Государственное бюджетное образовательное учреждение Астраханской области среднего профессионального образования

Государственное бюджетное образовательное учреждение
Астраханской области среднего профессионального образования
«Астраханский государственный колледж профессиональных технологий»
ЗАДАНИЯ
И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ « Электротехника и электроника»
для студентов заочного отделения
специальности 23.02.01 Организация перевозок и управление на транспорте
(по видам )
2015г.
Методические рекомендации
Контрольная работа состоит из 10 вариантов, каждый вариант содержит три
задания: первое задание – необходимо дать ответ на теоретический вопрос;
второе и третье задания – решение задачи.
К выполнению контрольной работы необходимо приступить после изучения
соответствующей темы и получения навыка решения задач, для чего необходимо
разобрать примеры решения задач, приведенных в рекомендованной литературе.
Ответы должны даваться в той последовательности, в какой расположены
задания. Перед ответом на каждый вопрос необходимо написать полный текст
задания. Отвечая на теоретический вопрос контрольной работы, необходимо давать
полный письменный ответ в соответствии с заданием.
Решение задач необходимо для освоения физической сущности электрических и
магнитных явлений, их взаимную связь и количественные соотношения, расчетов
характеристик электротехнических цепей и устройств, нахождения их основных
параметров.
Прежде чем приступить к вычислениям, следует, как правило, выразить все
исходные данные в одной системе единиц. При решении применять только
Международную систему единиц СИ. Расчеты должны быть доведены до
окончательного числового результата с точностью до 3-х значащих цифр. Если
задача решается по уравнению, однородному относительно некоторых величин, то
эти величины переводить в принятую систему единиц не обязательно.
С целью упрощения вычислений допустимо оперировать величинами, например 1м = 1× 103 мм, 1г =1×10 -3 кг и т.д.
При подготовке к контрольной работе рекомендуется пользоваться учебной и
справочной литературой.
ВАРИАНТ 1.
Задание 1. Сформулируйте первый и второй законы Кирхгофа.
Задание 2. Задача. Два разнополярных заряда в стекле Q 1=+3.5×10-9 Кл и Q 2= 3.5×10-9 Кл находятся на расстоянии r=18см друг от друга. Заряд Q 3=+2×10-8 Кл
расположен на расстоянии r=24см от этих двух зарядов. Определить значение и
направление напряженности поля Е в точке, находящейся посредине между
зарядами Q 1 и Q 2.
Задание 3. Задача. К источнику трехфазной сети с линейным напряжением U= 380
В и частотой f= 50 Гц подключена равномерная нагрузка, соединенная по схеме
«звезда», с полным сопротивлением в фазе Z = 90 Ом и индуктивностью L=1 80
мГн. Определить активную, реактивную и полную мощности, коэффициент
мощности, действующие значения линейного тока и напряжения.
ВАРИАНТ 2.
Задание 1. Сформулируйте закон Ома для замкнутой электрической цепи и для ее
участка.
Задание 2. Задача. Два плоских конденсатора емкостями С1= 0.5 мкФ и С2 =1.5
мкФ соединены последовательно и подлючены к источнику питания. При этом на
обкладках конденсаторов появился заряд Q = 4.5×10-4 Кл. Оба конденсатора имеют
одинаковые площади пластин и одинаковый диэлектрик. Определить общую
(эквивалентную) емкость соединения, подведенное напряжение, падение
напряжения на обоих конденсаторах и расстояние между пластинами первого
конденсатора, если напряженность электрического поля второго конденсатора Е=
2000 В/см. Определить энергию электрического поля эквивалентного конденсатора.
Задание 3. Задача. К четырехпроводной трехфазной сети с действующим значением
линейного напряжения 220 В подключена неравномерная активная нагрузка с
потребляемой мощностью в фазах РА = 3 кВт, РВ = 1.8 кВт, РС = 0.6 кВт.
Определить действующее значение тока в нейтральном проводе.
ВАРИАНТ 3.
Задание 1. Сформулируйте закон Джоуля – Ленца.
Задание 2. Задача. К выводам плоского воздушного конденсатора приложено
напряжение U = 800 В. Определить напряженность электрического поля
конденсатора при расстоянии между пластинами d = 5 мм и силу, действующую в
этом поле на единичный заряд Q = 1.5×10-7Кл
Задание 3. Задача. К трехфазной четырехпроводной сети с действующим значением
линейного напряжения U= 380 В и частотой f= 50 Гц подключен приемник энергии,
соединенный по схеме «звезда». В фазу А включена катушка с индуктивностью L =
0.18 Гн и активным сопротивлением RA = 80 Ом, в фазу В – резистор
сопротивлением RB = 69 Ом, в фазу С – конденсатор емкостью С= 30 мкФ с
последовательно соединенным резистором сопротивлением RC = 40 Ом.
Определить действующие значения линейных и фазовых токов, полную
потребляемую нагрузкой мощность.
ВАРИАНТ 4.
Задание 1. Объясните устройство и принцип работы кислотного аккумулятора.
Задание 2. Задача. Определить ЭДС генератора и его внутреннее сопротивление,
если при мощности нагрузки Р1 = 2.7 кВт напряжение на зажимах генератора U =
224 В, при мощности Р2 = 1.84 кВт напряжениеU = 230 В.
Задание 3. Задача. В трехфазную сеть с действующим значением линейного
напряжения U = 220 В и частотой f= 50 Гц подключен, соединенный по схеме
«треугольник» и имеющий равномерную нагрузку, состоящую из катушки с
индуктивностью L = 0.3 Гн и последовательно включенного с ней резистора с
активным сопротивлением 20 Ом в каждой фазе. Определить действующие
значения линейных и фазовых токов, фазное напряжение, потребляемую полную,
активную и реактивную мощности.
ВАРИАНТ 5.
Задание 1. В чем заключается процесс электролиза.
Задание 2. Задача. К источнику постоянного тока напряжением U = 150 В
подключена нагрузка, состоящая из четырех параллельных ветвей. Мощность,
потребляемая каждой ветвью, соответственно Р1 = 90 Вт, Р2 = 270 Вт, Р3 = 157.5 Вт,
Р4 =360 Вт. Определить проводимость и ток каждой ветви, общую проводимость и
эквивалентное сопротивление нагрузки, ток в неразветвленной части цепи.
Задание 3. Задача. К трехфазному генератору, обмотки которого соединены по
схеме «звезда», подключена равномерная нагрузка по той же схеме, через линию,
обладающую активным сопротивлением R = 2 Ом и индуктивностью L = 16 м Гн.
Полное сопротивление нагрузки в каждой фазе Z Н= 80 Ом (конденсатор емкостью
С =53 мкФ с последовательно включенным резистором). Определить действующее
значение напряжения в нагрузке, если линейное напряжение генератора UЛ= 380 В
при частоте f= 50 Гц.
ВАРИАНТ 6.
Задание 1. Как сформулирован первый и второй закон Фарадея.
Задание 2. Задача. На нагревательном элементе в течение 0.5 часа работы
выделилось 550 ккал теплоты. Определить сопротивление элемента, потребляемый
им ток, его мощность и затрачиваемую энергию при напряжении U = 220 В.
Задание 3. Задача. Первичную обмотку однофазного трансформатора,
потребляющего мощность S = 12 кВ×А, подключили к сети постоянного тока
напряжением U _ = 2 В. При этом ток в обмотке I_ = 20 А, затем ее подключили к
сети переменного тока с U= 220 В и частотой f= 50 Гц, амперметр показал IX =5 А,
ваттметр - РХ = 75 Вт, а вольтметр вторичной обмотки – U2= 36.6 В. Определить
активное, индуктивное и сопротивления постоянному току первичной обмотки,
потери и КПД трансформатора, если электрические потери первичной обмотки
равны электрическим потерям вторичной обмотки, а cos ном = 0.9.
ВАРИАНТ 7.
Задание 1. Каково устройство трехфазного трансформатора.
Задание 2. Задача. Два источника постоянного тока, соединенные параллельно,
имеют Е1 =11.5 В, r1 = 2.5 Ом, Е2 = 16.5 В, r2 = 6 Ом и нагрузочный резистор
сопротивлением Rн =30 Ом. Определить значения и направления токов через
источники и нагрузку. Составить баланс мощностей. Указать режим работы
каждого источника и определить падение напряжения на зажимах источников.
Задание 3. Задача. Однофазный двухобмоточный трансформатор испытали в
режиме холостого хода и короткого замыкания. При опытах получили следующие
данные: номинальное напряжение первичной обмотки U1 =10000 В, ток холостого
хода Iх = 0.25 А, потери холостого хода Рх = 125 Вт, напряжение на вторичной
обмотке U2 = 380 В, номинальное напряжение короткого замыкания Uк = 500 В,
номинальный активный ток первичной обмотки I1 ном = I1к = 2.5 А, номинальный
ток вторичной обмотки I2 ном = I2к = 79.4 А, потери короткого замыкания Рк = 600
Вт. Определить коэффициент трансформации, коэффициент мощности при
холостом ходе и опыте при холостом ходе полное, активное и индуктивное
сопротивления первичной обмотки, номинальный КПД.
ВАРИАНТ 8.
Задание 1. Дайте определение полной, активной и реактивной мощностей.
Задание 2. Задача. Двухпроводная линия питается от источника мощностью Р = 2.5
кВт при токе потребления I =12 А. Определить мощность нагрузки, потерю
напряжения и КПД линии, если ее длина составляет L =1200м, а диаметр медных
проводов d = 4.5 мм.
Задание 3. Задача. Однофазный трансформатор имеет следующие данные:
номинальная мощность Sном =5000 кВ×А, потери холостого хода Рх = 1400 Вт,
потери короткого замыкания при номинальной мощности Рх = 4500 Вт, ток
холостого хода lх =4% от номинального значения тока первичной обмотки.
Напряжение первичной обмотки U1 =35 кВ, напряжение на вторичной обмотке U2
= 400 В. Определить полное сопротивление первичной обмотки при холостом ходе
трансформатора, коэффициент трансформации, КПД трансформатора при
номинальной нагрузке 0.5; 0.75; 1.25 и коэффициенте мощности cos 2 = 0.8. При
какой нагрузке КПД трансформатора будет максимальным и чему равно его
значение?
ВАРИАНТ 9.
Задание 1. Опишите принцип работы и устройство двигателя постоянного того.
Задание 2. Задача. На половину длины каркаса с наружным диаметром D = 240 мм
и внутренним d = 190 мм, имеющим прямоугольное сечение площадью S = 400 мм2,
равномерно нанесена обмотка медным проводом. Определить число витков,
индуктивность, сопротивление обмотки и необходимую длину провода (для
обмотки в один ряд), если магнитная индукция катушки на ее оси составляет В =
1.6 ×10 -3 Тл при токе катушки I =3.6 А. Плотность тока J = 2 А/мм2.
Задание 3. Задача. Однофазный автотрансформатор с первичным напряжением U1
=220 В, на вторичным напряжением U2 = 127 В имеет в первичной обмотке w1=254
витка и при полной активной нагрузке дает потребителю ток l2= 9 А. Определить
число витков вторичной обмотки w2 , пренебрегая током холостого хода.
Определить ток в первичной обмотке l1, на общем участке обмотки l2, сечение
проводников S2 , на общем участке обмотки, сечение проводников S1на участке, где
проходит только первичный ток, мощность, передаваемую электрическим путем, и
коэффициент выгодности автотрансформатора, если плотность тока J = 2 А/мм2.
ВАРИАНТ 10.
Задание 1. Каков принцип работы однофазного асинхронного двигателя.
Задание 2. Задача. На стальное кольцо с магнитной проницаемостью µ = 4000
равномерно намотаны две обмотки с числом витков w = 800 и 300. Сечение кольца
круглое, площадью S= 0.8 см2, его наружный диаметр D = 50 мм. Определить
энергию магнитного поля внутри кольца, если токи l = 2 А и I = 4.5 А проходят: а) в
одном направлении; б) в противоположном.
Задание 3. Задача. Амперметр на 5А, вольтметр на 100В и ваттметр на 5 А и 100 В
(со шкалой на 500 делений) включены через измерительный трансформатор тока
ТШЛ-20 10000/5 и трансформатор напряжения НТМИ-10000/100 для измерения
тока, напряжения и мощности. Определить ток, напряжение, активную мощность и
коэффициент мощности первичной цепи, если во вторичной цепи измерительных
трансформаторов тока l2 = 3 А, и напряжения U2 = 99.7 В, а показания ваттметра –
245 делений.
ЛИТЕРАТУРА
1.А.А. Федорченко, Ю.Г. Синдеев Электротехника с основами электроники.- М.:
Академия, 2007, 410с.
2.П.Н. Новиков Задачник по электротехнике. - М.: Академия, 2003, 335с.
3.Ю.Г. Синдеев Электротехника с основами электроники.- Ростов н/Д.: Феникс,
2001, 384с.