Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Дальневосточный федеральный университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Сборник задач ч1.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.07.2025

Размер:

5.2 Mб

Скачать

☆

1 / 131 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Сборник задач для практических занятий по курсу «Теоретические основы электротехники»

Часть 1

ЗАНЯТИЕ 1

ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В РЕЗИСТИВНЫХ ЦЕПЯХ. СВЯЗЬ МЕЖДУ НАПРЯЖЕНИЯМИ И ТОКАМИ В ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Методические указания

Изучите теоретический материал по учебной литературе: [2, с.16–25].

Занятие проводится без выполнения подготовительного задания.

При решении задачи 1.1 учесть, что соединение сопротивлений называется последовательным, если ток в них один и тот же.

Эквивалентное сопротивление цепи, состоящей из последовательных сопротивлений, равно сумме этих сопротивлений.

Сопротивления параллельны, если они присоединены к одной и той же паре узлов.

При параллельном соединении складываются проводимости участков цепи. Эквивалентное сопротивление находят как величину, обратную эквивалентной проводимости цепи.

Смешанное соединение – это сочетание последовательного и параллельного соединений.

Для каждого варианта выполните задачи 1.1, 1.2. Номер варианта выбирается согласно указаниям преподавателя.

З а д а ч а 1.1

Определите входное сопротивление схемы относительно зажимов 1–1 (табл.1.1). Во всех схемах 10 Ом.

Таблица 1.1

Исходные данные к задаче 1.1

Продолжение табл.1.1

Окончание табл.1.1

З а д а ч а 1.2

В соответствии с заданным вариантом (табл.1.2, рис.1.1) определите входное сопротивление схемы относительно зажимов а–в.

Таблица 1.2

Исходные данные к задаче 1.2

Вариант	Схема рис.1.1	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом
1	а)	180	300	300	200	600	100	160	400
2	б)	100	200	300	100	500	200	200	100
3	в)	200	150	150	150	200	300	150	200
4	г)	18	30	30	20	60	10	16	40
5	д)	25	30	35	40	45	50	55	60
6	а)	30	40	50	60	70	80	90	100

Продолжение табл.1.2

Вариант	Схема рис.1.1	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом
7	б)	40	50	60	70	80	90	100	120
8	в)	160	140	150	160	180	200	250	300
9	г)	200	180	200	150	200	220	160	350
10	д)	250	200	300	200	300	320	300	400
11	а)	300	350	400	300	400	400	250	350
12	б)	250	300	450	250	300	200	300	100
13	в)	100	200	400	300	400	300	400	300
14	г)	50	100	100	150	150	200	250	300
15	д)	20	40	30	50	40	60	50	70
16	а)	30	40	35	45	40	50	60	70
17	б)	40	50	60	70	80	90	100	110
18	в)	50	60	70	80	70	60	50	40
19	г)	20	30	30	20	30	40	50	60
20	д)	60	70	80	80	70	60	90	100
21	а)	50	60	60	50	60	70	80	90
22	б)	40	50	50	40	50	60	70	80
23	в)	90	100	100	90	100	90	100	90
24	г)	80	90	80	90	80	90	90	80
25	д)	100	90	90	100	120	100	400	200
26	а)	200	250	300	350	400	450	500	600
27	б)	300	100	100	200	200	300	400	500
28	в)	100	200	150	150	200	250	300	400
29	г)	200	400	300	500	400	300	500	100
30	д)	100	120	180	200	300	200	300	200

Рис.1.1

З а д а ч а 1.3

Определите показание амперметра (рис.1.2), используя данные из табл.1.3.

Таблица 1.3

Исходные данные к задаче 1.3

Вариант	Схема рис.1.2	, В	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом
1	а)	200	20	8	12	10
2	б)	100	40	20	10	20
3	в)	300	60	40	30	30
4	г)	250	50	25	25	30
5	д)	300	60	40	20	10

Продолжение табл.1.3

Вариант	Схема рис.1.2	, В	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом
6	е)	200	80	40	60	40
8	б)	200	120	60	30	40
9	в)	160	100	50	100	150
10	г)	180	20	30	40	50
11	д)	200	60	40	60	40
12	е)	220	80	60	80	60
13	а)	300	100	80	100	80
14	б)	350	90	40	50	40
15	в)	360	60	70	80	90
16	г)	400	100	120	140	40
17	д)	420	80	20	40	20
18	е)	400	80	40	20	40
19	а)	600	100	120	160	180
20	б)	200	180	180	180	180
21	в)	250	200	200	100	100
22	г)	300	300	400	50	40
23	д)	350	250	100	200	100
24	е)	400	100	140	200	100
25	а)	450	50	60	80	90
26	б)	500	90	100	120	120
27	в)	150	100	120	100	120
28	г)	200	80	100	100	80
29	д)	250	100	80	80	100
30	е)	200	200	100	300	40

Рис.1.2

З а д а ч а 1.4

Делитель напряжения, изображенный на рис.1.3, нагружен на бесконечно большое сопротивление. В соответствии с заданным вариантом определите величины, указанные в табл.1.4 знаком (?).

Рис.1.3

Таблица 1.4

Исходные данные к задаче 1.4

Вариант	, В	, В	, кОм	, кОм	, кОм	Вариант	,В	, В	, кОм	, кОм	, кОм
1	120	15	?	?	60	16	75	?	10	5	?
2	60	?	25	5	?	17	?	2	?	0,5	10
3	?	25	5	5	15	18	60	10	?	?	30
4	40	?	?	0,5	10	19	?	15	32,5	7,5	?
5	?	20	40	10	?	20	100	20	?	?	50
6	220	?	?	4	16	21	?	55	12	4	16
7	120	?	?	7,5	60	22	75	?	?	5	15
8	?	25	10	5	?	23	?	10	?	5	30
9	40	2	?	?	10	24	40	?	9,5	0,5	?
10	100	?	40	10	?	25	?	15	?	7,5	60
11	60	?	?	5	30	26	220	?	12	4	?
12	220	55	?	?	16	27	75	25	?	?	15
13	120	?	52,5	7,5	?	28	?	10	25	5	?
14	?	55	?	4	16	29	?	20	?	10	50
15	100	?	?	10	50	30	?	2	9,5	0,5	?

З а д а ч а 1.5

Для схемы рис.1.4 определите значение сопротивления резистора R₃ по данным табл.1.5.

Рис.1.4

Таблица 1.5

Исходные данные к задаче 1.5

Вариант	, В	R₁₁, Ом	R₁₂, Ом	R₂₁, Ом	R₂₂, Ом	Заданная величина
1	45	5	10	10	5	I₁=2 A
2	38	2	12	6	4	I₂=1 A
3	21	4	10	8	6	U₁₁=4 B
4	90	20	10	10	20	U₁₂=20 B
5	80	15	5	10	30	U₂₁=10 B
6	66	6	10	6	6	U₂₂=9 B
7	90	7	3	15	10	I₁=4 A
8	175	2	8	40	10	I₂=2,5 A
9	360	15	5	60	20	U₁₁=90 B
10	48	1	2	3	3	U₁₂=16 B
11	200	2	4	20	8	U₂₁=100 B
12	150	10	2	30	6	U₂₂=15 B
13	180	8	4	9	27	I₁=6 A
14	70	1	3	2	10	I₂=3,5 A
15	160	3	7	18	2	I₃=4 A
16	2700	100	50	280	20	U₁₁=900 B
17	1500	50	25	120	30	U₁₂=250 B
18	1100	60	20	20	20	U₂₁=110 B
19	1200	70	10	10	30	U₂₂=180 B
20	1300	80	10	10	10	U₁₁=1040 B
21	1750	90	10	40	10	U₁₂=140 B
22	1500	60	10	50	10	U₂₁=375 B
23	640	13	7	10	30	U₂₂=240 B
24	510	14	6	6	14	U₁₁=238 B
25	900	15	5	40	20	U₁₂=90 B
26	1520	16	4	100	20	U₂₁=950 B
27	600	17	3	15	5	U₂₂=50 B
28	2940	65	5	100	40	U₁₁=1365 B
29	3960	80	10	100	80	U₁₂=220 B
30	2300	25	5	100	40	I₂=11,5 A

Занятие 2 расчет синусоидальных токов и напряжений в простых линейных цепях с резистивными, индуктивными и емкостными элементами

Методические указания

Изучите теоретический материал по учебной литературе: [1, с.171–179; 191–201]; [2, с.72–105; 108–115; 119–124]; [3, с.63–86; 92–94] и ответьте на следующие вопросы:

Объясните смысл выражений «двухполюсник», «линейный пассивный двухполюсник».
Дайте определение резистивного элемента R и приведите выражения для вычисления напряжения на резисторе через ток в нем и обратно: выражение для вычисления тока в резисторе через напряжение на нем. Когда резистор считается линейным?
То же – в отношении индуктивного элемента L.
То же – в отношении индуктивного элемента С.
При каких условиях электрическая цепь считается линейной?
Как выглядят выражения мгновенных значений синусоидальных токов и напряжений как функций времени?
Как сформировать амплитудный комплекс (символическое изображение) синусоидального тока в показательной форме?
То же – синусоидального напряжения?
Пусть известны символические изображения (например, – амплитудные комплексы) синусоидального тока и напряжения .

Как получить изображения производной и интеграла от этих синусоидальных функций времени?

Пусть в каждом из трех элементов: резисторе R, индуктивности L, емкости С – ток синусоидальный . Его символическое изображение (амплитудный комплекс) . Синусоидальные напряжения в каждом из трех элементов соответственно равны:

Выразите символические изображения напряжений , ,

через .

Сформулируйте закон Ома для пассивного линейного двухполюсника в символической форме.
Синусоидальные напряжения и ток на входе линейного пассивного двухполюсника заданы своими действующими комплексами: , . Покажите, как в этом случае для данного двухполюсника вычислить эквивалентные (входные) комплексное сопротивление R+jX, комплексную проводимость G –jB.

Приведите формулы, позволяющие вычислить активную G и реактивную В проводимости через активное R и реактивное X сопротивления, и обратно: R, X – через G, B.

При выполнении задачи 2.1. рекомендуется воспользоваться соотношениями, которые устанавливают связь между напряжениями и токами в отдельных элементах цепи.

При выполнении задач 2.3 – 2.5 воспользуйтесь комплексным методом. Заданную функцию и сопротивления цепи записывайте в комплексной форме. Задачи решайте с использованием законов Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Искомую функцию найдите как комплексную величину, затем перейдите от комплексной амплитуды к мгновенному значению.

З а д а ч а 2.1

По номеру варианта выберите схему (рис.2.1) и заданные величины из табл.2.1, выполните задания, указанные в таблице.

Рис.2.1

Таблица 2.1

Исходные данные к задаче 2.1

Вариант	Схема рис.2.1	Параметры цепи				Заданная функция	Получить выражение	Построить кривые (качественно)

		Ом	мГн	мкФ	1/сек
1	в)	–	–	318	157			,
2	б)	–	64	–	315			,
3	в)	–	–	318	157			,
4	б)	–	16	–	315			,
5	а)	10	–	–	100			,
6	в)	–	–	159	157			,
7	в)	–	–	318	628			,
8	а)	20	–	–	100			,
9	в)	–	–	159	314			,

Окончание табл.2.1

Вариант	Схема рис.2.1	Параметры цепи				Заданная функция	Получить выражение	Построить кривые (качественно)

		Ом	мГн	мкФ	1/сек
10	б)	–	16	–	314			,
11	а)	20	–	–	314			,
12	б)	–	32	–	628			,
13	а)	10	–	–	314			,
14	б)	–	64	–	314			,
15	а)	15	–	–	314			,
16	б)	–	32	–	314			,
17	в)	–	–	159	314			,
18	а)	10	–	–	50			,
19	в)	–	–	80	314			,
20	б)	–	16	–	314			,
21	а)	20	–	–	200			,
22	в)	–	–	159	314			,
23	б)	–	64	–	314			,
24	а)	10	–	–	314			,
25	в)	–	–	159	157			,
26	б)	–	32	–	314			,
27	а)	5	–	–	100			,
28	в)	–	–	159	157			,
29	а)	5	–	–	100			,
30	б)	–	32	–	628			,

З а д а ч а 2.2

В соответствии с вариантом выполните задания, указанные в табл.2.2.

Таблица 2.2

Исходные данные к задаче 2.2

Вариант	Получить комплексные числа
Вариант	в показательной форме	в алгебраической форме
1	61– 9; –2– 5; 2+ 5	3 ; 3 ; 4
2	–4+ 2; –12– 10; 1+ 4	42 ; 3 ; 42
3	–10– 2; 4+ 4; –2+ 10	2 ; 24 ; 2
4	5+ 15; –50– 15; –6+ 6	20 ; 30 ; 30
5	–1+ 8; 1– 8; 2+ 4	18 ; 18 ; 4
6	10+ 8; –10– 8; –5+ 20	2 ; 2 ; 5
7	1– 2; –2+ 8; –2– 8	1 ; 14 ; 14
8	2+ 5; –2– 5; –4– 1	12 ; 12 ; 3
9	2– 8; 4+ 5; –2– 8	4 ; 4 ; 2
10	2+ 8; –4+ 5; –5– 7	7 ; 2 ; 7
11	3+ 2; –2– 3; –2+ 9	3 ; 3 ; 4
12	2+ 5; –5– 2; 10– 15	4 ; 4 ; 7
13	3+ 8; –8+ 3; 25– 14	14 ; 7 ; 2
14	15– 20; –20+ 15; 13+ 7	3 ; 4 ; 7
15	4+ 2; –2– 4; –9+ 4	2 ; 4 ; 3
16	2+ 5; 24– 12; –5+ 2	4 ; 4 ; 2
17	4+ 8; –12+ 10; –5– 2	2 ; 2 ; 6
18	1+ 4; –4– 1; –6+ 2	3 ; 3 ; 9
19	4+ 7; –2+ 9; –9– 2	2 ; 2 ; 2
20	–8+ 2; –2– 8; 8+ 8	4 ; 4 ; 1
21	3+ 7; –7+ 3; –2– 10	3 ; 5 ; 5
22	7– 5; –2+ 6; –6– 2	5 ; 5 ; 2
23	2– 5; 8+ 7; –7– 8	6 ; 4 ; 4
24	4– 2; –10– 10; –2+ 4	7 ; 7 ; 2
25	3+ 5; –5+ 3; –10–	6 ; 6 ; 12
27	3– 2; –2+ 3; –6– 6	7 ; 7 ; 4
28	3– 8; –8– 3; –8+ 3	5 ; 5 ; 3
29	3+ ; –1– 3; 13+ 0	6 ; 4 ; 4
30	5– 7; –7+ 5; –8– 7	2 ; 1 ; 1

З а д а ч а 2.3

Для схемы электрической цепи, соответствующей номеру варианта (табл.2.3, рис.2.2), выполните задание, указанное в таблице. Постройте векторную диаграмму.

Рис.2.2

З а д а ч а 2.4

Для схемы электрической цепи, соответствующей номеру варианта (табл.2.4, рис.2.3), выполните задание, указанное в таблице. Постройте векторную диаграмму.

З а д а ч а 2.5

Для схемы электрической цепи, соответствующей номеру варианта (табл.2.5, рис.2.3), выполните задание, указанное в таблице. Постройте векторную диаграмму.

Рис.2.3

Таблица 2.3

Исходные данные к задаче 2.3

Вариант	Схема рис.2.2	Параметры цепи						Заданная функция	Определить
								Заданная функция	Определить
		Ом	мГн	мкФ	Ом	град	сек
1	а)	5	5				10	, В
2	б)	10		100			10	, В
3	в)		20	50			10	, В
4	а)	10	10				10	, В
5	б)	5		200			10	, В
6	в)		10	100			10	, В
7	а)	10	5				10	, В
8	б)	20		50			10	, В
9	в)		20	50			10	, В
10	а)	15	15				10	, В
11	б)	10		100			10	, В
12	в)		5	200			10	, В
13	а)		5			60	10	, А
14	б)	5						, В
15	в)		2				10	, А
16	а)	5						, В
17	б)			100			10	, В
18	в)			50			10	, А

Окончание табл.2.3

Вариант	Схема рис.2.2	Параметры цепи						Заданная функция	Определить
								Заданная функция	Определить
		Ом	мГн	мкФ	Ом	град	сек
19	а)		10				10	, В
20	б)	12						, А
21	в)		5				10	, В
22	а)	5						, А
23	б)			200			10	, А
24	в)			40			10	, В
25	а)		70				10	, А
26	б)	10				70		, В
27	в)			50			10	, В
28	а)		2			45	10	, В
29	б)			100		45	10	, В
30	в)			100			10	, В

Таблица 2.4

Исходные данные к задаче 2.4

Вариант	Схема рис.2.3	Параметры цепи					Заданная функция	Определить
							Заданная функция	Определить
		Ом	мГн	мкФ	град	сек
1	а)	5		200		10	, А
2	б)	2	2			10	, А
3	в)		10	50		10	, А
4	а)	20		50		10	, А
5	б)	5	5			10	, А
6	в)		10	200		10	, В
7	а)	10		100		10	, В
8	б)	10	10			10	, В
9	в)		5	200		10	, А
10	а)			50	50	10	, А
11	б)	2	2			10	, А
12	в)		20	100		10	, А
13	а)	10			40	10	, А
14	б)	10			45	10	, А
15	в)		5	100		10	, А
16	а)	5			20		, А

Окончание табл.2.4

Вариант	Схема рис.2.3	Параметры цепи					Заданная функция	Определить
							Заданная функция	Определить
		Ом	мГн	мкФ	Град	сек
17	б)		10		75	10	, А
18	в)		10	20		10	, А
19	а)			100	70		, А
20	б)	10			60	10	, В
21	в)		10			10	, В , А
22	а)			20	45	10
23	б)		2		30	10	, В
24	в)			100		10	, В , А
25	а)	4			60	10	, В
26	б)	2			135	10	, А
27	в)		20	100		10	, А
28	а)	20		50		10	, А
29	б)		5		20	10	, А
30	в)		10	200		10	, А

Таблица 2.5

Исходные данные к задаче 2.5

Вариант	Схема рис.2.3	Параметры цепи					Заданная функция	Определить
							Заданная функция	Определить
		Ом	мГн	мкФ	Ом	сек
1	а)	10					, А
2	б)	5					, А
3	в)		10			10	, А
4	а)			50		10	, А
5	б)		5			10	, А
6	в)			200		10	, А
7	а)	2					, А
8	б)	10					, А
9	в)			50		10	, В
10	а)			250		10	, А
11	б)		5			10	, А
12	в)		2			10	, В
13	а)	15					, В
14	б)	10					, В
15	в)		5			10	, А

Окончание табл.2.5

Вариант	Схема рис.2.3	Параметры цепи					Заданная функция	Определить
							Заданная функция	Определить
		Ом	мГн	мкФ	Ом	сек
16	а)			200		10	, В
17	б)		10			10	, В
18	в)			100		10	, А
19	а)	2					, А
20	б)	5					, А
21	в)		10			10	, А
22	а)			100		10	, А
23	б)		2			10	, А
24	в)			50		10	, А
25	а)	10					, В
26	б)	2					, В
27	в)		2			10	, В
28	а)			200		10	, А
29	б)		2			10	, А
30	в)			50		10	, А