- •Электротехника и электроника
- •1 Пояснительная записка
- •2 Общие методические указания
- •3 Методические указания по выполнению контрольной работы
- •4 Объем дисциплины и виды учебной работы
- •5 Содержание учебной дисциплины и методические указания по самостоятельному изучению тем дисциплины
- •Вопросы для самопроверки по введению
- •Раздел 1 Электрические цепи постоянного тока
- •Тема 1.1 Электрическая цепь постоянного тока
- •Методические указания к теме 1.1
- •Вопросы для самопроверки по теме 1.1
- •Тема 1.2 Расчет электрических цепей постоянного тока
- •Методические указания к теме 1.2
- •Раздел 2 Электромагнетизм
- •Тема 2.1 Магнитное поле
- •Тема 2.2 Магнитные цепи
- •Методические указания к темам 2.1, 2.2
- •Вопросы для самопроверки по темам 2.1, 2.2
- •Раздел 3 Электрические цепи переменного тока
- •Тема 3.1 Основные понятия и определения
- •9 Как производится сложение и вычитание синусоидальных величин?
- •Тема 3.2 Неразветвленные цепи переменного тока.
- •Тема 3.3. Разветвленные цепи переменного тока
- •Тема 3.4 Расчет электрических цепей символическим методом
- •Тема 3.5 Трехфазный ток
- •Раздел 4 Электрические измерения
- •Методические указания к разделу 4
- •Раздел 5 Основы электроники
- •Тема 5.1 Полупроводниковые приборы
- •Тема 5.2 Электронные устройства
- •Тема 5.3 Интегральные микросхемы
- •6 Рекомендуемая литература
- •7 Вопросы для самопроверки при подготовке к экзамену
- •8 Методические указания по выполнению заданий контрольной работы
- •Пример 1
- •Пример 2
- •Пример 4
- •Пример 5
- •9 Контрольные задания
- •10 Литература
9 Контрольные задания
Задание 1 От источника постоянного тока получает питание цепь смешанного соединения резисторов. Начертить схему цепи, задать направление токов в ветвях и определить:
эквивалентное сопротивление;
величину токов в резисторах и общий ток.
Решение задачи проверить составлением баланса мощностей.
Исходные данные по вариантам заданы в таблице 1.
Таблица 1
Вар. |
U, В |
R1, Ом |
R2, Ом |
R3, Ом |
R4, Ом |
R5, Ом |
R6, Ом |
R7, Ом |
R8, Ом |
№ рис. |
1 |
90 |
20 |
50 |
15 |
10 |
10 |
15 |
20 |
30 |
1.1 |
2 |
50 |
4 |
10 |
10 |
10 |
15 |
10 |
8 |
8 |
1.2 |
3 |
60 |
2,8 |
15 |
3 |
2 |
10 |
4 |
8 |
4 |
1.3 |
4 |
30 |
4 |
6 |
15 |
6 |
2 |
3 |
5 |
1,5 |
1.4 |
5 |
100 |
6 |
8 |
15 |
3 |
6 |
5 |
12 |
4 |
1.5 |
6 |
24 |
3 |
8 |
6 |
3 |
2 |
2 |
15 |
10 |
1.6 |
7 |
60 |
1 |
12 |
6 |
3 |
10 |
15 |
12 |
4 |
1.7 |
8 |
100 |
5 |
10 |
3 |
2 |
3 |
3 |
6 |
3,8 |
1.8 |
9 |
100 |
4 |
20 |
2 |
15 |
12 |
4 |
5 |
10 |
1.9 |
10 |
60 |
2 |
15 |
4 |
6 |
10 |
10 |
15 |
6 |
1.10 |
11 |
30 |
5 |
15 |
6 |
24 |
12 |
10 |
15 |
10 |
1.11 |
12 |
40 |
12 |
2 |
7 |
13 |
14 |
16 |
15 |
30 |
1.12 |
13 |
20 |
10 |
10 |
2 |
30 |
8 |
6 |
4 |
18 |
1.13 |
14 |
100 |
10 |
30 |
5 |
20 |
20 |
22 |
12 |
24 |
1.14 |
15 |
50 |
2 |
12 |
18 |
5 |
3 |
2 |
7 |
8 |
1.15 |
16 |
40 |
2 |
8 |
8 |
15 |
10 |
28 |
20 |
30 |
1.16 |
17 |
80 |
14 |
2 |
6 |
20 |
20 |
15 |
8 |
12 |
1.17 |
18 |
90 |
8 |
15 |
30 |
30 |
2 |
40 |
10 |
5 |
1.18 |
19 |
24 |
2 |
24 |
12 |
10 |
40 |
40 |
30 |
15 |
1.19 |
20 |
60 |
12,5 |
30 |
7,5 |
4 |
0,8 |
2 |
3 |
3 |
1.20 |
21 |
150 |
16 |
2 |
8 |
15 |
30 |
5 |
10 |
18 |
1.21 |
22 |
45 |
4,3 |
4 |
10 |
6 |
15 |
12 |
6 |
11 |
1.22 |
23 |
75 |
3 |
30 |
12 |
24 |
6 |
10 |
7 |
8 |
1.23 |
24 |
40 |
10 |
3 |
10 |
10 |
10 |
15 |
4 |
8 |
1.24 |
R1 R3 R4
R5
U R2 R7
R6 R8
Рисунок 1.1 |
R1
R2 R6 R5 U
R4 R3 R8 R7
Рисунок 1.2 |
R1 R3
R4
U R2 R7
R5 R6 R8
Рисунок 1.3 |
R2 R4 R5
R1 R3 R7 R6
U R8
Рисунок 1.4 |
R1 R2 R4
R5 R3
U R6
R7 R8
Рисунок 1.5
|
R1
R2 R5
U R6
R3 R4 R8 R7
Рисунок 1.6 |
R1
R4 R3
U R2 R8 R7
R6 R5
Рисунок 1.7
|
R1 R3
R4 R5
R2 R6 R7 U
R8
Рисунок 1.8 |
R1 R3 R5
R6 R2 R4 R7
U
R8
Рисунок 1.9
|
R1 R3
R2 R5 R4
U R8 R7 R6
Рисунок 1.10 |
R1 R3
R4 R5
U R2 R6
R7 R8
Рисунок 1.11
|
R2 R3
R5
U R1 R6 R4
R8 R7
Рисунок 1.12
|
|
R8 R7
R5 R6
U R4 R3 R2 R1
Рисунок 1.13
|
R1 R2 R6 R7
R3 R8
U R4 R5
Рисунок 1.14 |
|
R1 R3 R4
R2 R6 R5
U R8 R7
Рисунок 1.15 |
R1
R2 R3 R6
U R4 R5 R7 R8
Рисунок 1.16 |
|
R1 R2 R3
R5 R4
U R6 R8 R7
Рисунок 1.17 |
R1 R8
R2 R6 R7
U R4 R3 R5
Рисунок 1.18
|
|
R1 R4
U R6 R5
R2 R3 R8 R7
Рисунок 1.19
|
R1 R3 R5
R6 R7
U
R2 R4 R8
Рисунок 1.20 |
|
R1 R3 R2
R4 R6
U R5 R7
R8
Рисунок 1.21
|
R1 R3
R2 R4
U R5 R R7
R8
Рисунок 1.22 |
|
R1 R3 R5 R7
R2 R6
U R4 R8
Рисунок 1.23 |
R1 R2
R6 R4 R5 R3
U R8 R7
Рисунок 1.24 |
|
Задание 2 Однофазная цепь переменного тока состоит из последовательно соединенных резистора сопротивлением R, катушки с индуктивностью L и конденсатора с емкостью С. Параметры цепи, а также величины, подлежащие определению (отмечены *) указаны в таблице 2.
Задание: 1) начертить схему цепи;
2) определить неизвестные величины;
3) построить в масштабе векторную диаграмму цепи;
4) найти частоту, при которой в цепи наступит резонанс напряжений.
Таблица 2
Вар. |
U, B |
I, A |
S, BA |
P, Вт |
Q, BAp |
f, Гц |
R, Ом |
L, мГн |
С, мкФ |
Ψi, град |
ΨU, град |
1 |
20 |
* |
* |
* |
* |
50 |
3 |
19 |
1592 |
0 |
* |
2 |
* |
2 |
* |
* |
* |
100 |
4 |
6,37 |
227,5 |
* |
0 |
3 |
* |
* |
40 |
* |
* |
200 |
6 |
1,59 |
79,62 |
30 |
* |
4 |
* |
* |
* |
200 |
* |
300 |
8 |
5,3 |
132,7 |
* |
30 |
5 |
* |
* |
* |
* |
96 |
400 |
7 |
11,94 |
66,35 |
45 |
* |
6 |
100 |
* |
* |
* |
* |
500 |
24 |
0,955 |
31,85 |
* |
45 |
7 |
* |
5 |
* |
* |
* |
600 |
24 |
10,62 |
33,14 |
60 |
* |
8 |
* |
* |
640 |
* |
* |
700 |
32 |
2,275 |
6,69 |
* |
0 |
9 |
* |
* |
* |
2000 |
* |
800 |
20 |
5,97 |
13,27 |
90 |
* |
10 |
* |
* |
* |
* |
-500 |
900 |
15 |
3,539 |
4,42 |
* |
90 |
11 |
200 |
* |
* |
* |
* |
1000 |
16 |
4,777 |
8,846 |
- 30 |
* |
12 |
* |
4 |
* |
* |
* |
50 |
12 |
44,59 |
106,157 |
* |
- 30 |
13 |
* |
* |
375 |
* |
* |
100 |
12 |
31,847 |
144,759 |
- 45 |
* |
14 |
* |
* |
* |
900 |
* |
200 |
9 |
9,554 |
33,174 |
* |
- 45 |
15 |
* |
* |
* |
* |
1000 |
300 |
30 |
26,539 |
53,078 |
- 60 |
* |
16 |
250 |
* |
* |
* |
* |
400 |
40 |
3,98 |
9,952 |
* |
- 60 |
17 |
* |
6 |
* |
* |
* |
500 |
10 |
3,82 |
70,771 |
- 90 |
* |
18 |
* |
* |
200 |
* |
* |
600 |
7,5 |
2,654 |
13,269 |
* |
- 90 |
19 |
* |
* |
* |
600 |
* |
700 |
24 |
6,824 |
18,956 |
0 |
* |
20 |
* |
* |
* |
* |
-162 |
800 |
18 |
3,185 |
4,976 |
* |
0 |
21 |
150 |
* |
* |
* |
* |
900 |
12 |
2,654 |
29,488 |
30 |
* |
22 |
* |
10 |
* |
* |
* |
1000 |
3 |
1,115 |
15,923 |
* |
30 |
23 |
* |
* |
90 |
* |
* |
50 |
8 |
31,847 |
796,18 |
45 |
* |
24 |
* |
* |
* |
60 |
* |
100 |
15 |
47,7 |
159,24 |
* |
45 |
Задание 3. В сеть переменного тока включены параллельно катушка индуктивности с параметрами R1 и L1 и идеальный конденсатор емкостью C2. Данные для своего варианта взять из таблицы 3. Начертить схему цепи и определить следующие величины, если они не заданы:
1) токи в параллельных ветвях I1 и I2; 2) ток в неразветвленной части цепи I; 3) напряжение, приложенное к цепи U; 4) угол сдвига фаз всей цепи ;
5) активную, реактивную и полную мощности, потребляемые всей цепью.
Построить в масштабе векторную диаграмму.
Определить емкость, при которой в цепи наступит резонанс токов (индуктивность не меняется).
Таблица 3
Вариант |
R1, Ом |
L1, мГн |
C2, мкФ |
f, Гц |
|
Дополнит. параметр |
1 |
60 |
150 |
53 |
50 |
i= 00 |
U = 120 В |
2 |
50 |
60 |
50 |
100 |
u = 00 |
I1 = 1,6 A |
3 |
12 |
13 |
150 |
60 |
i = 300 |
U = 30 В |
4 |
80 |
50 |
10 |
200 |
u = 300 |
I2 = 3,7 A |
5 |
100 |
40 |
15 |
200 |
i = -300 |
U = 200 В |
6 |
20 |
50 |
200 |
50 |
u = -300 |
U = 60В |
7 |
19 |
40 |
6 |
300 |
i = 900 |
I1 = 3,2 A |
8 |
80 |
30 |
40 |
100 |
u = 900 |
U = 100 В |
9 |
20 |
20 |
138 |
100 |
i = -900 |
I2 = 2 A |
10 |
8 |
10 |
60 |
150 |
u = -900 |
U = 40 В |
11 |
60 |
150 |
53 |
50 |
i= 450 |
I1 = 1,6 A |
12 |
50 |
60 |
50 |
100 |
u = 450 |
U = 30 В |
13 |
12 |
13 |
150 |
60 |
i = 00 |
I2 = 3,7 A |
14 |
80 |
50 |
10 |
200 |
u = 00 |
U = 200 В |
15 |
100 |
40 |
15 |
200 |
i = -600 |
U = 60В |
16 |
20 |
50 |
200 |
50 |
u = -600 |
I1 = 3,2 A |
17 |
19 |
40 |
6 |
300 |
i = 300 |
U = 100 В |
18 |
80 |
30 |
40 |
100 |
u = 300 |
I2 = 2 A |
19 |
20 |
20 |
138 |
100 |
i = -300 |
U = 40 В |
20 |
8 |
10 |
60 |
150 |
u = -300 |
U = 120 В |
21 |
60 |
150 |
53 |
50 |
i= 900 |
I1 = 1,6 A |
22 |
50 |
60 |
50 |
100 |
u = 900 |
U = 30 В |
23 |
12 |
13 |
150 |
60 |
i = 600 |
I2 = 3,7 A |
24 |
80 |
50 |
10 |
200 |
u = 600 |
U = 200 В |
Задание 4. В четырехпроводную трехфазную линию с линейным напряжением UЛ включается звездой потребитель, в фазах которого соединяются последовательно активные и реактивные сопротивления в соответствии с таблицей вариантов (таблица 4).
1. Начертить схему включения потребителя для своего варианта и определить:
а) фазные и линейные токи;
б) углы сдвига фаз напряжения и тока в каждой фазе;
в) активную, реактивную и полную мощности цепи.
Построить в масштабе векторную диаграмму и с ее помощью определить величину тока в нулевом проводе.
Таблица 4
Вари – ант |
Uл, В |
Фаза А
R,Ом X,Ом |
Фаза В
R,Ом X,Ом |
Фаза С
R,Ом X,Ом |
1 |
380 |
3 XL = 4 |
6 XL = 8 |
12 XL = 16 |
2 |
220 |
5 XL = 10 |
12 0 |
0 XC = 8 |
3 |
127 |
8 XL = 6 |
10 0 |
2 XC = 6 |
4 |
220 |
9 XL = 12 |
12 XL = 9 |
12 XL = 15 |
5 |
127 |
5 XL = 5 |
18 0 |
10 XC = 20 |
6 |
220 |
10 XL = 10 |
20 0 |
3 XC = 10 |
7 |
380 |
20 0 |
13 XL = 15,2 |
0 XC = 10 |
8 |
220 |
5 XL = 6 |
10 0 |
0 XC = 5 |
9 |
380 |
12 0 |
10 XL = 20 |
10 XC = 20 |
10 |
220 |
10 XL = 10 |
10 0 |
10 XC = 15 |
11 |
127 |
8 XС = 6 |
0 XС = 8 |
0 XС = 1 |
12 |
220 |
0 XL = 2 |
7 0 |
10 XC = 8 |
13 |
380 |
10 XL = 3 |
0 XL = 8 |
7 XL = 5 |
14 |
660 |
7 XC = 7 |
0 XL = 10 |
0 XL = 6 |
15 |
380 |
0 XC = 4 |
6 XL = 8 |
0 XC = 10 |
16 |
220 |
4 XC = 5 |
10 0 |
3 XC = 6 |
17 |
127 |
9 XL = 6 |
0 XL = 7 |
0 XC = 5 |
18 |
220 |
5 XC = 7 |
0 XC = 8 |
6 XL = 8 |
19 |
380 |
0 XL = 8 |
0 XL = 15 |
0 XC = 6 |
20 |
660 |
6 XC = 8 |
7 XC = 6 |
0 XC = 15 |
21 |
220 |
12 XC = 16 |
3 XC = 4 |
6 XC = 8 |
22 |
380 |
0 XL = 8 |
5 XC = 10 |
12 0 |
23 |
660 |
2 XL = 6 |
8 XC = 6 |
10 0 |
24 |
380 |
12 XC = 15 |
9 XC = 12 |
12 XC = 9 |
Задание 5. В сеть трехфазного тока с линейным напряжением UЛ включается треугольником потребитель, в фазах которого соединяются последовательно активные и реактивные сопротивления в соответствии с таблицей вариантов (таблица 5).
1. Начертить схему включения потребителя для своего варианта и определить:
а) фазные токи;
б) углы сдвига фаз напряжения и тока в каждой фазе;
в) активную, реактивную и полную мощности цепи.
Построить в масштабе векторную диаграмму и с ее помощью определить значения линейных токов.
Таблица 5
Вари -ант |
Uл, В |
Фаза АВ
R,Ом X,Ом |
Фаза ВС
R,Ом X,Ом |
Фаза СА
R,Ом X,Ом |
1 |
660 |
4 XC = 3 |
8 XC = 6 |
16 XL = 12 |
2 |
380 |
10 XL = 5 |
0 XC = 12 |
8 0 |
3 |
220 |
6 XC = 8 |
0 XC = 10 |
6 XL = 2 |
4 |
660 |
12 XC = 9 |
9 XC =12 |
15 XC = 12 |
5 |
220 |
5 XC = 5 |
0 XC = 18 |
20 XL = 10 |
6 |
380 |
10 XC = 10 |
0 XL = 20 |
10 XL =3 |
7 |
660 |
0 XC = 20 |
15 XC = 13 |
10 0 |
8 |
127 |
6 XC =5 |
0 XC = 10 |
5 0 |
9 |
660 |
0 XL = 12 |
20 XC = 10 |
20 XL = 10 |
10 |
380 |
10 XC = 10 |
0 XC = 10 |
15 XL = 10 |
11 |
220 |
6 XL = 8 |
8 0 |
1 0 |
12 |
380 |
2 0 |
0 XC = 7 |
8 XL= 10 |
13 |
660 |
3 XC = 10 |
8 0 |
5 XC = 7 |
14 |
380 |
7 XC = 7 |
10 0 |
6 XC = 0 |
15 |
220 |
4 0 |
8 XC = 6 |
10 0 |
16 |
380 |
5 XL = 4 |
0 XC = 10 |
6 XL = 3 |
17 |
220 |
6 XC =9 |
7 0 |
5 0 |
18 |
380 |
7 XL = 5 |
8 0 |
8 XC = 6 |
19 |
660 |
8 0 |
15 0 |
6 0 |
20 |
220 |
8 XL = 6 |
6 XL = 7 |
15 0 |
21 |
380 |
16 XL = 12 |
4 XL = 3 |
8 XL = 6 |
22 |
660 |
8 0 |
10 XL = 5 |
0 XC = 12 |
23 |
380 |
6 XC = 2 |
6 XL = 8 |
0 XC = 6 |
24 |
220 |
15 XL = 12 |
12 XL = 9 |
9 XL =12 |
Задание 6 Ответить на вопрос, приведенный в таблице 6
Таблица 6
Вариант |
Содержание вопроса
|
1 |
Объяснить устройство полупроводниковых триодов – транзисторов, назначение электродов, принцип работы и применение.
|
2 |
Начертить мостовую схему двухполупериодного выпрямителя с выведенной средней точкой и объяснить принцип ее работы. Изобразить графики напряжений. |
3 |
Начертить схему электронного реле времени. Объяснить принцип ее работы.
|
4 |
Начертить схему и объяснить принцип работы усилителя на транзисторе по схеме с общим эмиттером.
|
5 |
Привести классификацию фотоэлектронных приборов, объяснить смысл внешнего и внутреннего фотоэффекта.
|
6 |
Начертить схему фотореле с фотоэлементом с питанием от источника постоянного тока. Объяснить принцип работы, указать область его применения. |
7 |
Объяснить смысл электронной и дырочной электропроводимости полупроводников. Рассказать о влиянии примесей на их проводимость. Объяснить физический смысл электронно-дырочного перехода полупроводников и его одностороннюю проводимость. |
8 |
Объяснить назначение и указать типы фильтров в схемах выпрямителей переменного тока. Привести графики выпрямленного напряжения с фильтрами и без них. |
9 |
Начертить схему электронного генератора типа «LC» на транзисторе, объяснить принцип работы генератора, указать назначение элементов.
|
10 |
Начертить схему и объяснить принцип работы двухполупериодного мостового выпрямителя. Изобразить графики напряжений.
|
11 |
Объяснить устройство фотоэлемента с внутренним фотоэффектом (фоторезистора) и принцип его работы. Указать область применения.
|
12 |
Начертить схему симметричного мультивибратора на транзисторах и объяснить его работу.
|
13 |
Объяснить устройство полупроводниковых диодов и принцип выпрямления переменного тока.
|
14 |
Описать устройство фотоэлементов с внешним фотоэффектом, принцип работы, область применения.
|
15 |
Начертить схему фотореле на фоторезисторах. Объяснить принцип работы и указать область применения.
|
16 |
Начертить схему и объяснить принцип работы усилителя на транзисторе по схеме с общей базой.
|
17 |
Изобразить структурную схему выпрямителей переменного тока, их назначение. Рассказать о составных частях схемы выпрямителя.
|
18 |
Начертить схему фотоэлектронного реле с питанием переменным током. Объяснить принцип работы фотореле. Указать область его применения.
|
19 |
Начертить схему и объяснить принцип работы однополупериодного выпрямителя. Изобразить графики напряжений.
|
20 |
Объяснить устройство, принцип действия и схему включения тиристора.
|
21 |
Привести краткую классификацию интегральных схем микроэлектроники. Каково их применение в электронных приборах? |
22 |
Объяснить устройство точечных и плоскостных диодов, транзисторов, их применение.
|
23 |
Начертить схему трехфазного выпрямителя и объяснить принцип ее работы. Изобразить графики напряжений.
|
24 |
Объяснить устройство пленочных интегральных схем микроэлектроники, каковы их преимущества?
|