П ример 12. -

Двигатель параллельного возбуждения,

с хема соединений которого предоставлена

н а рис, питается от сети напряжением

U _н=220 В и вращается с частотой n_н = 450

о б/мин. Потребляемый двигателем ток I _а I

I _н = 680 А; противо-ЭДС в обмотке якоря I _в

Е =209 В; сопротивление обмотки возбуж-

д ения R_в = 44 Ом.

Определить ток в обмотке якоря Iа; сопро-

тивление обмотки якоря Rа; полезную мощ- R_п

н ость двигателя Р_2н; вращающий момент М_2н,

е сли КПД двигателя _н=90,5%. R_рг OB

Решение. нагрузка

1. Ток в обмотке возбуждения: I_в = U_н/R_в = 220/44 = 5 А.

2. Ток в обмотке якоря: I_а= I_н – I_в = 680 – 5 = 675 А.

3. Сопротивление обмотки якоря находим из формулы:

I_а= (U_н – Е)/R_а; отсюда R_а= (U_н – Е)/I_а = (220 – 209)/675 = 0,016 Ом.

4. Потребляемая двигателем мощность: Р_1н = U_нI_н=220680=150 кВт.

5. Полезная мощность: Р_2н= Р_1н_н=1500,905=136 кВт.

6. Вращающий момент: М_2н =9550P_2н/n_н =9550136/450=2880 Нм.

Пример 13. Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением питается от сети напряжением U= 440 В. Частота вращенияn = 1000 об/мин; полезный вращающий момент М₂ = 200 Н м; КПД двигателя = 86%; сопротивление обмотки якоря R_а = 0,4 Ом; обмотки возбуждения R_в = 0,3Ом.

Определить полезную мощность двигателя Р₂; мощность, потребляемую из сети Р₁; ток I, потребляемый двигателем; суммарные потери мощности _Р; противо-ЭДС двига-

т еля. Схема соединений представлена на рис. +

Р ешение. -

1 . Полезная мощность двигателя:

Р₂ = М₂n/9550 = 2001000/9550 =20,9 кВт.

2. Мощность, потребляемая двигателем:

Р₁= Р₂/= 20,9/0,86 =24,3 кВт.

3. Суммарные потери мощности в двигателе: I= I _а R_рг

_Р = Р₁–Р₂=24,3 –20,9 =3,4 кВт. OB

4 . Потребляемый двигателем ток:

I= Р₁/U = 24300/440 = 55 А. 5.

Противо-ЭДС двигателя: нагрузка

Е = U - I(R_а+R_в) = 440 - 55(0,4+0,3) = 401,5 В.

Список лабораторных работ:

1. Проверка закона Ома для участка цепи.

2. Проверка свойств последовательного и параллельного соединения резисторов.

3.Исследование простой цепи постоянного тока6 баланс мощности и КПД.

4. Определение отрывной силы электромагнита.

5. Испытание и снятие характеристик однофазного трансформатора.

6. Исследование цепи переменного тока с последовательным соединением активного и реактивного элементов.

7. Исследование цепи переменного тока с параллельным соединением активного и реактивного элементов.

8. Исследование свойств трёхфазной цепи. Схема «звезда».

Перечень вопросов

по подготовке к экзамену по специальности 210407.

Дисциплина «Электротехника»

1. Перспективы развития электроэнергетики, электротехники. Энергетические ресурсы и их сбережение.

2. Электрическое поле, его параметры: напряжённость, потен­циал и напряжение. Едини-

цы измерения. Однородное и неоднородное электрическое поле.

3. Понятие об электрической ёмкости. Ёмкость плоского конден­сатора. Энергия заряжённого конденсатора. Технические характеристики конденсаторов.

4. Последовательное соединение конденсаторов. Определение общей (эквивалентной) ём-

кости батареи конденсаторов, зарядов и напряже­ний на отдельных конденсаторах.

5. Параллельное соединение конденсаторов. Определение общей (эквивалентной) ёмкости

батареи конденсаторов, зарядов и напряжений на отдельных конденсаторах.

6. Электрический ток: условия его возникновения, сила тока, плотность, направление,

проводимость, единицы измерения.

7. Электрическое сопротивление, проводимость, единицы измерения. Зависимость сопро-

тивления от размеров и материала проводника; от температуры.

8. Электрическая цепь и её основные элементы. Значение линейных и нелинейных сопро-

тивлений в цепях связи.

9. Закон Ома для участка цепи; для замкнутой цепи с одним источником ЭДС.

10. Последовательное соединение резисторов в цепи постоянного тока.

11. Неразветвлённая цепь с несколькими ЭДС. Определение величи­ны и направления тока

в цепи. Напряжение на зажимах источника ЭДС, работающего в разных режимах. По-

тенциальная диаграмма.

12. Параллельное соединение резисторов. Первый закон Кирхгофа.

13. Смешанное соединение резисторов. Общее (эквивалентное) сопротивление цепи и его

расчёт. Потенциометры.

14. Энергия и мощность электрического тока, единицы их изме­рения. Баланс мощностей в

электрической цепи. Условие получения макси­мальной мощности. КПД источника

энергии.

15. Закон Джоуля-Ленца. Расчёт сечения проводов по допусти­мому нагреву. Защита про-

водов от перегрузки. Плавкие пре­дохранители и реле.

16. Расчёт проводов по допустимой потере напряжения. Передача электроэнергии на

большие расстояния.

17. Сложные электрические цепи. Второй закон Кирхгофа. Расчёт электрических цепей с

применением законов Кирхгофа.

18. Расчёт сложных электрических цепей методом контурных токов.

19. Расчет сложных электрических цепей мето­дом наложения.

20. Расчёт сложных электрических цепей методом узлового напряжения.

21. Четырёхполюсники, их назначение и классификация по схемам звеньев. Применение в

электросвязи.

22. Магнитное поле постоянного тока, силовые линии. Правило буравчика. Магнитная ин-

дукция, магнитный поток. Абсолютная и относительная магнитная проницаемости. Их

единицы измерения.

23. Нап­ряжённость магнитного поля. Магнитное напряжение. Закон полного тока.

24. Магнитная индукция и напряженность магнитного поля провода с током.

25. Магнитная индукция и напряженность магнитного поля кольцевой и цилиндрической

катушек.

26. Действие магнитного поля на проводник с током. Электромагнитные силы. Правило

левой руки.

27. Работа тока в магнитном поле. Величина вращающего момента.

28. Намагничивание и перемагничивание ферромагнитных материа­лов. Зависимость маг-

нитной проницаемости от напряженности внешнего поля. Явление гистерезиса, петля

гистерезиса.

29. Кривые первоначального намагничивания. Магнитное насыщение. Остаточная маг-

нитная индукция. Коэрцитивная сила. Потери энергии при перемагничивании.

30. Классификация магнитных материалов: магнитомягкие и магнитотвердые. Магнитные

материалы в технике электросвязи.

31. Магнитные цепи. Законы магнитных цепей.

32. Расчёт магнитных цепей. Электромагниты и реле.

33. Перемещение прямолинейного проводника в магнитном поле под действием внешних

сил. Величина и направление индуцированной ЭДС. Правило правой руки.

34. Явление электромагнитной индукции: физичес­кая сущность, величина и направление

ЭДС индукции. Вихревые токи и их отрицательное действие.

35. Явление самоиндукции. Индуктивность, её физический смысл, единицы измерения.

36. Индуктивность кольцевой и цилиндрической катушек. Влия­ние сердечника. Понятие о бифилярной обмотке и её применение.

37. Явление взаимной индукции. Взаимная индуктивность двух кольцевых катушек на общем сердечнике. Коэффициент связи.

38. Последовательное соединение двух индуктивно связанных катушек. Вариометр и его применение.

39. Энергия магнитного поля катушки с током.

40. Переменный ток, его значение в технике электросвязи. Получение синусоидальной ЭДС. Уравнения мгновен­ных значений. Амплитуда, период, частота.

41. Фаза, начальная фаза переменного тока. Угол сдвига фазы. Мгновен­ные, амплитудные, средние и действующие значения перемен­ного тока.

42. Поверхностный эффект и эффект близости в проводниках, по которым протекает переменный ток.

43. Цепь переменного тока с активным сопротивлением: величина и физический смысл оказываемого сопротивления, волновая и векторная диаграммы, сдвиг фазы; закон Ома; мощности, энергетические преобразования в цепи.

44. Цепь переменного тока с ёмкостью: физический смысл оказы­ваемого сопротивления, обозначение на схемах, величина со­противления, волновая и векторная диаграммы, сдвиг фазы; за­кон Ома; мощности, энергетические преобразования в цепи. Реактивная мощность.

45. Цепь переменного тока с индуктивностью: физический смысл и величина сопротивления, волновая и векторная диаграммы, сдвиг фазы; закон Ома; мощности, энергетические преобразо­вания в цепи. Реактивная мощность.

46. Цепь переменного тока с активным сопротивлением и индук­тивностью, соединённых последовательно. Векторная диаграмма тока и напряжения. Треугольники напряжений, сопротивлений и мощностей. Закон Ома. Активная, реактивная и полная мощности в цепи. Коэффициент мощности.

47. Цепь переменного тока с активным сопротивлением и ёмкос­тью, соединенных последовательно. Векторная диаграмма для данной цепи. Треугольник напряжений, сопротивлений и мощностей. Закон Ома. Активная, реактивная и полная мощности. Коэффициент мощности.

48. Резонанс напряжений в неразветвлённой цепи переменного тока; условия возникновения, особенности режима, значение в технике электросвязи.

49. Расчёт разветвлённых цепей переменного тока методом разло­жения токов на активные и реактивные составляющие.

50. Расчёт разветвлённых цепей переменного тока методом проводимостей.

51. Резонанс токов: условие возникновения, значение в технике электросвязи, особенности режима, способы получения.

52. Коэффициент мощности, его значение и способы повышения.

53. Трёхфазная система ЭДС. Временная и векторная диаграммы ЭДС. Преимущества трёхфазных цепей.

54. Соединение обмоток генератора и потребителей по схеме «звезда». Соотношения между линейными и фазными напряжения­ми и токами. Трех – и четырех проводная система цепей. Значение нулевого провода.

55. Соединение обмоток трёхфазного генератора и потребителей по схеме треугольника. Соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами. Симметричная и несимметричная нагрузка фаз.

56. Назначение, устройство, принцип действия трансформатора. Коэффициент трансформации. Режимы работы трансформатора: холостого хода, короткого замыкания, под нагрузкой. КПД трансформатора.

57. Определение параметров трансформатора из опыта холостого хода, короткого замыкания. Согласующие свойства трансфор­матора. Автотрансформатор.

58. Эквивалентная схема трансформатора. Расчет трансформатора.

59. Значение переходных процессов в технике связи; законы ком­мутации. Переходный процесс при включении катушки на посто­янное напряжение и при её коротком замыкании. Постоянная времени цепи.

60. Переходные процессы при заряде и разряде конденсатора через сопротивление. Постоянная времени цепи.

61. Нелинейные элементы в цепи переменного тока. Последовательное соединение катушки с ферромагнитным сердечником и конденсатора. Феррорезонанс напряжений.

62. Принцип действия и устройство генераторов и двигателей постоянного тока. Принцип обратимости. ЭДС машины постоянного тока. Реакция якоря и способы его уменьшения.

63. Классификация машин постоянного тока по способу возбуждения. Пуск двигателей в ход. Область применения машин постоянного тока.

64. Устройство и принцип действия машин переменного тока. Область их применения. Генератор трехфазного тока.

65. Устройство и принцип действия асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором. Скольжение, скорость вращения ротора, вращающий момент. Способы пуска двигателей.

41