1. Загальні положення

1.1 Мета самостійної роботи

Самостійна робота - основний вид практичного оволодіння дисципліною ОТК. Робота над виконанням завдань є одною з форм перевірки рівня засвоєння теоретичного матеріалу із дисципліни і виробітки звичок з чіткого та стислого їх практичного втілення.

2. Вибір варіанту завдання

Самостійна робота дотримує п’ять окремих завдань. Номери завдань до самостійного опрацювання визначаються послідовністю змістових розділів дисципліни. Вихідними даними для виконання завдань є схеми електричних кіл та параметри елементів кола.

Номер схеми кола визначається за останньою цифрою номера залікової книжки студента, а варіант параметрів кола за початковою літерою прізвища.

1.3. Вимоги та рекомендації щодо оформлення самостійної роботи

НАВЕДЕНІ ВКАЗІВКИ ОБОВ’ЯЗКОВІ ДО ВИКОНАННЯ!

Самостійну роботу слід виконувати у окремому зошиті з полями шириною 4 см для поміток викладача консультанта.

Всі основні теоретичні положення по ходу рішення задачі повинні бути пояснені та написані власноручно синьою або чорною пастою (чорнилами) чітким, розбірливим почерком без скорочень слів, без застосування програмних продуктів ПEОМ.

На початку рішення задачі необхідно повністю переписати її умови, відобразити схему кола відповідно до ДСТУ і записати значення її параметрів згідно варіанту завдання.

Схеми, малюнки, графіки повинні бути виконані на окремих листах міліметрового паперу акуратно з дотриманням вимог стандартів та в зручному для читання масштабі. Ці листки паперу повинні бути вклеєні у зошит проміж тексту, або у вигляді окремих сторінок.

Розрахунки повинні бути виконані з точністю до чотирьох значущих цифр. Проміжні та кінцеві результати розрахунків потрібно виділити з загального тексту. Наприкінці розрахунків слід вказати одиниці вимірювання фізичних величин.

Самостійна робота повинна мати список літератури, підпис студента та термін її закінчення.

Якщо самостійна робота не зарахована або на захищена, вона повертається студентові на доопрацювання. Відповіді на зауваження викладача та помилки повинні бути надані у зошиті від окремо після слів “Відповіді на зауваження ”, та вклеєні в відрецензовану роботу. Виправлення помилок по тексту не дозволяється. Доповнена відповідями на зауваження, робота вдруге надається до захисту.

2. Завдання

2.1. Завдання №1. Лінійне електричне коло постійного струму.

Для схеми електричного кола, зображеної на рис.1....10, відповідно до номеру варіанту виконати наступне:

1. Провести топологічний аналіз схеми електричного кола та на підставі законів Кірхгофа скласти систему рівнянь для розрахунку струмів в усіх її гілках.

2. Перетворити схему кола у трьох контурну.

3. Визначити струми в гілках кола методом контурних струмів.

4. Скласти рівняння балансу потужності кола.

5. Визначити потенціали та побудувати потенційну діаграму зовнішнього контуру електричного кола.

Вихідні данні до завдання №1 Таблиця 1

Варіант		А,Б,В	Г,Д,Е	Ж,З,І	К,Л,М	Н,О,П	Р,С,Т	У,Ф,Х	Ц,Ч	Ш,Щ,Є	Ю,Я
Е1	B	100	120	150	210	130	140	170	200	180	190
Е2		190	200	110	100	210	100	120	150	190	180
J1	A	3	5	2	4	6	8	7	1	9	6
J2		2	4	8	3	5	1	6	7	4	9
R1	Ω	10	6	24	9	20	12	14	17	18	22
R2		12	8	17	14	10	20	16	18	6	24
R3		20	14	15	13	16	8	18	23	15	16
R4		8	12	10	18	24	14	22	21	16	15
R5		14	20	6	22	18	15	24	6	10	8
R6		16	10	9	8	6	22	13	15	22	14
R7		18	16	11	15	8	10	9	20	14	6
R8		24	18	20	6	15	9	8	16	22	12
R9		6	24	12	20	13	11	15	22	8	19

Варіанти схем електричних кіл до завдання №1

2.2. Завдання №2. Лінійне електричне коло змінного синусоїдного струму.

Для схеми електричного кола, зображеної на рис.11....20, відповідно до номеру варіанту виконати наступне:

1. На підставі законів Кірхгофа для миттєвих значень струмів у гілках кола скласти систему рівнянь в диференційній формі.

2. Визначити комплекси діючих значень струмів в усіх гілках кола скориставшись методом двох вузлів.

3. Для зовнішнього контуру кола визначити комплекси значень потенціалів та побудувати в однієї системі координат векторну діаграму струмів і сумісно з нею топографічну діаграму потенціалів. Потенціал вузла (а) прийняти рівним нулю.

4.Виначити показання ватметру.

Вихідні данні до завдання №2 Таблиця 2

Варіант		А,Б,В	Г,Д,Е	Ж,З,І	К,Л,М	Н,О,П	Р,С,Т	У,Ф,Х	Ц,Ч	Ш,Щ,Є	Ю,Я
Еm1	B	380	200	270	320	300	440	400	310	280	430
Еm2		220	280	320	300	310	200	380	270	410	320
f	Гц	60	50	70	65	55	75	45	80	85	90
Ψе1	гр.	-30	-10	20	35	40	-45	-85	120	-80	60
Ψе2		65	-20	-80	-60	-10	120	35	-85	25	-30
R1	Ω	10	8	12	15	20	25	22	18	14	6
R2		15	6	22	20	10	8	12	14	18	15
R3		20	10	15	25	12	14	18	8	6	22
L1	mГн	50	20	15	30	55	10	60	12	18	11
L2		30	40	10	45	18	55	30	15	12	10
C1	мкФ	100	150	200	250	300	180	220	280	140	240
C2		200	240	280	150	220	100	160	140	300	180
C3		250	100	300	180	150	220	140	240	280	200

Варіанти схем електричних кіл до завдання №2

2.3. Завдання №3. Нелінійне магнітне коло постійного струму.

Для загальної схеми магнітного кола яке наведене на рис.21, за вихідними даними, що відповідають останній цифрі номеру залікової книжки, визначити магнітний потік у повітряній щілині Ф₀ та силу - Р, з якою якір (2) притягується до магнітопроводу (1) електромагніту, якщо надано їх геометричні розміри S₁ = S₂ = S, ℓ₁ = ℓ₂ , довжина повітряної щілині – δ. Кількість витків котушки становить – w при силі струму в ній – I.

При розрахунках потоком розсіювання зневажити, магнітне поле у щілині вважати розподіленим рівномірним. Магнітна характеристика сталі як нелінійного елементу надана у вигляді таблиці 3.

Мал. 21. Ескіз електромагніту

Магнітна характеристика сталі Таблиця 3

В, Тл	0	0,4	0,67	0,87	1,0	1,1	1,2	1,3
Н, А/м	0	100	200	300	400	500	600	700

Остання цифра номеру залікової книжки	Характеристики електромагніту
	ℓ1,, см	ℓ2, см	S, см2	δ, мм	w	I, А
1	20	10	2,5	0,025	110	1,8
2	12	8	2,0	0,05	370	0,5
3	15	5	2,0	0,04	210	0,8
4	13	7	1,5	0,06	200	1,0
5	34	16	4,0	0,15	675	0,75
6	70	30	5,0	0,02	890	0,6
7	50	20	4,0	0,08	405	1,2
8	20	10	2,5	0,10	640	0,5
9	14	6	2,0	0,20	300	1,5
0	46	24	3,5	0,15	240	2,5

Вихідні данні до завдання №3 Таблиця 4

2.4. Завдання №4. Лінійне електричне коло періодичного не синусоїдного струму.

На вході схеми електричного кола, відображеної на рис.31...40 діє не синусоїдна напруга, закон зміни якої надано на рис.41...50 . Згідно з номером варіанту слід виконати:

1. Розкласти періодичну не синусоїдну напругу, діючу на вході кола, у тригонометричний ряд Фур’є та надати її у вигляді суми ряду з чотирьох складових – постійної складової і трьох гармонічних функцій.

2. У єдиній системі координат побудувати графіки заданої кривої напруги, кожну гармоніку окремо та суму складових гармонічного ряду.

3. Визначити закон зміни вхідного струму та записати рівняння його миттєвого значення у вигляді тригонометричного ряду Фур’є.

4. Визначити повну, активну і реактивну потужності на вході кола, а також знайти коефіцієнт потужності та потужність викривлення.

5. Визначити показники вимірювальних приборів у колі для двох випадків – прибори електромагнітної системи та магнітоелектричної.

Початкові дані до завдання №4 Таблиця 5

Варіант	А,Б,В	Г,Д,Е	Ж,З,І	К,Л,М	Н,О,П	Р,С,Т	У,Ф,Х	Ц,Ч	Ш,Щ,Є	Ю,Я
U, B	25	30	35	20	15	40	45	50	60	55
T, ms	15	20	25	10	30	35	40	45	15	55
R, Ω	8	4	6	5	10	12	15	7	9	11
C, мкФ	250	240	210	200	230	180	160	290	300	220
L1, мГн	20	15	18	10	25	24	12	8	21	17
L2, мГн	7	25	10	8	21	17	20	15	18	24
Крива не синусоїдної напруги, рис.	41	42	43	44	45	46	47	48	49	50

Схеми електричних кіл не синусоїдного струму

Закон змін не синусоїдної напруги

2.5. Завдання №5. Перехідні процеси у лінійних електричних колах

Для заданого електричного кола (рис.51...60) де здійснюється комутація вмикачем – S , відповідно до варіанту завдання, визначити закон зміни струму або напруги в функції часу у одній з гілок кола. Рішення задачі здійснити класичним методом. Рівняння характеристичного опору кола отримати з рішення системи неоднорідних диференційних рівнянь електричного кола. За результатами рішення побудувати графік зміни знайденої величини в функції часу від t = 0 до t = 3/[p_min], де p_min – найменше значення кореня характеристичного рівняння.

Початкові дані до завдання №5 Таблиця 6

Варіант	А,Б,В	Г,Д,Е	Ж,З,І	К,Л,М	Н,О,П	Р,С,Т	У,Ф,Х	Ц,Ч	Ш,Щ,Є	Ю,Я
E, B	100	120	150	200	180	220	140	250	160	130
L, мГн	5	4	8	6	10	12	11	15	7	9
C, мкФ	200	180	100	120	150	140	160	210	250	110
R1, Ω	5	3	4	10	8	9	11	12	15	6
R2, Ω	4	6	8	11	15	5	3	13	9	10
R3, Ω	6	2	10	5	3	12	15	4	11	13
R4, Ω	10	8	3	12	11	6	4	15	2	9
визначити	i	uc	iL	u3	i	uc	iL	u3	i	uc

Варіанти схем електричних кіл для аналізу перехідних процесів