Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Основы электротехники и электроникиСтр 1 из 10Следующая ⇒
Основы электротехники и электроники
для студентов направлений подготовки Неэлектротехнического профиля (221400.62 Управление качеством, 260800.62 Технология продукции и организация общественного питания и др.)
Квалификация (степень) выпускника Бакалавр
Форма обучения заочная
Казань
Рабочая программа, контрольные задания и рекомендации по выполнению по дисциплине «Электротехника и электроника» предназначены для студентов заочной формы обучения, обучающихся по направлениям 150700 ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ Индивидуальное задание составлено для 100 вариантов. Вариант задания определяется двумя последними цифрами номера студенческого билета mn: где m – предпоследняя, n – последняя. Перед выполнением студенту рекомендуется проработать перечень теоретических вопросов, приведенных для каждой темы. В процессе выполнения может пользоваться не только рекомендованной, но и любой другой доступной ему учебной и технической литературой. При выполнении контрольного задания необходимо придерживаться следующих правил: 1. Решение любой задачи начинается с поясняющего чертежа (схемы). 2. Все вновь вводимые значения должны поясняться. 3. При расчетах сначала выводится общая формула, затем подставляются числовые значения известных величин, приводятся результаты промежуточных вычислений и конечный результат, в промежуточных вычислениях размерности величин не указываются, а в конечном результате приведение размерности обязательно. 4. Все величины должны выражаться в стандартных единицах международной системы единиц СИ. 5. Все расчеты должны выполняться с точностью до второй значащей цифры после запятой. Работа не засчитывается и подлежит переработке, если: 1. выполнена не по своему варианту; 2. выполнена неряшлево, неразборчиво; 3. выполнена не в полном объеме; Имеются грубые ошибки. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. М.: Высшая школа, 2005. 2. Данилов И.А. П.М. Иванов Общая электротехника с основами электроники – М.: Высш. шк., 2004. 3. Материалы выданные в электронном виде.
Оформление контрольной работы по предмету «Электротехника и электроника»
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ЧОУ ВПО «ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ, УПРАВЛЕНИЯ И ПРАВА (г. КАЗАНЬ)» Факультет менеджмента и маркетинга
Кафедра Промышленного менеджмента
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине: «Электротехника и электроника»
Вариант №
Выполнил студент _______________________________________
Группа _____________курс _______ семестр _______
Проверил преподаватель _____________
Сдано: «_______»_______________20___г.
Проверено: «_______»_______________20___г.
Казань Содержание дисциплины Основы Электротехники и Электроники Часть1. Основы электротехники
Тема 1.1. Электрические и магнитные цепи. Тема 1.2. Электрические цепи однофазного переменного тока Тема 1.3. Трехфазный электрические цепи переменного тока. Тема 1.4. Переходные процессы Тема 1.5. Электромагнитные устройства и электрические машины. Трансформаторы Электрические машины постоянного и переменного тока. 1.5.3. Основы электропривода. Основы электробезопасности и энергосбережения Тема 1.1. Электрические и магнитные цепи. Общие сведения об электрических целях: определение, классификация. Электрический ток его определение, направление, сила тока, плотность. Потенциал. Напряжение. Энергия. Мощность., Электрическая проводимость и сопротивление проводников. Зависимость сопротивления от температуры. Законом Ома для участка и полной цепи. Основные элементы электрических цепей: источники и приемники электрической энергии, их мощность и К.П.Д. назначение вспомогательных элементов цепи режиму работы электрической цепи: холостой ход, нормальный, рабочий, короткого замыкания. Закон Джоуля – Ленца. Нагрев проводов. Выбор сечения проводов в зависимости от допустимого тока. Условное обозначение на электрическую схему. Участки схем электрических цепей: ветвь, узел, контур. Потеря напряжения в линиях электропередачи. Расчет электрических цепей с помощью законов Ома и Кирхгофа. Эквивалентные преобразования. Понятие о расчете сложных цепей. Особенности цепей постоянного тока. Студент должен знать: - единицы измерения силы тока, потенциала, напряжения. - закон Ома для участка и полной цепи; - схемы включения амперметра и вольтметра в электрической цепи; - закон Джоуля – Ленца; - первое и второе правила Кирхгофа. уметь: - составлять простейшие электрические схемы; - применять законы Ома для расчета электрических цепей; - выбирать методы расчета в зависимости от типа цепей тока; - производить преобразование цепей с последовательным, параллельным и смешанным соединением элементов. - составлять уравнения Кирхгофа для расчета электрических цепей; - составлять исходные уравнения для расчетов сложной цепи постоянного тока, в том числе уравнение баланса мощностей;
Самостоятельная работа студентов. по индивидуальным заданиям определить эквиваленты сопротивление электрической цепи со смешанным соединением элементов. - произвести расчет электрических цепей по законам Ома и составить баланс мощностей. - получив схему сложной электрической цепи рассчитать токи по закону Кирхгофа. Тема 1.5. Электромагнитные устройства и электрические машины Трансформаторы Назначение трансформаторов, их классификация. Вклад Русских ученых Н.Н. Яблочкова и М.О. Доливо-Добровольского в создании и использовании трансформаторов. Однофазный трансформатор, его устройство принцип действия, условное обозначение, коэффициент трансформации. Внешняя характеристика трансформатора. Режим работы трансформатора: холостой ход, рабочее короткое замыкание. Потери энергии и К.П.Д. трансформатора. Понятие об измерительных, сварочных трансформаторах, автотрансформаторах. Студент должен знать: - устройство и принцип действия трансформатора; - как определять параметры трансформаторов по паспортным данным; - как определить потери мощности и К.П.Д. по результатам измерений; - коэффициент трансформации по данным измерений токов и напряжений; уметь: - различать режимы работы трансформаторов; - регулировать выходные напряжения с помощью автотрансформатора; - различать трансформаторы по различным конструктивным признакам. Самостоятельная работа студентов. Изучить и законспектировать устройство и принцип действия сварочного трансформатора СОДЕРЖАНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ по разделу " Электротехника" Задание 1. Расчет простой цепи постоянного тока (с одним источником). Для своего варианта mn выполнить следующее: 1. Рассчитать эквивалентное сопротивление цепи относительно источника. 2. Рассчитать ток в каждом резисторе. 3. Проверить выполнение первого закона Кирхгофа во всех узлах схемы и второго Закона Кирхгофа для одного из контуров. 4. Определить мощности, рассеиваемые на резисторах схемы. 5. Проверить выполнение баланса мощностей. Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.1 и табл. 1.2.
Схему цепи и номиналы элементов выбрать в соответствии с вариантом mn - две последние цифры номера зачетки. Для номера зачетки с последними цифрами 01-33 брать соответствующий номер рисунка (табл. 1.2), а параметры элементов в строке 1 табл. 1.1; для номера зачетки 34-66 брать номер рисунка mn-33, а параметры элементов в строке 2 табл. 1.1 и т.д. Таблица 1.1.
Например, mn=37. Следовательно, из табл. 1.2 выбирается схема, на рис. 1.04, а значения резисторов выбираются из строки 2 табл. 1.1. Схемы электрических цепей для задачи 1 . Таблица 1.2.
Задание 2. Расчет цепи постоянного тока с несколькими источниками Для своего варианта mn: 1. Составить уравнения для определения токов путем непосредственного применения законов Кирхгофа (Метод токов ветвей). Систему не решать. 2. Определить токи в ветвях методом контурных токов или узловых напряжений - метод выбирается на усмотрение студента. 3. Построить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура цепи. 4. Определить режимы работы источников электроэнергии и составить баланс мощностей. Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.3 и табл. 1.4.
Схему цепи и номиналы элементов выбрать в соответствии с вариантом mn - две последние цифры номера зачетки. Для номера зачетки с последними цифрами 01-50 брать соответствующий номер рисунка (табл. 1.4), а параметры элементов в строке 1 табл. 1.3; для номера зачетки 51-100 брать номер рисунка mn-50, а параметры элементов в строке 2 табл. 1.3. Например, последние две цифры шифры зачетки mn=57. Следовательно (100-57=7), из табл. 1.4 выбирается схема, приведенная на рис. 7, а значения резисторов выбираются из строки 2 табл. 1.3. Таблица 1.3
Таблица 1.4.
Задание 3. Расчет цепи гармонического тока
Для своего варианта mn выполнить следующие действия: 1. Рассчитать полное сопротивление цепи при гармоническом воздействии. 2. Рассчитать токи в ветвях и напряжения на элементах схемы; 3. Составить и проверить баланс полных, активных и реактивных мощностей; 4. Построить векторные диаграммы токов и напряжений. Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.5.
Схему цепи и номиналы элементов выбрать в соответствии с вариантом mn - две последние цифры номера зачетки. Для номера зачетки с последними цифрами 01-30 брать соответствующий номер рисунка (табл. 1.5),; для номера зачетки 31-60 брать номер рисунка mn-30 и т.д. Схемы и исходные данные для задания №3. Табл.1.5.
Задание 4. РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ В трёхфазную сеть с симметричной системой линейных напряжений UAB= UBC= UCA= UЛ. включён трёхфазный потребитель электроэнергии, фазы которого соединены “звездой” и имеют комплексные сопротивления Zа, Zb, Zс (рис.1.1) или соединены “треугольником” Zab, Zbc, Zca (рис.1.2). Определить: 1) линейные и фазные напряжения и токи потребителя, 2) активную Р, реактивную Q и полную S мощности потребителя. 3) показания приборов: амперметра, вольтметра, показания ваттметров W1, W2. 4) Построить векторную диаграмму токов и напряжений. Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.5. Схему цепи и номиналы элементов выбрать в соответствии с вариантом mn - две последние цифры номера зачетки. Для номера зачетки с последними цифрами 01-50 брать соответствующий номер строки табл.1.5, для четных номеров схему на рис 5, а для нечетных номеров схему на рис. 8. Для номера зачетки с последними цифрами 51-100 брать номер строки mn-50 табл.1.5, для четных номеров схему на рис. 8, а для нечетных номеров схему на рис. 5.
Таблица 1.6.
Законы Кирхгофа Согласно первого закона Кирхгофа алгебраическая сумма токов в любом узле электрической цепи равна нулю ∑ I = 0. Поскольку речь идет об алгебраической сумме ∑ I, необходимо учитывать знаки слагаемых токов. Входящие в узел токи принято считать положительными, выходящие – отрицательными. Для узла " а" (рис. 2.5) имеем I 1 + I 2 - I 3 = 0. Согласно второго закона Кирхгофа алгебраическая сумма ЭДС в любом контуре цепи равна алгебраической сумме падений напряжений на элементах контура ∑ E = ∑ R · I. Для составления уравнения по второму закону Кирхгофа произвольно выбирают направление обхода контура. Принято ЭДС, токи и напряжения считать положительными, если они совпадают по направлению с направлением обхода контура, а если не совпадают – отрицательными. При обходе контура E 1, E 2, R 2, R 1 электрической цепи (рис. 2.5) по часовой стрелке имеем E 1 - E 2 = R 1· I 1 - R 2 I 2. 2.3. Преобразования в электрических цепях Под эквивалентным преобразованием понимают замену одной цепи другой, обычно более простой, с меньшим числом элементов, при которой не изменяется распределение токов и напряжений в остальной части цепи. В сложных электрических цепях применяют формулы эквивалентного преобразования при последовательном, параллельном, смешанном соединения элементов, а также преобразования " треугольника" в " звезду" и обратно. Рассмотрим эти соотношения.
Эквивалентные преобразования пассивных электрических цепей.
Пример выполнения задачи 1. Для электрической цепи постоянного тока, приведенной на рис. 4: 1. Рассчитать эквивалентное сопротивление цепи. 2. Рассчитать ток в каждом резисторе. 3. Проверить выполнение первого закона Кирхгофа во всех узлах схемы и второго Закона Кирхгофа для одного из контуров. 4. Определить мощности, рассеиваемые на резисторах схемы. 5. Проверить выполнение баланса мощностей Рис. 4. Электрическая цепь постоянного тока 1. Расчет эквивалентного сопротивления цепи проводим методом последовательных эквивалентных преобразований.. а) б) в) Рис. 5. " Этапы эквивалентного преобразования электрической цепи Эквивалентное сопротивление ветвей R3 и R4 соединенных параллельно определяем по формуле: , . Эквивалентное сопротивление элементов R2, R34 и R5, соединенных последовательно находим по формуле: , . Эквивалентное сопротивление всей цепи (R2345 и R1 -соединены параллельно): , . 2. Рассчитаем токи во всех ветвях. Ток, потребляемый цепью от источника питания: , . Ток в ветви R1:
Ток в ветви R2345: , . Определяем потенциал узла «б»: , . Определяем потенциал узла «в»: . Очевидно, что I5 = I2, откуда . Определяем разность потенциалов между узлами «б» и «в»: , . Определяем токи в ветвях R3 и R4: , ; , . 3. Проверяем выполнение первого закона Кирхгофа для токов в узлах. Для узла «а»: , . Для узла «б»: , . Для узла «в»: , . Проверяем выполнение второго закона Кирхгофа для контура R5, R3, R2, R1: , , . 4. Определяем мощности, рассеиваемые на резисторах: , ; , ; , ; , ; , . 5. Проверяем выполнение баланса мощностей. Мощность, потребляемая цепью от источника питания: , . Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-05-29; Просмотров: 1027; Нарушение авторского права страницы