
3
5
2
6
8
Указания: при решении задачи потерями в трансформаторе
пренебречь. Считать, что лампы накаливания рассчитаны на вторичное
напряжение трансформатора, т.е. Uламп = =U2ном, а их коэффициент мощности
cosφ2 = I.
19
Задача 17.
Для трехфазного трансформатора известны:
тип трансформатора;
Sном - номинальная мощность;
Р ст - потери мощности в стали трансформатора;
РО..НОМ — потери мощности в обмотках трансформатора при
номинальном токе в них.
Первичные и вторичные обмотки соединены в "звезду".
Трансформатор работает с коэффициентом нагрузки К нг и
коэффициентом мощности cosφ2.
Определить:
К - линейный коэффициент трансформации;
I1HOM , I2HOM - номинальные токи, в первичных и вторичных обмотках
трансформатора;
I1 , I2 - рабочие токи в первичных и вторичных обмотках
трансформатора;
P2 , Q2 - активную и реактивную мощности, отдаваемые
трансформатором;
∑Р ном - суммарные потери мощности при номинальной нагрузке;
∑Р - суммарные потери мощности при заданном коэффициенте
нагрузки;
η ном - К.П.Д. трансформатора при нормальной нагрузке;
η - К.П.Д. трансформатора при заданном коэффициенте нагрузки.
Данные для своего варианта взять из таблицы 20.
Таблица 20
Известная
величина
Тип
трансформатора
Sном , кВА
U1ном , кВ
U2ном , кВ
Рст , кВТ
Ро.ном , кВТ
Кнг
cosφ2
Последняя цифра шифра студента
1
ТМ160
160
6
0,4
0,565
2,65
0,75
0,9
2
ТСЗ250
250
10
0,23
1,00
3,80
0,84
0,9
3
тм400
400
10
0,69
1,050
5,5
0,9
0,85
4
ТСЗ630
630
13,8
0,4
2,30
8,70
0,85
0,803
5
ТМ1000
1000
35
0,4
2,75
12,2
0,75
0,94
6
ТСЗ160
160
10
0,69
0,70
2,70
0,8
0,86
7
ТМ250
250
6
0,4
0,820
3,7
0,82
0,927
8
ТСЗ400
400
10
0,69
1,30
5,40
0,75
0,8
9
ТМ630
630
10
0,69
1,660
7,60
0,87
0,913
0
ТСЗ1000
1000
15,75
0,4
3,20
12,00
0,72
0,85
20
Задача 18.
К трехфазному трансформатору с номинальной мощностью SH0M и
номинальными напряжениями первичной Uном1 и вторичной Uном2 обмоток
присоединена активная нагрузка Р2 при коэффициенте мощности cosф2.
Определить:
1) номинальные токи в обмотках Iном1 и Iном2;
2) коэффициент нагрузки трансформатора kн;
3) токи в обмотках I1 и I2 при фактической нагрузке;
4) суммарные потери мощности ΣР при номинальной нагрузке;
5)коэффициент полезного действия трансформатора при фактической
нагрузке.
Данные для своего варианта взять из табл. 23. Недостающие величины
взять из табл. 18.
Каково назначение замкнутого стального магнитопровода в
трансформаторе? Почему магнитопровод должен иметь минимальный
воздушный зазор и выполняться не сплошным, а из отдельных стальных листов,
изолированных друг от друга лаком?
P2; кВт
0-1
1000
10
0,69
850 0,95
2-3
4-5
6-7
8-9
160
100
250
400
6
6
10
10
0,4
0,23
0,4
0,4
150
80
200
350
cosΨ2
Uном2, кВ
Uном1, кВ
Sном, кВ·А
Номер
варианта
Таблица 23
1,0
0,9
0,85
0,92
21
Задача 19.
Для
питания
поряженным
напряжением
цепей
управления
электродвигателями на пульте установлен однофазный двух обмоточный
трансформатор номинальной мощностью SH0M. Номинальные напряжения
обмоток Uном 1 и Uном 2; номинальные токи в обмотках Iном 1 и Iном 2;
Коэффициент трансформации равен K. Числа витков обмоток ω1 и ω2.
Магнитный поток в магнитопроводе Фм. Частота тока в сети f=50 Гц.
Трансформатор работает с номинальной нагрузкой. Потерями в
трансформаторе можно пренебречь. Используя данные трансформатора,
указанные в табл. 24, определить все неизвестные величины, отмеченные
прочерками, в таблице вариантов. Начертить схему включения такого
трансформатора в сеть. Ко вторичной обмотке присоединить нагрузку, в виде
обычного резистора Rн. Для включения и отключения нагрузки предусмотреть
рубильник, а для защиты сетей от токов короткого замыкания включить в цепь
обеих обмоток предохранители. Данные для своего варианта взять из табл.
24.
Указание. См. решение типового примера 12.
Т а б лица 24
Номе
р
Sном, Uном1 Uном2 I ном1, I ном2,
вари- В·А
В
В
А
А
анта
0
380
1,43
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
220
1600
3200
127
380
220
24
12
4,72
36
24
500
250
400
33,4
3,2
к
198
770
Фм,
Вб
0,005
31,6
108
0,025
0,005
20,8
12
12
ω2
15,8
25
3,64
1,0
220
500
ω1
750
400
3000
54
22
20,8
0,0015
41,6
18,3
0,02
22
Задача 20.
Инструментальный цех завода получает питание от подстанции при
напряжении.. Uном2. Активная мощность, расходуемая цехом, равна Р2 при
коэффициенте мощности соs Ψ2. Определить Необходимую мощность
трансформаторов на подстанции и выбрать их тип, пользуясь табл.18. На
подстанции можно установить, не более двух трансформаторов
одинаковой мощности с коэффициентом нагрузки 0,9—1,0; поэтому в
задаче нужно вычислить коэффициент нагрузки трансформаторов.
Определить необходимое сечение кабеля от подстанции до цехового
распределительного пункта, пользуясь табл. 21 допускаемых токовых
нагрузок. Кабель четырехжильный, проложен в земле. В случае
необходимости (при больших токах) можно проложить несколько кабелей.
Данные для своего варианта принять из табл. 25.
Какие величины можно определить из опыта холостого хода
трансформатора? Начертите схему включения трансформатора и приборов
для проведения опыта холостого хода.
Указание. Полная мощность для питания цеха S=P2/cos φ2.
Таблица 25
U НОМ 2, В
Номер варианта
P2, кВт
COS φ2
1
4500
0,8
380
2
1350
0,75
660
3
200
0,85
220
4
420
0,9
380
0,82
660
5
800
6
140
0,95
220
7
500
0,88
380
8
1200
660
9
350
0,76
0,92
10
210
0,87
380
220
23
Таблица
18. Технические данные трансформаторов
Варианты
Рном 2, кВт
Uном, В
Iном, А
Ia, A
IB, A
Мном, Н-м
nном, об/мин
Е, В
Ra, Ом
RB, Ом
1
2
22
50
19,1
0,05 0,093
80
110
0,2
110
1600
210
0,88
ТМ-400/6; 10
ТМ-630/6; 10
ТМ-1000/6; 10
ТМ-1600/6; 10
ТМ-2500/ 10
25
40
63
100
160
250
400
630
1000
1600
2500
10
8
3,9
39,8
35
90,5
34,5
35,4
1
5,5
180
9
20
220
119
0,7
Напряжения обмоток,
кВ
6, 10
7
1
30,6
1600 1450
100 437,8 1450 432
103,1
0,282
0,111
—
110
22
0,82
0,82
0,4
0,13
0,4
0,175
0,4
0,24
0,4
0,33
0,4; 0,69 0,51
0,4; 0,69 0,74
0,23; 0,4;
0,23; 0,4;
0,23; 0,4;
0,23; 0,4;
0,4; 0,69;
0,69
0,69
0,69
0,69
10,5
0,91
0.6
0,843
Потери
мощности,
кВт
Рст
Uном2
0,23;
0,23;
0,23;
0,23;
0,23;
0,23;
6
18
440
2
Uном 1
ТМ-25/6; 10
ТМ-40/6; 10
ТМ-63/6; 10
ТМ-100/6; 10
ТМ-160/6; 10
ТМ-250/6; 10
110
36,4
10
1000
SНОМ,
кВ·А
5
35,4
955
Тип трансформатора
20
100
86,5
4
231
4
4
3,8
3,2
110
∑Р, кВт
ηдв
3
0,95
1,31
2,45
3,3
4,3
Ро.ном
I1х, %
Р1 кВт
0,10
Uк, %
Величины
0,69
1,0
1,47
2,27
3,1
4,2
4,7
4,7
4,7
6,8
4,7
4,7
3,2
3,0
2,8
2,6
2,4
2,3
5,5
7,6
12,2
18,0
24,0
4,5
5,5
5,5
5,5
5,5
2,1
2,0
2,8
2,6
1,0
24
Т а б л и ц а 19. Технические данные комплектных
конденсаторных установок наг, кением 380 В
Тип установки
УК-0,38-75
УК-0,38-78
УК-0.38-110Н
УК-0,38-150Н
Qб,
квар
75
78
110
150
Т и п установки
УК-0,38-220Н
УК-0.38-220Н
УК-0,38-225
УК-0.38-300Н
УК-0,38-320Н
Qб,
квар
Тип установки
Q6,
квар
220
225
300
320
УК-0,38-330Н
УК-0,38-430Н
УК-0,38-450Н
УК-0,38-540И
330
430
450
540
25
4A100S2У3
ηном
Мmax/Мном
Мп/Мном
Iп /Iном
cosφном
n2,
об/мин
Рном2,
кВт
Т а б л и ц а 20. Технические данные некоторых асинхронных
двигателей с короткозамкнутым ротором серии 4А
Тип двигателя
4
2880
0,89
7,5
2,0
2,2
0,86
4А100L2УЗ
4112М2СУЗ
4А132М2СУЗ
4A80А4УЗ
4A90L4У3
4A100S4У3
4A100L4У3
4А112М4СУ1
4А132М4СУ1
5,5
7,5
11
1,1
2,2
3,0
4,0
5,5
11
2880
2900
2900
1400
1400
1425
1425
1450
1450
0,91
0,88
0,9
0,81
0,83
0,83
0,84
0,85
0,87
7,5
7,5
7,5
5,0
6,0
6,5
6,5
7,0
7,5
2,0
2,0
1,6
2,0
2,0
2,0
2,2
2,0
2,0
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
0,87
0,87
0,88
0,75
0,8
0,82
0,84
0,85
0,87
4AP160S4У3
4АР160М4УЗ
4APl80S4У3
4АР180М4УЗ
4А250S4УЗ
4А250М4УЗ
4АН250М4УЗ
4A100L6У3
4AР160S6У3
4АР160М6УЗ
4АР180М6УЗ
4А250S6УЗ
4А250 М6 УЗ
4АН250М6УЗ
4А100L8УЗ
4AP160S8У3
4А250S8УЗ
4А250М8УЗ
4АН250М8УЗ
4Al60S4/2У3
15
18,5
22
30
75
90
90
2,2
11
15
18,5
45
55
75
1,5
7,5
37
45
55
11
14,5
1465
1465
1460
1460
1480
1480
1475
950
975
975
970
985
985
985
725
730
740
. 740
740
1460
2940
0,83
0,87
0,87
0,87
0,9
0,91
0,89
0,73
0,83
0,83
0,8
0,89
0,89
0,87
0,65
0,75
0,83
0,84
0,82
0,85
0,95
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5
6,5
5,5
7,0
7,0
6,5
6,5
7,0
7,5
6,5
6,5
6,0
6,0
6,0
7,5
7,5
2,0
2,0
2,0
2,0
1,2
1,2
1,2
2,0
2,0
2,0
2,0
1.2
1,2
1,2
1,6
1,8
1,2
1,2
1,2
1,5
1,2
2,2
2,2
2,2
2,2
2.2
2,2
2,2
2,0
2,2
2,2
2,2
2,0
2,0
2,5
1,7
2,2
1,7
1,7
2,0
2,1
2,0
0,865
0,885
0,89
0,90
0,93
0,93
0,935
0,81
0,855
0,875
0.87
0,92
0,92
0,93
0,74
0,86
0,9
0,91
0,92
0,85
0,83
4Al80S4/2У3
18,5
21
1470
2920
0,9
0,92
6,5
6,5
1,3
1,1
1,8
1,8
0,883
0,85
4А160М8/4УЗ
9
13
6
9
0,69
0,92
0,69
0,92
5,5
7,0
5,0
7,0
1,5
1,2
1,5
1,2
2,0
2,0
2,0
2,0
0,79
0,865
0,765
0,84
4А160S8/4УЗ
732
1460
745
1460
26
Т а б л и ц а 21. Допускаемые токовые нагрузки (А) на
алюминиевые провода и кабели
Кабели четырехжильные до
1000 В
Провода
Сечение, мм2
открыто
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
24
32
39
55
80
105
130
165
210
255
295
340
390
в трубе
19
28
32
47
60
80
95
130
165
200
220
255
открыто
27
35
45
60
75
95
110
140
165
200
230
260
в земле
38
46
65
90
115
135
165
200
240
270
305
345
27
Вопросы к зачету
1. Определение и изображение электрического поля.
2.Диэлектрики и проводники.
3.Закон Ома.
4.Последовательное соединение проводников в сети постоянного тока.
5.Параллельное соединение проводников в сети постоянного ток
6.Коэффициент мощности трехфазной цепи.
7.Смешанное соединение проводников в сети постоянного тока.
8.Фазное и линейное напряжения трехфазной цепи.
9.Смешанное соединение конденсаторов.
10 Полное сопротивление цепи однофазного переменного тока.
11 Параллельное соединение конденсаторов.
12 Активная и реактивная мощности цепи однофазного переменного тока.
13 Первый закон Кирхгофа.
14 Полная мощность цепи однофазного переменного тока.
15 Второй закон Кирхгофа.
16 Электрическая работа и мощность цепей постоянного тока.
17 Плоский конденсатор.
18 Закон полного тока для магнитной цепи.
19 Характеристики магнитного поля(магнитная индукция, магнитный поток,
напряженность).
20 Зависимость сопротивления от температуры.
21 Активное, индуктивное и емкостное сопротивление цепи однофазного переменного
тока.
22 Устройство трансформаторов.
23 Электрическое сопротивление и проводимость.
24 Параметры переменного тока (циклическая частота, период, мгновенные значения
тока и напряжения).
25 Параметры переменного тока
26 Коэффициент трансформации.
27 Назначение трансформаторов и их применение.
28 Активная, реактивная и полная мощности цепи трехфазного тока.
28
Приложение
Программа внеаудиторной самостоятельной работы.
Общие методические указания для выполнения внеаудиторной самостоятельной работы.
Студент- заочник, приступая к самостоятельному изучению предмета должен подробно
ознакомиться с содержанием настоящего пособия и руководствоваться им в работе.
Приступая к изучению каждой темы курса, ознакомьтесь с программой и подберите
рекомендуемую литературу.
Учебный материал лучше всего изучать в последовательности тем, указанной в
программе. Следует изучить учебный материал первой темы, конспектируя основные
понятия по учебнику, проверить свои знания, ответив на вопросы для самопроверки.
Разобрать решение типовых задач по учебнику (Л- 2). Закрепить знания решением
рекомендуемых задач, данных после каждой темы.
При изучении устройства двигателей, конструкции аппаратов уяснить принцип их
работы и назначение составных частей. Тетрадь, с выполненными работами
предоставляется на зачете.
Ответы и решение задач выполняются в ученической тетради или на компьютере.
Оставляют поля шириной 25 – 35 мм для замечаний. Решение задач ведут в
Международной системе единиц (СИ). Ответы должны быть краткими, но полностью
охватывать суть вопроса. Излагать ответы нужно своими словами.
Разбирая
конструкцию аппаратов и двигателей, необходимо начертить их принципиальную схему, с
помощью позиций указать все составные части.
Литература основная
1. Данилов И.А, Иванов П.М., Общая электротехника с основами электроники. –
М.: Высшая школа, 2000. – 752с.
2. Березкина Т.Ф. Гусев Н.Г. Задачник по общей электротехнике с основами
электроники. - М.: Высшая школа, 1983. – 366с.
Литература рекомендуемая
1. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию. – М.:
Феникс. 2003. – 480с.
2. Лихачев В.Л. Электротехника. Справочник. – М.: СОЛОН-Р. 2003. – 480с.
Содержание внеаудиторной самостоятельной работы.
Тема 1.1.
Электрическое поле .
Программа
Основные свойства и характеристики электрического поля, закон Кулона и
условия его применения, связь между напряженностью и разностью потенциалов
электрического поля, влияние электрического поля на проводники и диэлектрики,
конденсаторы и их соединения. Энергия электрического поля заряженного
конденсатора.
Л – 1, ,Л – 2, задачи (1.1, 1.47, 1.54).
Вопросы для самопроверки
1. Дайте определение напряженности электрического поля электрического
напряжения. В каких единицах выражается каждая величина?
2. Что называют потенциалом данной точки поля?
3. Как зависит электрическая проводимость материала от степени концентрации в
нем носителей заряда?
29
Напишите выражение для емкости конденсатора через его заряд и напряжение на
зажимах.
5. Как определить емкость плоского конденсатора?
6. При последовательном соединении двух конденсаторов их эквивалентная емкость
составляет 6 мкФ, а при параллельном – 25 мкФ. Определить емкость каждого
конденсатора.
Тема 1.2.
Электрические цепи постоянного тока
Программа
Элементы электрической цепи, их параметры и характеристики. Пассивные и
активные элементы электрической цепи. Элементы схемы электрической цепи: ветвь,
узел, контур. Схемы замещения электрических цепей. ЭДС. Электрическое
сопротивление. Зависимость сопротивления от температуры. Электрическая
проводимость. Резистор. Соединение резисторов. Режимы работы электрической цепи:
холостой ход, номинальный, рабочий, короткого замыкания. Энергия и мощность
электрической цепи. Баланс мощностей. КПД. Основы расчета электрической цепи
постоянного тока. Законы Ома и Кирхгофа. Расчет электрических цепей произвольной
конфигурации методами: контурных токов, узловых потенциалов, двух узлов (узлового
напряжения). Нелинейные электрические цепи постоянного тока. Нелинейные
пассивные элементы и их вольтамперные характеристики (ВАХ). Графический метод
расчета нелинейных электрических цепей постоянного тока.
4.
Л – 1, Л – 2, задачи (2.1 – 2.7, 2.16, 2.23).
Вопросы для самопроверки
Что называют электрическим током и единицы его измерения?
Пояснить, из каких элементов состоит электрическая цепь. Каково различие
между э. д. с. и напряжением на зажимах источника тока?
3. Как читается и записывается закон Ома для участка и для всей цепи?
4. Написать производные формулы закона Ома – зависимость напряжения от тока и
сопротивления, зависимость сопротивления от тока и напряжения – и указать
размерность величин, входящих в эти формулы.
5. Что называют удельным сопротивлением и удельной проводимостью вещества и в
каких единицах они выражаются?
6. От каких факторов зависит электрическое сопротивление проводника?
7. Как определяется падение напряжения на участке цепи?
8. Как подсчитать расход энергии или работу электрического тока и в каких
единицах они выражаются?
9. Как формулируются первый и второй законы Кирхгофа?
10. Что называют последовательным, параллельным и смешанным соединениями
резисторов? Каковы особенности каждого вида соединений?
1.
2.
Тема 1.3.
Электромагнетизм
Программа
Индуктивность: собственная и взаимная. Магнитная проницаемость: абсолютная и
относительная. Магнитные свойства вещества. Намагничивание ферромагнетика.
Гистерезис. Электромагнитная индукция. ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции. ЭДС
в проводнике, движущемся в магнитном поле. Магнитные цепи: разветвленные и
неразветвленные. Расчет неразветвленной магнитной цепи. Электромагнитные силы.
Энергия магнитного поля. Электромагниты и их применение.
Л – 1, Л – 2, задачи (3.1 – 3.7, 3.12, 3.24)
30
Вопросы для самопроверки
Что называют магнитным полем?
Что характеризует собой магнитная индукция и в каких единицах она
выражается?
3. Что характеризует абсолютная магнитная проницаемость среды и в каких
единицах она выражается?
4. Чему равна магнитная постоянная?
5. Что называют магнитным потоком и в каких единицах он выражается?
6. Как формулируется закон полного тока?
7. Какой характер имеет петля гистерезиса для магнитотвердых и магнитомягких
материалов?
Тема 1.4.
Электрические цепи переменного тока.
Программа
Понятие о генераторах переменного тока. Получение синусоидальной ЭДС. Общая
характеристика цепей переменного тока. Амплитуда, период, частота, фаза, начальная
фаза синусоидального тока. Мгновенное, амплитудное, действующее и среднее значения
ЭДС, напряжения, тока. Изображение синусоидальных величин с помощью временных и
векторных диаграмм. Электрическая цепь: с активным сопротивлением; с катушкой
индуктивности; с емкостью. Векторная диаграмма. Разность фаз напряжения и тока.
Неразветвленные электрические RC и RL- цепи переменного тока. Треугольники
напряжений, сопротивлений, мощностей. Коэффициент мощности. Баланс мощностей.
Неразветвленная RCL- цепь переменного тока, резонанс напряжений и условия его
возникновения. Разветвленная электрическая RCL- цепь переменного тока, резонанс
токов и условия его возникновения. Расчет электрической цепи, содержащей источник
синусоидальной ЭДС.
1.
2.
Л – 1, , Л – 2, задачи (5.1 – 5.7, 5.12, 5.49)
Вопросы для самопроверки
1. Начертите графики тока, напряжения, мощности и векторную диаграмму для цепи
с активным сопротивлением.
2. То же, для неразветвленной цепи с активным сопротивлением, индуктивностью и
емкостью. Начертите для такой цепи треугольники сопротивлений и мощностей.
3. Какую мощность называют реактивной?
Тема 1.5.
Электротехнические измерения и приборы.
Программа
Основные
понятия
измерения.
Погрешности
измерений.
Классификация
электроизмерительных приборов. Измерение тока и напряжения. Магнитоэлектрический
измерительный механизм, электромагнитный измерительный механизм. Приборы и схемы
для измерения электрического напряжения. Расширение пределов измерения амперметров
и вольтметров. Измерение мощности. Электродинамический измерительный механизм.
Измерение мощности в цепи постоянного и переменного токов. Индукционный
измерительный механизм. Измерение электрической энергии. Измерение электрического
сопротивления, измерительные механизмы. Косвенные методы измерения сопротивления,
методы и приборы сравнения для измерения сопротивления.
Л – 1, Л – 2, задачи 8.1 – 8.7, 8.15.
Вопросы для самопроверки
1. Что называют основной, допустимой и приведенной погрешностями прибора?
2. На какие группы подразделяют электроизмерительные приборы по принципу
действия?
31
Тема 1.6.
Трехфазные электрические цепи.
Программа
Соединение обмоток трехфазных источников электрической энергии звездой и
треугольником. Трехпроводные и четырехпроводные трехфазные электрические цепи.
Фазные и линейные напряжения, фазные и линейные токи, соотношение между ними.
Симметричные и несимметричные трехфазные электрические цепи. Нейтральный (
нулевой) провод и его назначение. Векторная диаграмма напряжений и токов. Передача
энергии по трехфазной линии. Мощность трехфазной электрической цепи при различных
соединениях нагрузки. Расчет симметричной трехфазной электрической цепи при
соединении нагрузки звездой и треугольником.
Л – 1, Л – 2, задачи (6.1 – 6.7, 6.9, 6.21, 6.37)
Вопросы для самопроверки
1. Поясните преимущества трехфазной системы перед однофазной.
2. Приведите соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами
при соединении в "звезду" и треугольник.
3. Каждая фаза обмотки двигателя рассчитана на 220 В. Как следует соединить
обмотки при линейном напряжении сети 220 и 380 В?
4. В каком случае применяется четырехпроводная система? Какова роль нулевого
провода?
5. Начертите векторную диаграмму напряжений и токов потребителя энергии при
неравномерной нагрузке и соединении в звезду и найдите графически ток в
нулевом проводе. Линейное напряжение в сети U = 380 В. RA = 10 Ом, RB = 12 Ом,
RC = 20 Ом.
6. Как определить активную, реактивную и полную мощности в трехфазной цепи
при симметричной и несимметричной нагрузках?
Тема 1.7
Трансформаторы.
Программа
Назначение, принцип действия и устройство однофазного трансформатора.
Режимы работы трансформатора. Номинальные параметры трансформатора:
мощность, напряжение и токи обмоток. Потери энергии и КПД трансформатора.
Типы трансформаторов и их применение; трехфазные, многообмоточные,
измерительные, авто трансформаторы
Л – 1, Л – 2, задачи 7.1 – 7.12, 7.21,7.26.
Вопросы для самопроверки
.Каково назначение трансформатора при передаче и распределении электрической
энергии?
2. Поясните принцип работы трансформатора.
3. Для каких целей бак трансформатора заливают маслом?
Тема 1.8.
Электрические машины переменного тока
Программа
Назначение машин переменного тока и их классификация. Получение
вращающегося магнитного поля в трехфазных электродвигателях и генераторах.
Устройство электрической машины переменного тока: статор и его обмотка, ротор и
его обмотка. Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя. Частота
вращения магнитного поля статора и частота вращения ротора. Вращательный
момент асинхронного двигателя. Скольжение. Пуск и ход асинхронных двигателей с
короткозамкнутым и фазным ротором. Рабочий процесс асинхронного двигателя и
1.
32
его механическая характеристика. Регулирование частоты вращения ротора.
Однофазный и двухфазный асинхронные двигатели. Потери КПД и энергии
асинхронного двигателя. Синхронные машины и область их применения.
Л – 1, Л – 2, задачи 10.1 – 10.6, 10.17, 10.29
.Вопросы для самопроверки
1. Определите скольжение восьмиполюсного двигателя, если его ротор вращается с
частотой 735 об/мин. Частота тока 50 Гц.
2. Асинхронный двигатель работает с номинальной нагрузкой 16 кВт и 1460 об/мин.
Перегрузочная способность равна 2,5; кратность пускового момента составляет
1,1. Определите максимальный и пусковой моменты двигателя.
3. Какие схемы пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором вам
известны?
Тема 1.9
Электрические машины постоянного тока
Назначение машин постоянного тока и их классификация. Устройство и принцип
действия машин постоянного тока: магнитная цепь, коллектор, обмотка якоря.
Рабочий процесс машины постоянного тока: ЭДС обмотки якоря, реакция якоря,
коммутация. Генераторы постоянного тока, двигатели постоянного тока, общие
сведения. Электрические машины с независимым возбуждением, с параллельным,
последовательным и смешанным возбуждением. Пуск и ход, регулирование
частоты вращения двигателей постоянного тока. Потери энергии и КПД машин
постоянного тока.
Л – 1, Л – 2, задачи 9.1 – 9.14, 9.22 9.37.
Вопросы для самопроверки
Какие параметры машины называют номинальными?
Начертите схемы генераторов с независимым, параллельным и смешанным
возбуждением и поясните назначение каждого элемента схемы.
3. Начертите схемы двигателей с параллельным, последовательным и смешанным
возбуждением и поясните назначение каждого элемента схемы.
Тема 1.10.
Основы электропривода .
Понятие об электроприводе. Уравнение движения электропривода. Механические
характеристики нагрузочных устройств. Расчет мощности и выбор двигателя при
продолжительном, кратковременном и повторнократковременном режимах. Аппаратура
для управления электроприводом.
Л – 1,Л – 2, задачи 12.1 – 12.3.
Вопросы для самопроверки
1. Какой режим работы двигателя называют продолжительным, кратковременным и
повторно-кратковременным? Начертите диаграммы работы двигателя в этих
режимах.
2. Что называют энергетической системой и каковы преимущества объединения
отдельных электрических станций в общую систему?
Тема 1.11.
Передача и распределение электрической энергии.
Программа
Электроснабжение промышленных предприятий от электрической системы.
Назначение и устройство трансформаторных подстанций и распределительных
пунктов. Электрические сети промышленных предприятий: воздушные линии;
кабельные линии; внутренние электрические цепи и распределительные пункты;
электропроводки. Электроснабжение цехов и осветительных электросетей. Графики
электрических нагрузок. Выбор сечений проводов и кабелей по допустимому
1.
2.
33
нагреву; с учетом защитных аппаратов , по допустимой потере напряжения.
Эксплуатация электрических установок. Защитное заземление. Защитное зануление.
Выполнение практического задания в условиях производства.
Тема реферата "Внутризаводское электроснабжение и режимы"
Перечень вопросов для подготовки
1. Общие положения
Место системы электроснабжения потребителей и приемников электрической энергии в
общей проблеме электрификации народного хозяйства.
. Основные технические требования к системам электроснабжения.
2. Электрическое хозяйство предприятий
Основные приемники электрической энергии и их характеристики. Структура
промышленного потребления. Характерные группы приемников электрической энергии
Уровни системы электроснабжения предприятий. Основные особенности каждого уровня
системы электроснабжения: величины напряжения, тока, паспортные данные и
характеристики оборудования, проблемы контроля управления и обеспечения
электрической энергией объектов.
Системное описание электрического хозяйства. Основные электрические показатели.
Система учета и отчетности.
3. Характерные приемники электрической энергии
Силовые общезаводские установки; компрессоры, вентиляторы, насосы и подъемнотранспортные устройства. Диапазон мощностей, характеристика режимов работы,
требования к электроснабжению.
Электрические осветительные установки. Выбор источников света и осветительных
приборов. Размещение осветительных средств
4. Основы расчетов систем электроснабжения
Математические методы расчетов систем электроснабжения. Основные понятия,
используемые при выполнении технико-экономических расчетов.
5. Электрические нагрузки
Классификация приемников по режимам работы. Расчетные, заявляемые, измеряемые и
фактические максимумы активной и реактивной мощности, расходы электрической
энергии. Расчетные значения, характеризующие максимум нагрузки.
6. Выбор напряжения систем электроснабжения
34
Выбор напряжения системы внешнего электроснабжения и согласование с величиной
напряжения в энергосистеме. Выбор напряжения распределительных сетей, выбор
напряжения электродвигателей, питающихся от высоковольтных распределительных
устройств, выбор напряжения для единичных машин большой мощности.
7. Основные требования и выбор схем электроснабжения
Общие принципы построения схем электроснабжения предприятий. Генеральный план
предприятия. Схема сетей и размещение подстанций района энергосистемы. Размещение
нагрузок. Выбор места и мощности главных понизительных подстанций и
распределительных подстанций. Определение центра электрических нагрузок.
Надежность электроснабжения. Категории электроприемников и обеспечение надежности
электроснабжения электроприемников и электропотребителей. Нормирование и техникоэкономические расчеты надежности. Ущербы и их количественные показатели от
внезапных перерывов в электроснабжении электроприемников и потребителей.
Математические зависимости оценки надежности, выбор оптимальной схемы
электроснабжения. Определение потребителей первой и особой группы первой категории.
Автономные источники питания.
Типовые схемы электроснабжения. Электроснабжение технологических установок
большой единичной мощности с ударной или резкопеременной нагрузкой.
8. Компенсация реактивной мощности Основные определения. Принципы компенсации
реактивной мощности на промышленном предприятии. Методика расчета по выбору и
размещение средств компенсации.
Основные нормативные документы по компенсации реактивной мощности. Различные
подходы к компенсации на границе раздела с энергосистемой и на других уровнях.
Способы повышения коэффициента мощности. Компенсирующие устройства.
Применение фильтрокомпенсирующих устройств, их особенности. Техникоэкономические расчеты при выполнении операций по компенсации реактивной мощности.
9 .Выбор элементов систем электроснабжения
Выбор силовых трансформаторов, их количества, мощности. Допустимые перегрузки
трансформаторов. Выбор трехобмоточных трансформаторов с расцепленными обмотками
и автотрансформаторов.
Выбор и проверка сечений проводов и кабелей по техническим и экономическим
условиям. Канализация электрической энергии на предприятиях: схемы радиальные,
магистральные, смешанные. Прокладка кабеля - в траншеях, блоках, каналах, туннелях и
эстакадах.
11. Подстанции и сети цеховых приемников электроэнергии Размещение, характеристики,
компоновка и конструкции цеховых подстанций (ТП) (включая комплектные
трансформаторные подстанции КТП). Выбор числа и мощности трансформаторов
цеховых. ТП.
Преобразовательные установки и подстанции. Преобразователи тока и их характеристики.
35
Классификация производственных помещений по условиям окружающей среды. Схемы
внутрицеховых сетей напряжением до 1000 В. Резервирование питания ответственных
потребителей. Распределительные устройства напряжением до 1000 В. Классификация
сетей по конструктивным признакам. Электропроводки. Выбор видов электропроводок,
проводов и кабелей. Шинопроводы напряжением до 1000 В. Магистральные
шинопроводы переменного и постоянного тока. Распределительные шинопроводы.
Осветительные шинопроводы. Особенности проектирования сетей перемещающихся
электрических приемников.
Расчет сетей по нагреву расчетным током и потере напряжения. Расчет токов КЗ в
цеховых сетях напряжением до 1000 В. Защита цеховых электрических сетей.
Обеспечение селективности токовой защиты. Выбор сечений проводов и кабелей для
питания приемников при наличии защитных аппаратов. Выбор шинопроводов в цеховых
электрических сетях. Проектирование и расчет осветительных сетей.
12. Учет и экономия электрической энергии
Учет активной энергии и активной мощности - расчетный и технический - на различных
уровнях системы электроснабжения. Счетчики электроэнергии с указанием получасовых
максимумов для двухставочного тарифа. Автоматизация учета расхода электроэнергии на
основе информационно-измерительных систем.
Экономия электрической энергии. Возможность экономии в силовых трансформаторах,
воздушных и кабельных линиях, шинопроводах до 1000 В. и выше. Организационнотехнические мероприятия по экономии электроэнергии в сетях 0,4 кВ. и
электротехническом оборудовании.
Тема 2.1.
Электровакуумные и газоразрядные приборы
Программа
Общие сведения. Электронная эмиссия. Устройство и принцип работы триода.
Газоразрядные приборы. Индикаторные неоновые лампы. Условные обозначения,
маркировка.
Л – 1, Л – 2, задачи 13.1 – 13.5, 14.1, 14.2, 14.9
Вопросы для самопроверки
1. Какова роль управляющей сетки в триоде?
2. Объясните, что называют динатронным эффектом?
Тема 2.1
Физические основы электроники. Электронные приборы.
Программа
Электропроводность полупроводников. Собственная и примесная проводимость.
Электронно-дырочный переход и его свойства. Прямое и обратное включение «pn» перехода. Полупроводниковые диоды: классификация, свойства, маркировка,
область применения. Полупроводниковые транзисторы: классификация, принцип
действия, назначение, область применения, маркировка. Биполярные транзисторы.
Физические процессы в биполярном транзисторе. Схемы включения биполярных
транзисторов: общая база, общий эмиттер, общий коллектор. Вольтамперные
характеристики, параметры схем. Статические параметры, динамический режим
работы, температурные и частотные свойства биполярных транзисторов. Полевые
транзисторы: принцип работы, характеристики, схемы включения. Тиристоры:
36
классификация,
характеристики,
область
применения,
маркировка.
Фотоэлектронные приборы: вакуумные, газонаполненные, полупроводниковые.
Л – 1, Л – 2, задачи 15.1 –15.3, 16.
Вопросы для самопроверки
1. Какие основные характеристики имеет транзистор?
2. Сформулируйте основные законы фотоэффекта.
Тема 2.2
Электронные выпрямители, стабилизаторы.
Программа
Основные сведения, структурная схема электронного выпрямителя. Однофазные и
трехфазные выпрямители. Сглаживающие фильтры. Основные сведения,
структурная схема электронного стабилизатора. Стабилизаторы напряжения.
Стабилизаторы тока.
Л – 1, Л – 2, задачи 17.1 –17.4, 18.1, 18.5, 18.7
Вопросы для самопроверки
1. Какие электронные элементы можно использовать как
выпрямители
переменного тока?
2. Начертите схему одно- и двухполупериодного выпрямителя.
3. Для чего в схемах выпрямителей применяют сглаживающие фильтры?
4. Как устроена электронно-лучевая трубка.
Тема 2.3
Электронные усилители.
Программа
Схемы усилителей электрических сигналов. Основные технические характеристики
электронных усилителей. Принцип работы усилителей низкой частоты на
биполярном транзисторе. Обратная связь в усилителях. Многокаскадные
усилители, температурная стабилизация режима работы. Усилители постоянного
тока. Импульсные и избирательные усилители. Операционные усилители.
Вопросы для самопроверки
Что такое электронный усилитель, и каково его назначение?
По каким критериям классифицируют усилители?
Тема 2.4
Электронные генераторы и измерительные приборы.
Программа
Колебательный контур. Структурная схема электронного генератора. Генераторы
синусоидальных колебаний, генераторы LC- типа, генераторы RC- типа.
Переходные процессы в RC – цепях. Импульсные генераторы, мультивибратор,
триггер. Генератор линейно изменяющегося напряжения ( ГЛИН-генератор).
Электронные стрелочные и цифровые вольтметры. Электронный осциллограф.
Вопросы для самопроверки
Тема 2.5
Электронные устройства автоматики и вычислительной техники.
Программа
Структура системы автоматического контроля, управления и регулировки.
Измерительные
преобразователи.
Измерение
неэлектрических
величин
электрическими методами. Параметрические преобразователи: резистивные,
индуктивные, емкостные. Генераторные преобразователи. Исполнительные
элементы: электромагниты; электродвигатели постоянного и переменного токов;
шаговые
электродвигатели.
Электромагнитное
реле.
Ферромагнитные
бесконтактные реле и их использование в вычислительной технике.
37
Вопросы для самопроверки
Тема 2.6
Программа
Микропроцессоры и микро- ЭВМ.
Понятие о микропроцессорах и микро- ЭВМ. Устройство и работа микро-ЭВМ.
Структурная схема , взаимодействие блоков. Арифметическое и логическое
обеспечение микропроцессоров и микро- ЭВМ. Архитектура микропроцессоров.
Микропроцессоры с жесткой и гибкой логикой. Интерфейс микропроцессоров и
микро-ЭВМ. Интегральные схемы микроэлектроники. Основные параметры
больших интегральных схем микропроцессорных комплектов. Периферийные
устройства микро-ЭВМ
Вопросы для самопроверки
38
Рекомендуемая учебная литература,
Интернет-ресурсы дополнительная литература
Основные источники:
1.Попов B.C., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники. М.,
«Энергия», 1989.
2.Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. М.,
«Высшая школа», 1989.
3.Харченко В.М. Основы электроники. М., «Энэргоиздат»; 1982.
4.Рабинович Э.А. Сборник задач и упражнений по общей электротехнике. М.,
«Энергия», 1989.
5.В.Е. Зайцев. Т.А. Нестерова. Электротехника, электроснабжение, электротехнология и
электрооборудование. Москва изд. центр «Академия»
7-е издание 2010 г.
6.Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием.
Учебник ИЦ "Академия", 2006
7.Шихин А.Я. электротехника. Москва, «Высшая школа», 2001 г.
8.Прошин В.М.Лабораторно-практические работы по электротехнике. (2+3-изд., стер.)
Уч.пос.НПО."Академия"2007+2008.
9. Гуржий А.Н. Электрические и радиотехнические измерения. Уч. пособие для НПО. М.:
ИЦ "Академия", 2004.
10. Беспалов В.Я. Электрические машины. Уч.пособие. - М.: ИЦ "Академия", 2005 г.
Дополнительные источники:
1.Данилов И.А, Иванов П.М., Общая электротехника с основами электроники. – М.:
Высшая школа, 2000. – 752с.
2.Березкина Т.Ф. Гусев Н.Г. Задачник по общей электротехнике с основами электроники.
- М.: Высшая школа, 1983. – 366с
3.Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию. – М.: : Феникс.
2003. – 480с.
4.Лихачев В.Л. Электротехника. Справочник. – М.: СОЛОН-Р. 2003. – 480с.
39