Задача № 3. Расчет нелинейной электрической цепи постоянного тока
Для схемы электрической цепи, изображенной на рисунке 3.1 необходимо:
Построить входную вольт-амперную характеристику схемы нелинейной электрической цепи постоянного тока.
Определить токи во всех ветвях схемы и напряжения на отдельных элементах, используя полученные вольт-амперные характеристики "а", "б" или "в".
Числовые значения определяют по таблице 3.1
Рисунок 3.1 – Варианты схем электрических цепей к задаче № 3
Таблица 3.1 – Числовые значения исходных данных к задаче № 3
Номер варианта |
Тип характеристики |
R3, Ом |
R4, Ом |
U, B |
|
НЭ1 |
НЭ2 |
||||
1 |
а |
б |
28 |
40 |
60 |
2 |
а |
б |
32 |
28 |
80 |
3 |
а |
б |
48 |
32 |
80 |
4 |
а |
в |
26 |
48 |
140 |
5 |
а |
в |
40 |
28 |
160 |
6 |
а |
в |
46 |
30 |
180 |
7 |
а |
б |
32 |
40 |
200 |
8 |
а |
б |
38 |
56 |
220 |
9 |
а |
в |
56 |
38 |
240 |
0 |
а |
в |
40 |
32 |
60 |
Кривую вольт-амперной характеристики строим в зависимости от типа характеристики нелинейного элемента по таблице 3.2.
Таблица 3.2 – Вольт-амперные характеристики нелинейных элементов
U, В |
40 |
80 |
120 |
160 |
180 |
200 |
240 |
280 |
Примечание |
I1, А |
0,6 |
3,5 |
4,4 |
5,6 |
7,3 |
- |
- |
- |
Нелинейный элемент ″а″ |
I2, А |
0,3 |
1,5 |
3,2 |
4,8 |
4,9 |
5,1 |
5,2 |
5,4 |
Нелинейный элемент ″б″ |
I3, А |
0,2 |
0,5 |
0,9 |
1,4 |
1,8 |
2,3 |
3,4 |
4,6 |
Нелинейный элемент ″в″ |
Задача № 4. Расчёт магнитной цепи
Для магнитной цепи, изображенной на рисунке 4.1, выполнить следующие действия:
По заданному значению магнитной индукции Во в воздушном зазоре, в месте расположения проводника, определить магнитодвижущую силу намагничивающей катушки.
Показать на чертеже направление тока в катушке и определить направление и величину силы, действующей на проводник с током, расположенный в воздушном зазоре. Направление тока в проводнике показано на чертеже магнитной цепи, а сила тока задана в таблице 4.1
Примечание
Марка стали магнитопровода определяется по последней цифре учебного шифра. Если эта цифра чётная или 0, то берётся сталь 1211, для нечётных цифр выбирается литая сталь. Характеристики отмеченных сталей приведены в таблицах 4.2 и 4.3.
Таблица 4.1 - Числовые значения исходных данных к задаче № 4
Величина |
Вариант |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
I, А |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
с, мм |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
lo, мм |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
2 |
2,1 |
Во, Тл |
0,85 |
0,8 |
0,75 |
0,7 |
0,65 |
0,6 |
0,55 |
0,5 |
0,45 |
0,4 |
Таблица 4.2 – Кривая намагничивания листовой электротехнической стали марки 1211
В, Тл |
0 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
Н, А/см |
||||||||||
0,4 |
1,40 |
1,43 |
1,46 |
1,49 |
1,52 |
1,53 |
1,58 |
1,61 |
1,64 |
1,67 |
0,5 |
1,71 |
1,75 |
1,79 |
1,83 |
1,87 |
1,91 |
1,95 |
1,99 |
2,03 |
2,07 |
0,6 |
2,11 |
2,16 |
2,21 |
2,26 |
2,31 |
2,36 |
2,41 |
2,46 |
2,51 |
2,56 |
0,7 |
2,61 |
2,66 |
2,71 |
2,76 |
2,81 |
2,87 |
2,93 |
2,99 |
3,06 |
3,12 |
0,8 |
3,18 |
3,24 |
3,30 |
3,37 |
3,44 |
3,52 |
3,6 |
3,69 |
3,78 |
3,87 |
0,9 |
3,97 |
4,07 |
4,17 |
4,27 |
4,37 |
4,47 |
4,58 |
4,69 |
4,80 |
4,91 |
1,0 |
5,02 |
5,14 |
5,27 |
5,41 |
5,55 |
5,70 |
5,85 |
6,00 |
6,15 |
6,31 |
1,1 |
6,47 |
6,64 |
6,82 |
7,01 |
7,20 |
7,39 |
7,59 |
7,79 |
8,00 |
8,21 |
1,2 |
8,43 |
8,66 |
8,91 |
9,18 |
9,46 |
9,76 |
10,1 |
10,4 |
10,7 |
11,0 |
1,3 |
11,4 |
11,8 |
12,2 |
12,6 |
13,0 |
13,4 |
13,8 |
14,3 |
14,8 |
15,3 |
1,4 |
15,8 |
16,4 |
17,1 |
17,8 |
18,6 |
19,5 |
20,5 |
21,5 |
22,6 |
23,8 |
1,5 |
25,0 |
26,4 |
27,9 |
29,5 |
31,1 |
32,8 |
34,6 |
36,6 |
38,8 |
41,2 |
1,6 |
43,7 |
46,3 |
49,1 |
52,2 |
55,3 |
58,8 |
62,3 |
66,0 |
69,8 |
73,7 |
1,7 |
77,8 |
82,0 |
86,3 |
90,7 |
96,3 |
101 |
106 |
111 |
116 |
122 |
1,8 |
128 |
134 |
142 |
146 |
152 |
159 |
166 |
173 |
180 |
188 |
1,9 |
197 |
206 |
216 |
226 |
236 |
246 |
256 |
268 |
282 |
296 |
2,0 |
310 |
325 |
343 |
365 |
390 |
420 |
455 |
495 |
545 |
595 |
2,1 |
655 |
725 |
800 |
880 |
960 |
1040 |
1120 |
1200 |
1280 |
1360 |
2,2 |
1440 |
1520 |
1600 |
1680 |
1760 |
1840 |
1920 |
2000 |
2080 |
2160 |
2,3 |
2240 |
2320 |
2400 |
2480 |
2560 |
2640 |
2720 |
2800 |
2880 |
2960 |
2,4 |
3040 |
3120 |
3200 |
3280 |
3360 |
3440 |
3520 |
3600 |
3680 |
3760 |
2,5 |
3840 |
3920 |
4000 |
4080 |
4160 |
4240 |
4320 |
4400 |
4480 |
4560 |
Примечание – Для получения напряжённости магнитного поля Н, А/м, необходимо значение, взятое из таблицы 4.2, умножить на 100. |
||||||||||
Таблица 4.3 – Кривая намагничивания литой стали
В, Тл |
0 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
Н, А/см |
||||||||||
0 |
0 |
0,08 |
0,16 |
0,24 |
0,32 |
0,40 |
0,48 |
0,56 |
0,64 |
0,72 |
0,1 |
0,80 |
0,88 |
0,96 |
1,04 |
1,12 |
1,20 |
1,28 |
1,36 |
1,44 |
1,52 |
0,2 |
1,6 |
1,68 |
1,76 |
1,84 |
1,92 |
2,0 |
2,08 |
2,16 |
2,24 |
2,32 |
0,3 |
2,40 |
2,48 |
2,50 |
2,64 |
2,72 |
2,80 |
2,88 |
2,96 |
3,04 |
3,12 |
0,4 |
3,20 |
3,28 |
3,36 |
3,44 |
3,52 |
3,60 |
3,68 |
3,76 |
3,84 |
3,92 |
0,5 |
4,00 |
4,04 |
4,17 |
4,26 |
4,34 |
4,43 |
4,52 |
4,61 |
4,70 |
4,79 |
0,6 |
4,88 |
4,97 |
5,06 |
5,16 |
5,25 |
5,35 |
5,44 |
5,54 |
5,64 |
5,74 |
0,7 |
5,84 |
5,93 |
6,03 |
6,13 |
6,23 |
6,32 |
6,42 |
6,52 |
6,62 |
6,72 |
0,8 |
6,82 |
6,93 |
7,03 |
7,24 |
7,34 |
7,45 |
7,55 |
7,66 |
7,76 |
7,87 |
0,9 |
7,98 |
8,10 |
8,23 |
8,35 |
8,48 |
8,50 |
8,73 |
8,85 |
8,98 |
9,11 |
1,0 |
9,24 |
9,38 |
9,53 |
9,69 |
9,86 |
10,04 |
10,22 |
10,39 |
10,56 |
10,76 |
1,1 |
10,90 |
11,08 |
11,27 |
11,47 |
11,67 |
11,87 |
12,07 |
12,27 |
12,48 |
12,69 |
1,2 |
12,9 |
13,15 |
13,4 |
13,7 |
14,0 |
14,3 |
14,6 |
14,9 |
15,2 |
15,55 |
1,3 |
15,9 |
16,3 |
16,7 |
17,2 |
17,6 |
18,1 |
18,6 |
19,2 |
19,7 |
20,3 |
1,4 |
20,9 |
21,6 |
22,3 |
23,0 |
23,7 |
24,4 |
25,3 |
26,2 |
27,1 |
28,0 |
1,5 |
28,9 |
29,9 |
31,0 |
32,1 |
33,2 |
34,3 |
35,6 |
37,0 |
38,3 |
39,6 |
1,6 |
41,0 |
42,5 |
44,0 |
45,5 |
47,0 |
48,7 |
50,0 |
51,5 |
53,0 |
55,0 |
Примечание ─ Для получения напряжённости магнитного поля Н, А/м, необходимо значение, взятое из таблицы 4.3, умножить на 100. |
||||||||||
Рисунок 4.1 – Варианты схем магнитной цепи к задаче № 4