заданияч на контрольную работу

УДК 621.3 ББK 31.2 О13

Составитель: Г.Г. Кудряшова, ст. преподаватель кафедры теоретических основ электротехники

Рецензент: канд. техн. наук, доц. кафедры электроснабжения и электротехники ИрГТУ А.С. Смирнов

Предназначены для студентов специальности 190701 «Организация перевозок и управления на ж.-д. транспорте».

Приведены краткие теоретические сведения по следующим темам: «Электрические цепи постоянного тока», «Электрические цепи однофазного синусоидального тока», «Трехфазные электрические цепи», даны примеры расчета.

Ил. 23. Табл. 6. Библиогр.: 9 назв.

© Иркутский государственный университет путей сообщения, 2008

Общие методические указания

Основным видом учебной работы студента-заочника в процессе изучения дисциплины является самостоятельная работа с учебной литературой. Эта работа начинается с изучения теории. После изучения теории по данной теме следует проанализировать решения задач, приведенных в учебниках и задачниках, и несколько задач решить самостоятельно. Решение задач помогает лучшему пониманию изучаемых вопросов и закреплению в памяти основных положений и соотношений. Затем следует приступить к выполнению контрольной работы.

Выполнение контрольной работы является важным этапом в самостоятельной работе студента-заочника над дисциплиной и должно свидетельствовать о том, что соответствующие разделы дисциплины проработаны и достаточно глубоко осмыслены.

Задачи контрольных работ имеют 100 вариантов, отличающихся друг от друга схемами и числовыми значениями заданных величин. Вариант, подлежащий решению, определяется по двум последним цифрам шифра студента: по предпоследней цифре выбирается номер схемы, а по последней – номер варианта числовых значений величин. Например, шифру 88-МТ-137 соответствует схема 3 и 7-й вариант числовых значений. Порядок выбора варианта задач № 4 указан в примечаниях к условиям задач.

Требования, предъявляемые к оформлению контрольных работ

1.Каждая работа выполняется в отдельной тетради (или на листах бумаги, сшитых в тетрадь), на обложке которой должны быть указаны фамилия, имя и отчество студента, его шифр и домашний адрес, номер контрольной работы.

2.Писать следует на одной стороне листа, оставляя широкие поля.

3.Условие задачи должно быть сформулировано достаточно полно и

четко.

4.Основные положения решения должны иметь объяснения. Решение должно иллюстрироваться схемами, чертежами, векторными диаграммами и т.д. На электрических схемах должны быть показаны положительные направления токов.

5.Графическая часть работы должна быть выполнена аккуратно с помощью чертежного инструмента со строгим соблюдением ГОСТа на условные графические обозначения. Графики и диаграммы выполняются с

обязательным соблюдением масштаба на миллиметровой бумаге. Масштаб выбирать так, чтобы на 1 см приходилось 1·10n, 2·10n, или 5·10n единиц измерения физической величины, где n – целое число. Градуировку осей

3

выполнять, начиная с нуля, равномерно. Числовые значения координат точек, по которым строятся кривые, не приводить.

6.Должен выдерживаться следующий порядок записей при вычислениях: сначала формула, затем подстановка числовых значений величин, входящих в формулу без каких-либо преобразований, затем – результат с указанием единиц измерения.

7.В ходе решения задачи не следует изменять однажды принятые положительные направления токов и наименования узлов. При решении одной и той же задачи различными методами одной и той же величине следует присваивать одно то же обозначение.

8.Контрольная работа должна содержать перечень литературы, использованной при работе над заданием, дату и подпись студента.

9.Контрольные работы должны представляться на рецензирование в порядке их номеров. Разрешается одновременное представление на рецензию нескольких контрольных работ.

10.Незачтенная контрольная работа должна быть исправлена в соответствии с замечаниями и представлена на повторную рецензию. Все исправления должны быть выполнены в той же тетради после рецензии. Вносить исправления в отрецензированный преподавателем текст не разрешается.

4

Задача 1 Расчет разветвленной линейной электрической цепи

постоянного тока с одним источником электрической энергии

Для электрической цепи, изображенной на рис. 1.1, определить токи, а также мощность, развиваемую источником энергии. Значения сопротивлений резисторов и напряжения на зажимах цепи приведены в таблице 1.1

Т а б л и ц а 1.1

Р и с. 1.1

5

Ри с. 1.1. Продолжение

1.1.Методические указания и примеры расчета

1.1.1. Расчет цепей с одним источником энергии

При наличии в цепи одного источника питания внешнюю по отношению к источнику часть электрической цепи можно рассматривать как смешанное соединение резистивных элементов.

Смешанным называется такое соединение элементов, при котором на одних участках электрической цепи они соединены параллельно, а на других последовательно.

Последовательным называется соединение, при котором ток в каждом элементе один и тот же (рис. 1.2а).

6

Р и с. 1.2

Электрическая цепь с n последовательно соединенными элементами может быть заменена эквивалентной цепью с одним элементом, эквивалентное сопротивление которого равно сумме сопротивлений отдельных элементов (рис. 1.2б).

Параллельным называется соединение, при котором все элементы находятся под одним и тем же напряжением (рис. 1.3а).

Р и с. 1.3

Эквивалентное сопротивление для n параллельно соединенных элементов:

В случае параллельного соединения двух элементов эквивалентное сопротивление определяется по формуле:

rэкв = rr1+rr2 . (1.3)

1 2

7

Расчет цепей со смешанным соединением элементов и одним источником питания проводится в следующем порядке:

1)путем упрощения схемы определяют эквивалентное сопротивление;

2)по закону Ома рассчитывают токи и напряжения в схеме.

в ветвях и составить баланс мощности.

Р и с. 1.4

Решение.

1. Определяем эквивалентное сопротивление цепи. Эквивалентное сопротивление участка bc

rbc = rr33 +rr44 = 305020 =12 Ом.

После замены параллельно соединенных r3 и r4 эквивалентным rbc схема имеет вид, представленный на рис. 1.5а.

Складывая последовательно соединенные сопротивления r2 и rbc , получаем сопротивление rac (рис. 1.5б):

rac = r2 + rbc =18 +12 =30 Ом.

Эквивалентное сопротивление цепи rэкв

5.Составляем баланс мощности.

Рист = Рнагр ,

где Рист = UI – мощность источника;

n

Pнагр = ∑I2ri – мощность нагрузок.

i=1

Рист = UI =120 6 = 720 Вт;

Рнагр = I12r1 +I22r2 +I32r3 +I24r4 = 22 60 +42 18 +1,62 30 +2,42 20 =720 Вт

720 = 720 .

9

Задача 2 Расчет разветвленной цепи постоянного тока с несколькими

источниками электрической энергии

Для цепи, изображенной на рис. 2.1:

1.Составить уравнения для определения токов путем непосредственного применения законов Кирхгофа. Решать систему уравнений не следует.

2.Определить токи в ветвях методом контурных токов.

3.Определить режим работы активных элементов и составить баланс мощностей.

Значение ЭДС источников и сопротивлений резисторов приведены в таблице 2.1.

Та б л и ц а 2.1

Р и с. 2.1

10