- •Часть 1. Тема «Законы постоянного тока» 10
- •Часть 2. Электромагнетизм 27
- •Часть 3. Переменный ток (краткая теория) 44
- •Часть 4. Трехфазный ток 76
- •Часть 5. Трансформаторы 98
- •Часть 6. Электрические машины 128
- •Часть 7. Практическая работа: Расчет стоимости электроэнергии 174
- •Указания к выполнению и оформлению контрольных работ
- •Выбор вариантов задач контрольной работы
- •Содержание учебной дисциплины
- •Раздел 1 Электрическое поле. Электрические цепи постоянного тока
- •Раздел 2. Электромагнетизм и электромагнитная индукция
- •Раздел 3. Электрические измерения и электротехнические приборы
- •Раздел 4. Электрические цепи переменного однофазного тока
- •Раздел 5. Трехфазные электрические цепи
- •Раздел 6. Трансформаторы
- •Раздел 7. Электрические машины переменного и постоянного тока
- •Раздел 8. Основы электроники. Полупроводниковые приборы
- •1.1 Закон Ома для участка и полной цепи
- •1.2. Последовательное и параллельное соединение проводников
- •Последовательное соединение
- •Общее напряжение u на проводниках равно сумме напряжений u1, u2 ,u3 равно:
- •Параллельное соединение
- •1.3. Расчет сложных цепей. Правила Кирхгофа
- •1.4. Пример на запись уравнений по законам Кирхгофа
- •1.5. Уравнение баланса мощностей
- •1.6. Расширение пределов измерения амперметра и вольтметра
- •1.7. Примеры решения задач
- •1.7.1. Пример 1
- •1.7.2. Пример 2
- •1.7.3. Пример 3
- •1.5. Задания к контрольной работе Задачи вариантов 1 – 10, 11 – 20, 21-30
- •Задачи вариантов 31- 40, 41 – 50
- •Часть 2. Электромагнетизм
- •2.1. Основные формулы и уравнения
- •Взаимодействие проводников с током. Электромагнит.
- •Напряженность магнитного поля. Магнитное напряжение.
- •Закон полного тока.
- •Индуктивность
- •Энергия магнитного поля
- •Взаимная индукция
- •2.2. Вопросы по теме «Магнитные свойства вещества»
- •1 Вариант
- •2 Вариант
- •3 Вариант
- •2.3. Характеристики намагничивания стали
- •2.4. Расчет магнитной цепи
- •Теоретическая часть
- •2.5. Задача на расчет магнитной цепи Задача 1. Прямая задача расчета мц
- •Порядок расчета.
- •Задача 2. (обратная задача расчета мц)
- •2.6. Задания вариантам практической работе «Расчет магнитных цепей»
- •Часть 3. Переменный ток (краткая теория)
- •3.1. Получение синусоидальной эдс
- •3.2. Характеристики синусоидальных величин
- •3.3. Цепь переменного тока с активным сопротивлением
- •3.4. Цепь с катушкой индуктивности
- •3.5. Цепь с конденсатором
- •3.6. Основные формулы и уравнения
- •3.7. Задачи с решениями по теме
- •3.8. Методические указания к решению задач
- •Общее решение типовых задач
- •3.9. Примеры задачи при последовательном соединении Особенности расчета цепи при другой комбинации элементов схемы
- •3.10. Порядок построения диаграммы
- •3.11. Расчет параллельных цепей переменного тока
- •3.12. Пример задачи параллельного соединения
- •Решение.
- •Построение векторной диаграммы
- •3.13. Практическая работа
- •3.14. Задания по теме «Синусоидальный переменный ток» Задачи вариантов 1 -10
- •Задачи вариантов 11-20
- •3Адачи вариантам 21 – 30
- •Задачи вариантам 31- 40
- •Задачи вариантов 41 – 50
- •Часть 4. Трехфазный ток
- •4.1. Трехфазный ток (краткая теория)
- •4.1.1. Трехфазные системы
- •4.1.2. Схемы соединения трехфазных систем
- •Соединение обмоток генератора звездой
- •2. Соотношение между линейными и фазными напряжениями при соединении обмоток генератора звездой
- •3. Соединение обмоток генератора треугольником
- •4. Соединение приемников энергии звездой
- •4.2. Методические указания по теме «Трехфазные электрические цепи»
- •4.3. Пример решения задачи по схеме «звезда»
- •4.4. Пример решения задачи по схеме «треугольник»
- •Решение.
- •Порядок построения векторной диаграммы
- •4.5. Задания контрольной работе Задачи вариантов 1 -10
- •Задачи вариантов 11 – 20
- •Задачи вариантов 21 – 30
- •Задачи вариантов 31 – 40
- •Задачи вариантов 41 – 50
- •Часть 5. Трансформаторы
- •5.1. Устройство, назначение, принцип работы, применение
- •5.1. 1. Назначение и применение
- •5.1.2. Устройство трансформатора
- •5.1. 3. Нагрев и охлаждение трансформаторов
- •5.1.4. Формула трансформаторной эдс
- •5.1.5. Принцип действия. Коэффициент трансформации
- •5.1.6. Холостой ход однофазного трансформатора
- •5.1.7. Работа нагруженного трансформатора и диаграмма магнитодвижущих сил
- •5.1.8. Изменение напряжения трансформатора при нагрузке
- •5.1.9. Мощность потерь в обмотках нагруженного трансформатора
- •5.1.10. Трехфазные трансформаторы
- •5.1.11. Регулирование напряжения трансформаторов
- •5.1.12. Автотрансформаторы
- •5.1.13. Измерительные трансформаторы
- •5.1.14. Сварочные трансформаторы
- •5.2. Расчет трансформатора
- •5.2.1. Номинальные значения
- •5.2.2. Пример по схеме «звезда» (однофазный трансформатор)
- •5.2. 3. Пример задачи трехфазного трансформатора
- •5.3. Задания контрольной работе Задачи вариантов 1 – 10 (однофазный понижающий трансформатор)
- •Задачи вариантам 11-20
- •Технические данные трансформатора
- •Часть 6. Электрические машины
- •6.1. Электрические машины переменного тока (теория)
- •6.1.1. Назначение и их классификация.
- •6.1.2. Вращающееся магнитное поле
- •2. Подключить к катушкам несовпадающие по фазе токи.
- •6.1.3. Устройство трехфазных асинхронных двигателей
- •6.1.4. Принцип действия асинхронного двигателя
- •6.1.5. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей
- •6.1.6. Однофазные асинхронные двигатели
- •1. Однофазный двигатель не имеет пускового момента. Он будет вращаться в ту сторону, в которую раскручен внешней силой.
- •6.1.7. Принцип действия асинхронного и синхронного двигателей
- •6.2. Электрические машины постоянного тока
- •6.2.1. Устройство машин постоянного тока
- •6.2.2. Принцип действия машины постоянного тока
- •6.2.3. Электродвижущая сила якоря и электромагнитный момент
- •6.2.4. Генераторы постоянного тока
- •6.2.5. Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением
- •6.2.6. Общие сведения о двигателях с последовательным и смешанным возбуждением
- •6.2.7. Коллекторные двигатели переменного тока
- •6.2.7. Синхронные двигатели. Конструкция, принцип действия
- •6.3. Методические указания и задачи
- •6.3.1. Расчет генератора постоянного тока
- •Решение
- •6.3.2. Расчет двигателя постоянного тока
- •Решение
- •6.3. 3. Расчет двигателей переменного тока
- •Пример расчета двигателя
- •Решение
- •6.3.4. Расчет трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором
- •6.4. Задания контрольных работ Задачи вариантов 1 - 10
- •Задачи вариантов 11 - 20
- •Задачи вариантам 21 - 30
- •Часть 7. Практическая работа: Расчет стоимости электроэнергии
- •Часть 8. Электробезопасность
- •8.1. Защитное заземление и зануление на строительных площадках
- •Возможные прикосновения
- •2. Режим нейтрали трансформатора
- •3. Трехфазная трехпроводная сеть с изолированной нейтралью
- •4. Защитное заземление и зануление
- •5. Защитное зануление
- •Первое требование
- •Второе требование
- •8.2. Общие требования к заземляющим устройствам
- •Естественные и искусственные заземлители
- •8.3. Заземление и зануление передвижных установок и переносных электроинструментов
- •8.4. Правила эксплуатации защитного заземления и зануления
- •Часть 9. Практическая работа. Тема. Выбор типа электродвигателя
- •2. Режимы работы
- •3.Выбор двигателей для различных режимов работы
- •3.1.Продолжительный режим работы
- •3.2.Повторно-кратковременный режим работы
- •3.3. Кратковременный режим работы
- •1.4. Определить моменты двигателя
- •2.3. Определяется расчетная продолжительность включения:
- •Задания контрольной работы
- •Технические данные асинхронных двигателей основного исполнения
- •Часть 10. Экзаменационные вопросы по электротехнике
- •10.1. Критерии оценивания
- •10.2. Экзаменационные вопросы
- •Литература
5.2. 3. Пример задачи трехфазного трансформатора
Трехфазный трансформатор имеет следующие данные:
SНОМ = 100 кВА - номинальная мощность,
U1НОМ = 660 В - номинальное напряжение на зажимах первичных обмоток,
U2НОМ = 230 В - номинальное напряжение на зажимах вторичных обмоток,
РСТ= 500 Вт - потери мощности в стали трансформатора,
РОБ. НОМ= 1500 Вт - потери мощности в обмотках при номинальном токе в них.
Первичные и вторичные обмотки трансформатора соединены в звезду.
От трансформатора потребляется активная мощность Р2=60 кВт при коэффициенте мощностиcosφ2=0,8.
Определить:
1. К- линейный коэффициент трансформации.
I1НОМ, I2НОМ - номинальные токи в первичных и вторичных обмотках трансформатора.
3. КНГ- коэффициент нагрузки,
4. I1, I2 - токи в первичных и вторичных обмотках трансформатора при фактической нагрузке.
5. ∑ PНОМ - суммарные потери мощности при номинальной нагрузке трансформатора.
6. ∑ P- суммарные потери мощности при фактической нагрузке трансформатора .
7. ηНОМ- коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке трансформатора.
8. η- коэффициент полезного действия при фактической нагрузке трансформатора.
Решение
1. Линейный коэффициент трансформации
К = U1НОМ / U2НОМ == 660 В /230 В = 2,87
2. Номинальные токи в обмотках трансформатора:
- в первичных обмотках
I1НОМ=SНОМ/ U1НОМ=100 • I03 / • 660 = 87.5А;
- во вторичных обмотках
I2НОМ = SНОМ / U2НОМ=100 • I03 / • 230 = 251А
3. Коэффициент нагрузки:
КНГ = Р2/ SНОМ•cosφ2 = 60 /100 • 0,8 = 0,75.
4. Токи в обмотках трансформатора при фактической нагрузке:
- в первичных обмотках
I1=КНГ·I1НОМ = 0,75 · 87,5=65,6 А;
- во вторичных обмотках
I2=КНГ·I2НОМ = 0,75 · 25I=I88A. j
5. Суммарные потери мощности при номинальной нагрузке трансформатора
∑Рном = Рст + РОБ.ном =500 + 1500 = 2000 Вт.
6. Суммарные потери мощности при фактической нагрузке трансформатора
∑Р = Рст + К2НГ · РОБ. НОМ =500+0,752• 1500=1344Вт,
где К2НГ ·РОБ. НОМ - потери мощности в обмотках трансформатора при фактической нагрузке.
Коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке трансформатора:
ηНОМ=== =97,56 %
Коэффициент полезного действия при фактической нагрузке трансформатора:
η====97,8%
5.3. Задания контрольной работе Задачи вариантов 1 – 10 (однофазный понижающий трансформатор)
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.19.
Известны:
S ном - номинальная мощность трансформатора; S ном = Iном∙ Uном
U1ном. U2НОМ - номинальные напряжения на зажимах первичной и вторичной обмоток трансформатора;
Рламп - мощность одной лампы;
ПЛАМП - количество ламп, подключенных к трансформатору.
Определить:
I1ном, I2ном - номинальные токи, на которые рассчитаны первичная и вторичная обмотки трансформатора;
I1, I2 - фактическое значение токов в обмотках трансформатора при заданной нагрузке;
КнТ - коэффициент нагрузки трансформатора;
К - коэффициент трансформации трансформатора.
Данные .для своего варианта взять из таблицы.
Известная величина |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
S ном ,ВA |
400 |
250 |
160 |
100 |
400 |
250 |
160 |
100 |
400 |
250 |
U1ном,B |
220 |
380 |
660 |
220 |
380 |
660 |
220 |
380 |
660 |
220 |
U2НОМ,B |
36 |
24 |
12 |
24 |
12 |
36 |
12 |
36 |
24 |
12 |
Рламп, Bт |
25 |
40 |
15 |
25 |
40 |
60 |
25 |
40 |
60 |
25 |
пЛАМП, шт |
12 |
5 |
8 |
3 |
8 |
3 |
5 |
2 |
6 |
8 |
Рис. 18(повтор).
Указания: при решении задачи потерями в трансформаторепренебречь. Считать, что лампы накаливания рассчитаны на вторичное напряжение трансформатора, т.е. U ламп = U 2ном (а их коэффициент мощности сos φ = 1