МП ЗТМ 40 вариантовx - Тольяттинский политехнический

Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное образовательное
учреждение среднего профессионального образования
«Тольяттинский политехнический техникум»
(ФГОУ СПО «ТПТ»)
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора по УР
_____________ С.А.Гришина
___ ___ 2011___
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
для студентов - заочников
Специальность 270802 «Строительство и эксплуатация зданий и
сооружений»
Дисциплина «Основы электротехники и электроники»
Тольятти, 2012
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
Стр.2 из 20
Содержание
№
наименование
1
Введение
2
Указания к выполнению контрольной
работы
3
Задача 1
4
Задача 2
5
Задача 3
6
Задача 4
7
Задание 5
8
Литература
9
Приложения (Пример оформления
контрольной работы)
Стр.
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
Стр.3 из 20
Введение
Основным методом заочной формы обучения является самостоятельное
изучение учащимися программного материала; для оказания им помощи данное
пособие содержит указания к выполнению контрольных заданий.
Перед тем как приступить к решению задач контрольной работы, следует
изучить методические указания к решению задач данной темы. Если
возникающие вопросы самостоятельно выяснить не удаётся, то необходимо
получить консультации от преподавателя.
Указания к выполнению контрольной
«Электротехника и основы электроники»
работы
по
дисциплине
Учащиеся должны выполнить одну контрольную работу из пяти заданий.
Варианты контрольных работ для каждого учащегося индивидуальные. Номер
варианта определяется по номеру в списке группы.
Содержание условий этих заданий дано по вариантам, а числовые данные
- в таблицах, номера которых указаны в условиях задач.
Работы выполненные не по своему варианту, не засчитывающей и
возвращаются учащемуся.
Контрольную работу рекомендуется выполнять на формате А-4 в
печатном виде, ниже приведён пример оформления работы.
Привыполнение работы в тетради, для замечаний рецензента необходимо
оставлять, поля 20-30 мм. В конце работы ставятся дата, подпись, указываются
наименование и год издания учебников, которыми учащийся пользовался при
выполнении работы, и оставляются примерно две страницы для рецензии.
Страницы тетради нумеруются.
Перечень учебников и пособий, используемых при выполнении контрольной
работы, необходимо приводить для проверяющего работу преподавателя, который
мог бы указать учащимся, сославшись на конкретные источники, что нужно
изучить при исправлении ошибок и выполнении доработки. После получения
зачтенной работы нужно изучить все поправки и замечания преподавателя и
исправить ошибки, выполнив необходимые записи на оставшихся чистых (или
вклеенных) листах тетради, озаглавив «Работа над ошибками».
Если работа нe зачтена, ее выполняют заново по варианту, указанному
проверяющим. В этом случае на проверку отправляются обе работы: незачтенная и
выполненная заново.
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
Стр.4 из 20
Неаккуратное выполнение контрольной работы, несоблюдение принятой
размерности и плохое выполнение чертежей и схем могут послужить причиной
возвращения ее для переделки.
Задача 1, варианты 1-40: Электрическая цепь постоянного тока со
смешанным соединениемсостоит из четырёх резисторов.
Заданы: схема цепи, сопротивления резисторов, напряжения,ток или
мощность всей цепи.
Определить: 1эквивалентное сопротивление цепи; 2напряжения и токи
на каждомрезисторе; 3потребляемую мощность.
Решение задачи проверить, применив первый закон Кирхгофа.
Данные для своего варианта взять из табл. 1
Таблица 1
Номер
Варианта
1
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Номер
рисунка
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1
2
3
4
5
6
7
R1, Ом
R2, Ом
R3, Ом
R4, Ом
3
3
15
12
6
20
10
30
50
10
4
16
4
5
2
12
30
3
30
7
11
15
10
20
7
25
2
12
4
4
10
2
30
40
15
20
40
11
2
40
6
6
1
4
6
15
20
3
90
20
90
10
60
15
3
4
5
2
4
4
6
30
35
4
60
90
20
10
2
12
15
2
60
20
3
72
10
40
6
2
15
10
1
4
6
3
15
4
20
5
15
2
12
10
5
8
24
6
10
4
30
40
5
90
5
3
60
5
4
12
3
2
U, I ,P
7
U = 20 B
I=5 A
P = 50 Bт
U = 100 В
I=2А
P = 48 Вт
U = 40 В
I=3А
P = 120 Вт
U = 40 В
I=4А
P = 90 Вт
U = 60 В
I = 25 А
P = 200 Вт
U = 100 В
I=4А
P = 320 Вт
U = 150 В
I=4А
P = 100 Вт
U = 120 В
I = 20 А
P = 90 Вт
U = 120 В
I = 20 А
P = 200 Вт
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
40
3
10
8
3
2
6
10
60
6
24
1
2
20
10
2
3
20
5
2
15
30
5
8
3
72
25
30
40
24
40
72
40
2
30
15
3
20
90
Стр.5 из 20
5
20
10
8
15
90
10
1
20
5
2
5
3
U = 40 В
I=3А
P = 80 Вт
U = 100 В
I=4А
P = 188 Вт
U = 160 В
I = 25 А
P = 288 Вт
U = 160 В
I = 20 А
P = 800 Вт
U = 90 В
Рис.1
Рис.3
Рис.2
Рис. 4
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
Рис. 5
Стр.6 из 20
Рис.6
Рис.8
Рис.7
Рис.9
Рис.10
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
Стр.7 из 20
Рис.12
Рис.11
Рис.13
Рис.15
Рис.14
Рис.16
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
Рис.17
Стр.8 из 20
Рис.18
Рис.20
Рис.19
Задача 2.Варианты 01-40Для неразветвленной цепи переменного
тока с активными и реактивными сопротивлениями определить
величины, которые не даны в условиях задачи: 1Z- полное
сопротивление цепи, Ом; 2I- Ток цепи, А; 3U- напряжение,
приложенное к цепи, В; 4 φ- угол сдвига фаз между током и
напряжением; 5S- полную, ВА; P- активную, Вт;Q- реактивную, вар,
мощности цепи.
Построить в масштабе векторную диаграмму цепи и кратко
описать порядок ее построения, указав, в какую сторону и почему
направлен каждый вектор; числовые значения электрических
величин, нужные для решения задачи, и номер рисунка, даны в табл.
2.
Проверить решение задачи, сравнивая
величины
приложенного напряжения и угла сдвига фаз φ, полученные
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
Стр.9 из 20
расчетным путем, или заданные в условиях, с результатами подсчета
по векторной диаграмме. При расхождении найти ошибку.
Таблица 2
Номер
Номер
варианта рисунка
1
2
01
21
02
22
03
23
04
24
05
25
06
21
07
22
08
23
09
24
10
25
11
21
12
22
13
23
14
24
15
25
16
21
17
22
18
23
19
24
20
25
21
21
22
22
23
23
24
24
25
25
26
21
27
22
28
23
29
24
30
25
31
26
32
27
R1,
Ом
3
24
30
15
30
40
3
50
40
60
24
6
25
15
10
3
12
14
10
60
6
16
2
4
72
12
20
4
14
9
16
24
30
R2,
Ом
4
34
25
20
30
24
15
15
5
40
10
6
30
1
8
90
2
10
72
20
XL1,
Ом
5
32
48
20
9
10
4
60
30
16
20
8
30
7
6
3
9
32
8
15
3
12
4
6
30
5
15
8
20
6
8
12
9
XL2,
Ом
6
10
20
18
12
8
1
4
5
3
4
12
4
20
-
U,I,S,P,Q
7
U=80 В
I=2 А
S=450 ВА
U=60 В
Q=120 Вар
I=4 А
U=200 В
P=256Вт
S=180 ВА
Q=128 Вар
P=54 Вт
S=200 ВА
I=4 А
U=80B
Q=16Вар
S=60 BA
I=2 A
U=80 B
Q=60 Вар
I=2 А
Q=48 Вар
U=20 B
Q=36 Вар
I=2 A
S=60 BA
U=100 B
Q=72 Вар
P=96 Вт
I=10 A
U=100 B
U=80 B
I=4 A
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
33
34
35
36
37
38
39
40
28
29
30
26
27
28
29
30
10
12
11
3
60
4
16
10
14
13
30
2
2
20
9
32
1
15
3
12
9
Стр.10 из 20
12
3
5
-
S=160 BA
P=48 Вт
U=120 В
I=4 А
U=125 В
P=54 Вт
Q=-48 Вар
I=6 А
Рис.22
Рис.21
Рис.23
Рис.26
Рис.24
Рис.27
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
Рис.28
Стр.11 из 20
Рис.29
Рис.30
Задача3, варианты 1-10.Двухобмоточный однофазный
трансформатор
используется
для
питания
повышенным
напряжением специальной медицинской аппаратуры. Первичная
обмотка трансформатора подключена к сети напряжением U1=220В.
К вторичной обмотки подключен датчик (активная нагрузка cosφ2=1)
аппаратуры (рис.31).
Определить: значения, не заданные в условиях задачи: 1
напряжение вторичной обмотки трансформатора U2; 2 коэффициент
трансформации трансформатора k; 3 число витков первичной ω1 и
вторичной ω2 обмоток трансформатора; 4 ток вторичной обмотки
трансформатора I2; 5 активную мощность P2, отдаваемую вторичной
обмоткой трансформатора. Режим работы трансформатора
неноминальный.Данные для своего варианта взять из табл. 3.
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
Стр.12 из 20
Таблица 3
Номер
варианта
01
02
03
04
05
U, k, ω, I, P
k=0,1; ω2=5000;
I2=1A
k=0; ω2=5000;
P2=2200Вт
U2=2200B; ω2=5000;
I2=1A
U2=2200B;ω2=5000;
P2=2200Вт
ω1=500; ω2=5000;
I2=1A
Номер
варианта
06
07
08
09
10
U, k, ω, I, P
ω1=500; ω2=5000;
P2=2200Вт
K=0,1; ω1=500;
I2=1A
K=0,1; ω1=500;
P2=2200Вт
U2=2200B; ω1=500;
P2=2200Вт
U2=2200В; ω1=5000;
I2=1A
Рис.31
Задача 3, варианты 11-20.Двухобмоточный однофазный
трансформатор используется для питания пониженным напряжением
осветительной аппаратуры складского подвального помещения
предприятия.Первичная обмотка трансформатора подключена к сети
напряжения U1=220В. Вторичная обмотка питает лампы
накаливания одинаковой мощности (см рис.32). Режим работы
трансформатора неноминальный.
Определить: значения, не заданные в условиях задачи: 1)
напряжение вторичной обмотки трансформатора U2; 2) коэффициент
трансформации трансформатора k; 3) число витков первичной ω1 и
вторичной ω2 обмоток трансформатора; 4) ток вторичной обмотки
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
Стр.13 из 20
трансформатора I2; 5) активную мощность, отдаваемую вторичной
обмоткой трансформатора, P2.
Данные для своего варианта взять из табл. 4.
Таблица 4
Номер
вариан
та
11
12
13
14
15
U, k, ω, I, P
k=10; ω2=600;
I2=10A
U2=22B; ω2=600;
P2=220Вт
k=10; ω2=600;
I2=10A
U2=220B;ω2=600;
P2=220Вт
ω1=6000; ω2=600;
I2=10A
Номер
вариант
а
16
17
18
19
20
U, k, ω, I, P
ω1=6000; ω2=600;
P2=220Вт
k=10; ω1=6000;
I2=1A
k=10; ω1=6000;
P2=2200Вт
U2=22B; ω1=6000;
P2=220Вт
U2=220В; ω1=6000;
I2=10A
Задача 3, варианты 21-40.Двухобмоточный однофазный
трансформатор используется для питания пониженным напряжения
ламп накаливания, освещающих рабочие места в цехе сборки турбин
и котлов (см. рис. 32). Первичная обмотка трансформатора
подключена к электрической сети напряжением U1=240B. К
вторичной обмотке подключены лампы одинаковой мощности.
Режим работы трансформатора неноминальный.
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
Стр.14 из 20
Определить: значения, не указанные в условиях задачи: 1
напряжение вторичной обмотки трансформатора U2; 2 коэффициент
трансформации трансформатора k; 3 ток вторичной обмотки
трансформатора I2; 4 ток одной лампы Iламп; 5 число ламп nламп; 6
мощность каждой лампы Pламп; 7 активную мощность, отдаваемую
трансформатором, P2.Данные для своего варианта взять из табл. 5.
Таблица 5
Номер
k, nламп, P, U, I
варианта
21
nламп=10; P2=240Вт;
k=10
22
U2=24B;
I2=10A;
nламп=10
23
I2=10A;
nламп=10;
k=10
24
U2=24B;I2=10A;
Pламп=24Вт
25
k=10;P2=240Вт;
Pламп=24Вт
26
U2=24B;I2=10A;
nламп=24Вт
27
k=10;
nламп=10;
Iламп=1A
28
U2=24B;
nламп=10;
Iламп=1A
29
k=10;
Iламп=1A;
Pламп=24Вт
30
U2=24B;Iламп=1A;
P2=240Вт
Номер
k, nламп, P, U, I
варианта
31
U2=24B;
Iламп=1A;P2=240Вт
32
k=10;
Iламп=1A;
Pламп=12Вт
33
U2=24B;
Iламп=1A;
nламп=20
34
k=10;
Iламп=1A;
nламп=20
35
U2=24B;
I2=10A;
nламп=20
36
k=10;P2=240Вт;
Pламп=12Вт
37
U2=24B;
I2=10A;Pламп=12Вт
38
I2=10A; k=10; nламп=20
39
40
U2=24B;
nламп=20
k=10;
P2=240Вт
I2=10A;
nламп=20;
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
Стр.15 из 20
Задача 4, вариант 1-20. Генератор постоянного тока с
параллельным возбуждением (см. рис. 34.) приводится в работу
асинхронным двигателем трехфазного тока и используется для
питания социальной аппаратуры предприятия. Сопротивление
обмотки якоря Rя=0,1 Ом, возбуждения Rв=50 Ом, КПД генератора
ŋ=0,9.
Определить: значения, характеризующие работу генератора,
которые не заданы в условиях задачи: 1 ЭДС генератора Е; 2
напряжение на зажимах генератора U; 3 значения токов в нагрузке I,
в обмотке якоря Iя, в обмотке возбужденияIв; 4 полезную мощность,
отдаваемую
генератором
P2;
5
мощность,
затраченную
электродвигателем на работу генератора, P1.Данные для своего
варианта взять из табл. 7.
Таблица 7
Номер
варианта
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
P, U, I, E
U=200B; Iя=100А
E=210B; Iя=100А
I=96A; U=200B
I=96A; P2=19 200Вт
P2=19 200Вт; Iв=4А
P1=21 330Вт; I=96A
P1=21 330Вт; Iв=4А
Iя=100А; Iв=4А
I=96A; U=200B
U=200B; E=210B
Номер
варианта
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
P, U, I, E
U=250B; E=260B
I=95A; U=250B
Iя=100А; Iв=5А
P1=26 338Вт; Iв=5А
I=95A; P1=26 338Вт
P2=23 750Вт; Iв=5А
I=95A; P2=23 750Вт
I=95A; U=250B
Iя=100А; E=260B
U=250B; Iя=100А
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
Рис.34
Стр.16 из 20
Рис.35
Задача 4, варианты 21-40. Двигатель постоянного тока с
параллельным возбуждением общепромышленного применения
используется для приведения в движение центробежного насоса,
который откачивает воду из траншей, предназначенных для
прокладки телефонных кабелей (см. рис. 35.).
Сопротивление обмотки якоря Rя=0,1 Ом, возбуждения Rв=55 Ом,
КПД двигателя ŋ=0,85, частота вращения якоря n=956 об/мин
Определить: значения, характеризующие работу двигателя,
которые не указаны в условиях задачи: 1противоЭДС, Е, которая
индуцируется в обмотке якоря при работе двигателя; 2 напряжение в
сети, от которой питается двигатель, U; 3 момент вращения
двигателя M; 4 токи в обмотке якоря Iя, в обмотке возбуждения Iв,
общий ток двигателя I; 5 мощности: на валу двигателя P2и
потребляемую из сети P1.Данные для своего варианта взять из табл.
8.
Таблица 8.
Номер
варианта
21
22
23
24
P, U, I, E
U=220B; Iя=100А
E=210B; Iя=100А
I=104A; U=220B
I=104A; P2=19 448Вт
Номер
варианта
31
32
33
34
P, U, I, E
U=275B; E=265B
I=105A; U=275B
Iя=100А; Iв=5А
P1=28 875Вт; Iв=5А
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
25
26
27
28
29
30
P2=19 448Вт; Iв=4А
P1=22 880Вт; I=104A
P1=22 880Вт; Iв=4А
Iя=100А; Iв=4А
Iя=100А; U=220B
U=220B; E=210B
35
36
37
38
39
40
Стр.17 из 20
U=275B; P1=28 875Вт
P2=24 544Вт; Iв=5А
I=105A; P2=24 544Вт
I=105A; P1=28 875Вт
Iя=100А; E=265B
U=275B; Iя=100А
Задание 5:Ответить на вопрос своего варианта, которые даны в
таблице 10.
Таблица 10
Номер
варианта
Содержание вопроса
01
Кратко описать виды электропроводности полупроводников.
02
Кратко описать свойства p-n-перехода, привести и пояснить
его вольт-амперную характеристику.
03
Кратко описать устройство полупроводникового диода.
На рисунке показать прохождение тока при прямом
включении диода.
Кратко описать устройство полупроводникового диода. На
рисунке показать включение диода в обратном
направлении. Какой по значению ток может проходить
через диод при таком включении?
Объяснить, почему полупроводниковый диод считается
полупроводниковым вентилем.
Привести схему однополупериодного выпрямления,
объяснив по ней процесс выпрямления.
Кратко описать устройство полупроводникового триода pn-p-типа, на рисунке показать его включение в схему.
04
05
06
07
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
08
09
10
11
12
13
14
15
16
Стр.18 из 20
Кратко описать устройство полупроводникового триода np-n-типа, на рисунке показать его включение в схему.
Привести условное обозначение транзистора p-n-p-типа,
объяснить название электродов и применение транзисторов.
Привести условное обозначение транзистора n-p-n-типа,
объяснить название электродов и применение транзисторов.
Привести схему простейшего усилителя электрических
колебаний на транзисторе p-n-p-типа, включенном по схеме
с общим эмиттером, и кратко описать процесс усиления
колебаний.
Привести схему простейшего усилителя электрических
колебаний на транзисторе p-n-p-типа, объяснить название
электродов и назначение элементов схемы.
Привести схему простейшего усилителя электрических
колебаний на транзисторе p-n-p-типа, включенного по схеме
с общим эмиттером, и объяснить, почему так называется
схема.
Кратко описать устройство фоторезистора и его
применение.
Дать определение и перечислить основные виды
электронной эмиссии.
Описать устройство электронного диода и его применение.
19
Описать принцип действия электронного диода и область
его применения.
Перечислить виды электронной эмиссии, сущность и
применение термоэлектронной эмиссии.
Описать устройство и виды катодов электронных ламп.
20
Описать устройство электронного триода и его применение.
21
Привести схему простейшего усилителя на электронном
триоде и кратко описать процесс усиления.
Перечислить виды электронной эмиссии; сущность и
применение вторичной эмиссии.
Привести вольт-амперную характеристику газового
разряда, показать на ней области тлеющего и дугового
разряда; их краткая характеристика по величинам токов.
Привести рисунок электронно-лучевой трубки и кратко
описать ее устройство.
17
18
22
23
24
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
Стр.19 из 20
Перечислить виды электронной эмиссии; сущность и
применение вторичной эмиссии.
Кратко описать устройство фототранзистора и его
применение.
Кратко описать устройство тиристора и его применение.
Перечислить виды электронной эмиссии; сущность и
применение фотоэлектронной эмиссии.
Привести схему простейшего усилителя на электронном
триоде и кратко описать назначение элементов схемы.
Привести условное обозначение электронного триода с
катодом косвенного накала кратко описать название и
назначение электродов.
Краткоописать назначение и виды катодов электронных
ламп.
Кратко описать, какие приборы называются электронными
и условия прохождения тока в них.
Перечислить несколько типов электронных приборов,
объяснив их применение.
Какие электронные приборы могут использоваться в
усилителях электрических колебаний, по структурной схеме
рис. 36?
Какие источники энергии могут использоваться по
структурной схеме рис. 36?
Что может быть нагрузкой усилителя электрических
колебаний по структурной схеме рис. 36?
Что может быть источником входного сигнала по
структурной схеме рис. 36?
38
Дать краткую характеристику усилителей электрических
колебаний по диапазонам частот и числу ступеней
(каскадов) усиления.
39
Объяснить
классификацию
усиливаемых величин.
40
Объяснить
сущность
частотных,
амплитудных
(нелинейных)
и
фазовых
искажений
усилителей
электрических колебаний.
усилителей
по
роду
ФГОУ СПО «ТПТ»
Методическое пособиедля студентов заочников
Специальность 151901
Стр.20 из 20
Рис 36
Литература
1 В.С.Попов, С.А.Николаев «Общая электротехника с основами электроники»
2 С.К.Андриевский, А.Л.Бартновский «Практикум по электротехнике»
2 Ф.Е.Евдокимов «Общая электротехника»
3 Т.Ф.Березина, Н.Г.Гусев, В.В.Масленников
электротехнике с основами электроники»
«Задачник
по
общей