2837
.pdf
I0 |
|
R IКЗ I0 |
R UХХ |
|
а |
Рис. 4.7 |
б |
|
|
|
Задание 4.13. Введите ответ.
Источник тока со схемой на рис. 4.7,б и параметрами I0 =2 мА, R=5 кОм заменен эквивалентным источником напряжения. ЭДС такого источника должна быть равна … В.
Задание 4.14. Введите ответ.
Электродвижущая сила источника напряжения с показанной на рис. 4.8,а вольтамперной характеристикой равна … В.
Задание 4.15. Введите ответ.
Внутреннее сопротивление источника напряжения, ВАХ которого показана на рис. 4.8,б, равно … Ом.
i,мА |
|
|
i,мА |
|
50 |
|
10 |
|
|
0 |
u,В |
0 |
u,В |
|
100 |
б 2 |
|||
а |
|
|||
|
Рис. 4.8 |
|
||
Задание 4.16. Укажите правильный ответ.
В схеме, показанной на рис. 4.9,а, последовательно со-
единены сопротивления: |
|
|
R1 и R2 |
R2 и R3 |
таких сопротивлений нет |
Задание 4.17. Укажите правильный ответ.
В схеме, показанной на рис. 4.9,б, параллельно соединены сопротивления:
20
R1 и R2 |
R1 и R4 R1 и R3 |
R2 и R3 |
таких сопротивлений нет |
R1
R2 |
R3
а
Рис. 4.9
R1 |
R3R2 |
R4 |
б |
Задание 4.18. Укажите правильный ответ.
В схеме, показанной на рис. 4.9,б, последовательно со-
единены сопротивления: |
|
|
R1 и R2 |
R1 и R4 |
R1 и R3 |
R2 и R3 |
таких сопротивлений нет |
|
Задание 4.19. Введите правильный ответ.
Число линейно независимых уравнений по первому закону Кирхгофа для схемы на рис. 4.10 равно …
Задание 4.20. Введите правильный ответ.
Число линейно независимых уравнений по второму закону Кирхгофа применительно к схеме на рис. 4.11 равно …
R1
R2 |
e
R3
R4
R6
R5
R1 |
|
R2 |
R4 |
e j
R3 R5
Рис. 4.10 Рис. 4.11
21
Задание 4.21. Введите правильный ответ.
Число линейно независимых уравнений, составленных по второму закону Кирхгофа для схемы на рис. 4.10, равно …
Задание 4.22. Введите правильный ответ.
Произведение числалинейно независимых уравнений, составленныхпо первому закону Кирхгофа, на аналогичное число уравнений по второму закону, для схемы на рис. 4.12 равно …
Задание 4.23. Установите соответствие.
Уравнение по первому закону Кирхгофа в схеме на рис. 4.13 для узла с указанным номером имеет вид …
|
Множество £ |
|
|
|
Множество |
1. |
для узла |
|
|
1. |
i2(t)+i4(t)=i0(t)+i1(t) |
2. |
для узла |
|
|
2. |
i1(t) i2(t) i3(t)=0 |
3. |
для узла |
|
|
3. |
i0(t)+i3(t)=i4(t) |
|
|
|
|
|
|
R1 |
e(t) |
R3 |
R2 С
i0(t)
Рис. 4.12
|
|
|
i1 |
i3 |
|
i2 |
i4 |
i0(t) |
Рис. 4.13 |
|
|
Задание 4.24. Установите соответствие.
Уравнение по второму закону Кирхгофа в схеме цепи на рис. 4.14 для контура с указанным номером имеет вид …
Множество £ |
|
|
Множество |
1. для контура 1 |
|
|
1. u2(t)+u4(t) u3(t)=0 |
|
|
|
|
2. для контура 2 |
|
|
2. не формулируется |
|
|
|
|
3. для контура 3 |
|
|
3. u1(t)+u3(t)=e(t) |
|
22 |
||
u1 |
u2 |
u4 i0(t) |
I |
u3 |
|
e(t) |
II |
III |
Рис. 4.14
i1 |
|
|
|
|
|
||
i2 |
|
i3 |
|
|
i4 |
|
|
i6 |
|||
|
|
||
|
i5 |
|
|
Рис. 4.15 |
|||
|
|||
Задание 4.25. Установите соответствие.
Уравнение по первому закону Кирхгофа в схеме цепи на рис. 4.15 для узла с указанным номером имеет вид …
Множество £ |
|
|
Множество |
|
|
|
|
|
|
1. для узла |
|
|
1.i3 +i4 =i6 |
|
2. для узла |
|
|
2. i4 |
+i5 =i2 |
|
|
|
|
|
3. для узла |
|
|
3. i1 |
=i2 +i3 |
|
|
|
|
|
3. для узла |
|
|
4. i1 |
i5 i6 =0 |
Задание 4.26. Установите соответствие Уравнение по второму закону Кирхгофа в схеме цепи на
рис. 4.16 для контура с указанным номером имеет вид …
Множество £ |
|
|
Множество |
1. для контура 1 |
|
|
1. u4(t)+u6(t)=u5(t) |
|
|
|
|
2. для контура 2 |
|
|
2. u1(t)+u2(t)+u5(t)=e(t) |
3. для контура 3 |
|
|
3. u3(t) u2(t) u4(t)=0 |
|
|
|
|
Задание 4.27. Введите правильный ответ Эквивалентное сопротивление показанной на рис. 4.17
цепи со стороны зажимов а и б составляет … Ом.
23
u1
u2 |
I
e(t)
u5
u3 |
a |
21 Ом |
|
II |
|
|
|
u4 |
|
90 Ом |
10 Ом |
|
|
||
III |
б |
|
|
u6 |
|
Рис. 4.17 |
|
|
|
||
Рис. 4.16
Задание 4.28. Введите правильный ответ.
Мощность, потребляемая показанной на рис. 4.17 цепью от идеального источника постоянного напряжения с ЭДС, равной30 В, составляет … Вт.
Задание 4.29. Введите правильный ответ. Эквивалентное сопротивление постоянному току пока-
занной на рис.4.18 цепи со стороны зажимов а-б — … Ом.
Задание 4.30. Введите правильный ответ. Эквивалентное сопротивление постоянному току пока-
занной на рис. 4.19 цепи со стороны зажимов а-б — … Ом.
a |
10 Ом |
2мкФ |
a |
34 Ом |
4мГн |
|
40 Ом |
40 Ом |
|
20 Ом |
80 Ом |
б |
|
|
б |
|
|
Рис. 4.18 Рис. 4.19
Задание 4.31. Введите правильный ответ. Эквивалентное сопротивление постоянному току элек-
трической цепи, схема которой показана на рис. 4.20, со стороны зажимов а-б — … Ом.
24
a |
10 Ом |
R |
|
|
|
R |
R |
|
20 Ом |
a |
б |
|
5 мГн |
|
|
б |
|
1мГн |
|
|
E |
R |
|
|
|
R |
|
|
Рис. 4.20 |
|
|
|
|
Рис. 4.21 |
|
Задание 4.32. Введите правильный ответ.
Мощность, потребляемая показанной на рис. 4.21 цепью от источника постоянного напряжения с ЭДС Е=40 В и сопротивлениями R=20 Ом, равна … Вт.
Задание 4.33. Введите правильный ответ.
Постоянное напряжение между точками а и б в показанной на рис. 4.21 цепи при Е=10 В и величине сопротивлений R =5 Ом равно … В.
Задание 4.34. Введите правильный ответ.
Постоянное напряжение между точками а и б в показанной на рис. 4.22 цепи равно … В.
Задание 4.35. Введите правильный ответ.
Постоянное напряжение между точками а и б в показанной на рис. 4.23 цепи равно … В.
12 Ом |
a |
12 Ом a |
12 Ом |
5 мГн |
2 мкФ |
12 Ом |
||
E=6В |
|
E=6В |
|
б |
б |
Рис. 4.22 |
Рис. 4.23 |
|
25
5. ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ В R, L, С И ИХ СОЕДИНЕНИЯХ
Цель — изучить методику расчета токов и напряжений в цепях с последовательным и параллельным соединениями элементов R, L и С при воздействии источников гармонических колебаний.
Задание 5.1. Найти амплитуду Um, циклическую f и угловую частоты, а также начальную фазу u гармонического напряжения u(t), представленного на рис. 5.1 своей временной диаграммой.
Ответ: Um = 5 В, f = 2 кГц, 1,26 104 рад/с, u = 53,1 .
Задание 5.2. Найти амплитуду Im, циклическую f и угловую частоты, период T, а также начальную фазу i гармонического тока i(t), представленного аналитическим выражением:
i(t) = 25sin(2 103t 30 ) мА.
Ответ: Im = 25 мА, f = 1 кГц, 6,28 103 рад/с, Т = 1 мс, i = 120 .
Задание 5.3. Рассчитать сдвиг фаз между гармоническими напряжением u(t) и током i(t), представленными временными диаграммами на рис. 5.2. Указать, какое колебание из двух анализируемых запаздывает по фазе, а какое — опережает.
Ответ: = +72 .
5 u(t),В |
|
i |
u |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
t,мс |
5 |
10 |
15 t,мс |
|
|
|
|
|
Рис. 5.1 |
|
|
Рис. 5.2 |
|
26
Задание 5.4. Сдвиг ближайших пиков гармонических колебаний (тока и напряжения), наблюдаемых на емкости, составляет 25 мкс. Реактивное сопротивление емкости величиной 1,6 нФ равно ...
Ответ: xC 10 кОм.
Задание 5.5. В цепи, показанной на рис. 5.3, с параметрами r = 5 кОм и L = 27,6 мГн действует гармоническое напря-
жение u(t) 100 cos(3,14105 t 30 ) В. Определить i(t).
Ответ: i(t) 10cos(3,14105 t 30 ) мА.
Задание 5.6. Амплитуда напряжения Um = 100 В, частота f = 50 Гц, но осветительная лампа (рис. 5.4) рассчитана на напряжение Um1 =40 В, при котором она потребляет ток ампли-
тудой Im = 0,2 А. Определить величину индуктивности L.
Ответ: L = 1,46 Гн.
Рис. 5.3 Рис. 5.4
Задание 5.7. К источнику напряжения, ЭДС которого e(t) 50cos(106 t) В, а внутреннее сопротивление re = 425 Ом (рис. 5.5) подключена нагрузка в виде последовательного соединения двух элементов: L = 1 мГн и r = 575 Ом.
Определить ток i(t) в нагрузке и напряжение u(t) на указанной нагрузке.
Ответ: i(t)=35,4cos(106 t 45 ) мА; u(t) 40,8cos(106 t 15,1 ) В.
27
Рис. 5.5 Рис. 5.6
Задание 5.8. Амплитуда напряжения на последовательном соединении элементов R и C составляет 10 В, амплитуда тока в обоих элементах равна 0,2 мА. Сдвиг фаз между напряжением и током в цепи составляет "минус" 38 .
Рассчитать величину сопротивления R, а также амплитуду напряжения на емкости.
Ответ: R = 39,4 кОм, Umc = 6,16 В.
Задание 5.9. При разомкнутом ключе ток в цепи, показанной на рис. 5.6, опережает приложенное напряжение по фазе на 45 . Какова величина сдвига фаз между напряжением и током при замкнутом ключе?
Ответ: = − 26,6 .
Задание 5.10. Напряжение на зажимах цепи (рис. 5.7) u(t) 120 cos(2 103t) В, амплитуды токов Im1 = 15 мА, Im2 = = 8 мА. Определить амплитуду тока Im , полную проводимость цепи y и сдвиг фаз между напряжением и током.
Ответ: Im = 17 мА; y = 0,142 мСм; = 28,1 .
Рис. 5.7
28
6. КОЛЛОКВИУМ "ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ В R, L, С И ИХ СОЕДИНЕНИЯХ"
Цель – закрепить навыки, приобретенные в ходе освоения материала темы № 5.
Выполняется с использованием активируемого на персональном компьютере программного файла "Коллоквиум 2 - Гармонические колебания в R,L,С и их соединениях.exe". Отдельные типовые задания, полностью идентичные предлагаемым в рамках коллоквиума, приведены ниже.
Задание 6.1. Укажите правильный ответ.
29