МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

по выполнению самостоятельной (внеаудиторной) работы

по ОП.07 Основы электротехники

Профессия: ЖКХ

Преподаватель Фотина Т.П.

2020г.

В предлагаемом пособии представлены методические рекомендации для выполнения самостоятельной (внеаудиторной) работы по ОП.07 Основы электротехники. Перечень работ составлен в соответствии с рабочей программой ОП.07 Основы электротехники, и соответствуют требованиям Федерального государственного образовательного стандарта профессии среднего профессионального образования по программе подготовки квалифицированных рабочих, служащих ЖКХ.

 Рекомендации предназначены для обучающихся 2 курса 290группа

Методические рекомендации рассмотрены на заседании методической комиссии и рекомендованы к применению.

СОДЕРЖАНИЕ

Пояснительная записка…………………………………………………………

1.Рекомендации по выполнению самостоятельной (внеаудиторной) работы…………………..………………………………………………………..

Приложение 1. Рабочая тетрадь для выполнения самостоятельных

(внеаудиторных) работ…………………………………………………………

Список рекомендованной литературы………………………..........................

Пояснительная записка

Данные методические рекомендации предназначены для организации самостоятельного обучения обучающихся для обучающихся по профессии ЖКХ и содержат методические рекомендации по содержанию и оформлению самостоятельной работы и практические задания.

Пособие предназначено для обучающихся 2 курса  группы 290С Ижорского колледжа. Методические рекомендации рассмотрены на заседании методической комиссии и рекомендованы к применению.

Задачи организации внеаудиторной самостоятельной работы (далее по тексту – ВСР) состоят в том, чтобы:

• мотивировать обучающихся к освоению учебных программ;

• повысить ответственность обучающихся за свое обучение;

• создать условия для формирования способности обучающихся к самообразованию, самоуправлению и саморазвитию;

• способствовать развитию общих и профессиональных компетенций обучающихся:

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, исходя из цели и способов ее достижения, определенных руководителем

ОК 3. Анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий и итоговый контроль, оценку и коррекцию собственной деятельности, нести ответственность за результаты своей работы

ОК 6. Работать в команде, эффективно общаться с коллегами, руководством

ПК

Самостоятельная работа студентов выступает как средство организации познавательной деятельности, как ведущая форма учебной деятельности, обеспечивающая усвоение фундаментальных, методологических знаний, построение «инструмента мышления» студента. Освоение содержания образования и формирование самостоятельности личности студентов происходит в процессе реализации различных типов, видов и форм организации ВСР на определенном уровне их самостоятельной деятельности.

Самостоятельная работа студентов по ОП.07 Основы электротехники предполагает изучение как теоретических основ работы современных средств информатизации, так и освоение практических навыков их использования применительно к сфере своей будущей профессиональной деятельности. Предполагается, что тематика самостоятельной работы студентов совпадает с темами лекций и практических работ.

Так как технические средства информатизации постоянно совершенствуются, появляются новые модели, а в учебных пособиях и учебниках такое обновление не всегда возможно, необходимо выполнять самостоятельный поиск нужной информации.

Современные системы оценивания в профессиональном образовании требуют изменения позиции преподавателя, который перед изучением профессионального модуля, учебной дисциплины предъявляет обучающимся систему оценивания результатов его освоения, в том числе - в рамках ВСР. Меняется и позиции студента, который становится активным участником процессов оценивания, что способствует осознанию получаемого опыта учебно-профессиональной деятельности и интеграции знаний и умений в компетенции. Контроль результатов ВСР обучающихся осуществляется на практических, занятиях по учебной дисциплине или в специально отведенное время (зачет, экзамен).

Критерии оценивания внеаудиторной самостоятельной работы:

• оценка «5» ставится, если работа выполнена полностью и получены верные ответы, а также соблюдены требования оформления работы и отчета;

• оценка «4» ставится, если работа выполнена полностью, но при выполнении обнаружилось недостаточное владение навыками использования логических функций в рамках поставленной задачи, или работа выполнена полностью, но использованы наименее оптимальные подходы к решению поставленной задачи.
• оценка «3» ставится, если работа выполнена не полностью, допущено более трех ошибок, но студент владеет основными навыками работы.
• оценка «2» ставится, если допущены существенные ошибки, показавшие, что учащийся не владеет обязательными знаниями, умениями и навыками работы по использованию логических функций при решении задач средствами табличного процессора или значительная часть работы выполнена не самостоятельно.

Самостоятельная работа оформляется в отдельной тетради или в печатном виде, в конце работы указывается список использованной литературы. Титульный лист оформляется в соответствии с Приложением 1.

1.Рекомендации по выполнению самостоятельной (внеаудиторной) работы

1.1. Разработка конспекта лекции

Для того, что составить конспект лекции необходимо придерживаться следующей последовательности:

Конспектирование — процесс мысленной переработки и письменной фиксации информации, в виде краткого изложения основного содержания,

смысла какого-либо текста.

1. Подобрать необходимую литературу (см. раздел рекомендуемая литература)
2. Проанализировать имеющийся материал: выявить незнакомые термины, определить степень сложности материала.
3. Разбить материал на части, определить последовательность этих

частей.

4. Обозначить основные тезисы каждой части.
5. Оформить конспект в рабочей тетради с указанием темы.

Критерии оценки конспекта:

1. Оформление конспекта: выделение заголовков, последовательность изложения материала.
2. Умение определить вступление, основную часть, заключение.
3. Выделение главной мысли, определение деталей.
4. Умение переработать и обобщить информацию.

1.2.Подготовка сообщения по заданной теме

Содержимое сообщения представляет информацию и отражает суть вопроса или исследования применительно к данной ситуации. Цель сообщения – информирование кого-либо о чём-либо. Тем не менее, сообщения могут включать в себя такие элементы как рекомендации, предложения или другие мотивационные предложения.

Порядок подготовки сообщения по теме аналогичен последовательности разработанной для подготовки к конспектированию лекции (см. выше).

После разработки конспекта сообщения по заданной теме, определяются основные моменты, которые необходимо сообщить остальным студентам.

Выступление с сообщением не должно превышать 5-7 минут. После выступления докладчика предусматривается время для его ответов на вопросы аудитории и для резюме преподавателя.

1.3. Подготовка доклада

Доклад – это вид самостоятельной работы, где автор раскрывает суть исследуемой проблемы, приводит различные точки зрения, а также собственные взгляды на нее.

При подготовке доклада необходимо придерживаться определенной последовательности:

1. Подбор и изучение основных источников по теме (не менее 5),

необходимые источники информации указаны в разделе рекомендуемая

литература;

2. Обработка и систематизация материала, разделение и систематизация материала в необходимой последовательности;
3. Подготовка выводов и обобщений;
4. Разработка плана доклада;
5. Написание доклада;
6. Выступление с результатами доклада.

Последний пункт может варьироваться в зависимости от требований преподавателя (доклад может быть письменный и устный).

Требования к оформлению письменного доклада:

1. Титульный лист
2. Содержание (в нем последовательно указываются пункты доклада,

страницы, с которых начинается каждый пункт);

3. Введение (формулируется суть рассматриваемой проблемы,

обосновывается актуальность и значимость темы в современном мире);

4. Основная часть (каждый раздел раскрывает исследуемый вопрос с доказательствами);
5. Заключение (подводятся итоги или делается обобщенный вывод по теме доклада);
6. Список литературы

Советы для выступающих с устным докладом:

1. Продолжительность выступления не более 10 минут (оптимально 7

минут).

2. Тщательно продумать структуру выступления.
3. Составьте план выступления (с указанием основных тезисов).
4. Выучите все основные определения, которые упоминаются в

докладе.

2. Не торопитесь и не растягивайте слова, скорость речи должна быть примерно 120 слов в минуту.
3. Держитесь уверенно.
4. Продумайте заранее вопросы, которые могут возникнуть у аудитории.

1.4.Подготовка реферата

Реферат – краткая запись идей, содержащихся в одном или нескольких источниках, которая требует умения сопоставлять и анализировать различные точки зрения.

Реферат – одна из форм интерпретации исходного текста или нескольких источников. Поэтому реферат, в отличие от конспекта, является новым, авторским текстом. Новизна в данном случае подразумевает новое изложение, систематизацию материала, особую авторскую позицию при сопоставлении различных точек зрения.

Реферат — письменная работа объемом 10-20 печатных страниц,

выполняемая студентом в течение длительного срока (от одной недели до месяца).

Реферат как и доклад состоит из нескольких частей:

1. Титульный лист
2. Содержание (в нем последовательно указываются пункты доклада,

страницы, с которых начинается каждый пункт).

3. Введение (формулируется суть рассматриваемой проблемы,

обосновывается актуальность и значимость темы в современном мире).

4. Основная часть (основная часть состоит из нескольких разделов,

каждый из которых последовательно раскрывает тему реферата, утверждения

подтверждаются доказательствами).

5. Заключение (подводятся итоги или делается обобщенный вывод по теме реферата).
6. Список литературы

Требования к оформлению реферата.

Объемы рефератов колеблются от 10-20 печатных страниц. Работа выполняется на одной стороне листа формата А4. По всем сторонам листа оставляются поля размером 20 мм, рекомендуется шрифт Times New Roman 14, интервал – 1. Таблицы оформляются шрифт Times New Roman 12,

интервал – 1. Все листы реферата должны быть пронумерованы. Каждый вопрос в тексте должен иметь заголовок в точном соответствии с наименованием в плане-оглавлении.

Критерии оценки реферата:

-знание фактического материала, усвоение общих представлений,

понятий, идей;

-правильность формулирования цели, определения задач исследования, соответствие выводов решаемым задачам, поставленной цели, убедительность выводов;

-всесторонность раскрытия темы, логичность и последовательность изложения материала, корректность аргументации и системы доказательств,

-характер и достоверность примеров, иллюстративного материала;

-использование литературных источников;

-культура письменного изложения материала;

-культура оформления материалов работы.

1.5.Подготовка презентации

В настоящее время бурное развитие компьютерных технологий охватило практически все сферы человеческой жизни. Сегодня для успешного выступления не достаточно просто рассказать о своей идее. Слушатели непременно хотят увидеть сопроводительные фотографии, четко выполненные схемы, грамотные чертежи. Поэтому одним из видов самостоятельной работы студентов является подготовка презентации.

Включенная в состав офисного пакета Microsoft Office, программа

Microsoft Office Power Point является простым в освоении и очень мощным инструментом создания презентаций (с программой создания презентаций студенты знакомятся на уроках «Информатики»).

Вся работа по созданию презентаций организуется в несколько этапов.

1. Сбор и изучение информации по теме.
2. Выделение ключевых понятий.
3. Структурирование текста на отдельные смысловые части.

Объём презентации ограничивается 20 слайдами. Составление сценария презентации предполагает обдумывание содержания каждого слайда, его

дизайна. Создание слайдов предполагает внесение текстовой информации, а

затем поиск и размещение необходимых иллюстраций, схем, фотографий,

графических элементов. Важно обращать внимание на особенности визуального восприятия расположенных на слайде объектов. Размер букв,

цифр, знаков, их контрастность определяются необходимостью их четкого рассмотрения с любого места аудитории, предпочтение отдавать спокойным,

не «ядовитым», цветам фона. Иллюстрационные материалы располагают так, чтобы они максимально равномерно заполняли все экранное поле.

Текстовой информации должно быть очень немного, желательно использовать приемы выделения значимых терминов, понятий. Анимация не должна быть слишком активной. Лучше совсем отказаться от таких эффектов как побуквенное появление текста, вылеты, вращения, наложения и т.п. Звуковое сопровождение эффектов обычно неуместно. К использованию аудио- и видеофайлов следует относиться достаточно разумно, чтобы не «перегрузить» презентацию излишней информацией и не отвлечься от заявленной темы.

Процедура защиты презентаций организуется в виде конференции.

После каждой демонстрации презентации преподаватель предлагает высказать всем желающим свое мнение по содержанию, оформлению,

защите мультимедийной работы. Приветствуются вопросы и рассуждения,

проясняющие и уточняющие суть представленной проблемы. Анализируя качество мультимедийных презентаций, можно выделить следующие типичные ошибки, допускаемые студентами:

-ошибки в оформлении титульного слайда;

-много текста на слайде;

-грамматические ошибки в тексте;

-выбран нечеткий шрифт;

-неудачное сочетание цвета шрифта и фона;

-несоответствие названия слайда его содержанию;

-несоответствие содержанию текста используемых иллюстраций;

-текст закрывает рисунок;

-рисунки нечеткие, искажены;

-неудачные эффекты анимации;

-излишнее звуковое сопровождение слайдов;

-тест приведен без изменений (скопирован из Интернет с

ссылками);

-недостоверность информации; ошибки в завершении презентации.

Требования к оформлению презентации:

При разработке презентации важно учитывать, что материал на слайде можно разделить на главный и дополнительный. Главный необходимо выделить, чтобы при демонстрации слайда он нёс основную смысловую нагрузку: размером текста или объекта, цветом, спецэффектами, порядком появления на экране. Дополнительный материал предназначен для подчёркивания основной мысли слайда.

Уделите особое внимание такому моменту, как «читаемость» слайда.

Для разных видов объектов рекомендуются разные размеры шрифта.

Заголовок слайда лучше писать размером шрифта 22-28, подзаголовок и подписи данных в диаграммах – 20-24, текст, подписи и заголовки осей в диаграммах, информацию в таблицах – 18-22.

Для выделения заголовка, ключевых слов используйте полужирный или подчёркнутый шрифт. Для оформления второстепенной информации и комментариев – курсив.

Чтобы повысить эффективность восприятия материала слушателями,

помните о «принципе шести»: в строке – шесть слов, в слайде – шесть строк.

Используйте шрифт одного названия на всех слайдах презентации.

Для хорошей читаемости презентации с любого расстояния в зале текст лучше набирать понятным шрифтом Times New Roman.

Не выносите на слайд излишне много текстового материала. Из-за этого восприятие слушателей перегружается, нарушая концентрацию внимания.

Приложение 1

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

по выполнению самостоятельной (внеаудиторной) работы

по ОП.07 Основы электротехники

Профессия: ЖКХ

Выполнил обучающийся:

________________________

группа № 290С

Проверил преподаватель:

Фотина Т.П.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Данная рабочая тетрадь, должна помочь, обучающимся в учебных заведениях при изучении учебной дисциплины “Основы электротехники”

Рабочая тетрадь включает следующие темы:

• Электрические цепи постоянного тока
• Электромагнетизм
• Электрические цепи переменного тока
• Трехфазные электрические цепи
• Электрические измерения. Трансформаторы. Электрические машины.
• Основы промышленной электроники
• Производство и распределение электрической энергии

С помощью тетради можно осуществлять самоконтроль и взаимоконтроль знаний и умений обучающихся по вышеуказанным темам. Тетрадь поможет обучающимся закрепить знания по электротехнике, понять физические процессы в электрических цепях, применять полученные умения и знания в своей будущей профессиональной деятельности.

Рабочая тетрадь состоит из 8 разделов самостоятельной работы

В каждом разделе имеются теоретические вопросы и вопросы прикладного характера - расчетные задачи, а также вопросы, где нужно закончить предложение. В некоторых блоках имеются вопросы по составлению структурных схем (классификация тех или иных приборов).

СОДЕРЖАНИЕ ТЕМ И ЗАДАНИЯ

1.Электрические цепи постоянного тока

Понятие об электрическом токе, сопротивлении, напряжении, работе, мощности. Сущность закона Ома и закона Кирхгофа. Расчёт силы притяжения зарядов. Потенциал и разность потенциалов. Напряжённость поля.

Задачи и вопросы для самостоятельного решения1.1

7. Чему равна площадь поперечного сечения проводника, если по нему течет ток силой 150 А, а плотность тока составляет 5 А/мм2?

8. Электропаяльник, включенный в сеть напряжением 220 В, потребляет ток 0,3 А. Определите сопротивление и мощность электропаяльника.

9. При температуре 20 °С сопротивление катушки, намотанной медным проводом, равно 1,2 Ом. Определите ее сопротивление при температуре 80 °С.

10. Для ремонта паяльника мощностью 40 Вт при напряжении 36 В используется нихромовый провод площадью поперечного сечения 0,02 мм2. Вычислите необходимую длину провода.

11. В качестве датчика температуры часто используется медная проволока — термометр сопротивления медный (ТСМ). Определите сопротивление датчика при температуре 270 °С, если при температуре 20 °С оно равнялось 200 Ом.

12. Датчик в виде термометра сопротивления платинового (ТСП) используется для измерения низкой температуры — минус 180 °С. При этом его сопротивление равно 6 Ом. Вычислите сопротивление датчика при нормальной температуре 20 °С.

13. Как показано линиями на рис. 1.6, напряжение обозначается латинской буквой U, измеряется в вольтах, обозначение единицы измерения — В. Аналогичным образом покажите соответствующие связи для силы тока, сопротивления, ЭДС, проводимости и мощности.

Задачи и вопросы для самостоятельного решения1.2

4. На рис. 1.17 показана часть схемы включения ламп накаливания в пятирожковой люстре. Имеются два выключателя. Первый включает две лампы, второй — три. При включении обоих выключателей горят все пять ламп. Дорисуйте схему. 

Рис. 1.17. Схема к задаче 4

5. Изобразите эквивалентную схему замещения ЭЦ, показанной на рис. 1.18.

Цепь включает в себя электромагнитное реле, катушка которого через миллиамперметр подключается к движку переменного резистора, питаемого через выключатель от гальванического источника. Параллельно обмотке реле включен вольтметр.

Рис. 1.18. Фото ЭЦ к задаче 5

6. Вычислите силу тока I3, вытекающего из узла А (рис. 1.19, а), если I1 = 120 мА, I2 = 60 мА, I4 = 20 мА, I5 = 100 мА.

Рис. 1.19. Схемы к задачам:
а — 6; б — 7

7. Вычислите падение напряжения на резисторе R3 (рис. 1.19, б), если Е1 = 10 В, Е2 = 20 В, Е3 = 15 В, Е4 = 5 В, R1 = 5 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 10 Ом, R4 = 6 Ом, R5 = 15 Ом.

8. Сколько одинаковых ламп потребуется для изготовления елочной гирлянды, питаемой напряжением 220 В, если падение напряжения на каждой лампе 3,5 В, мощность лампы 0,35 Вт? Чему равны потребляемые ток и мощность?

9. Что произойдет с елочной гирляндой, если перегорит одна лампа?

10. Что произойдет с елочной гирляндой, если контакты одной из ламп закоротятся?

11. Для питания лаборатории электротехники напряжением 36 В используется двухпроводная линия длиной 23 м, выполненная медным проводом с площадью поперечного сечения жил 16 мм2. Общий потребляемый лабораторией ток равен 20 А. На сколько изменится падение напряжения на подводящих проводах, если медный провод заменить алюминиевым того же сечения?

12. Для освещения двухкомнатной квартиры используются четыре энергосберегающие лампы мощностью 20 Вт каждая, работающие по 5 ч в сутки, и шесть ламп накаливания мощностью по 75 Вт, работающие по 2 ч в сутки. Определите потребляемую электрическую энергию за месяц.

.

Задачи и вопросы для самостоятельного решения1.3

3. Дорисуйте приведенную на рис. 1.27 схему так, чтобы лампы были соединены последовательно и подключены к источнику питания. Что произойдет с лампами, если выключатель В1 перевести во включенное положение? Что произойдет с лампами, если выключатель В2 перевести в выключенное положение?

Рис. 1.27. Схема к задаче 3

4. Дорисуйте приведенную на рис. 1.28 схему так, чтобы лампы были соединены параллельно и подключены к источнику питания. Что произойдет с лампами, если выключатель В1 перевести во включенное положение? Что произойдет с лампами, если выключатель В2 перевести в выключенное положение?

Рис. 1.28. Схема к задаче 4

5. Чему равно эквивалентное сопротивление цепи, схема которой приведена на рис. 1.29, а, если каждый резистор имеет сопротивление 30 Ом?

Рис. 1.29. Схемы к задачам:
а — 5; б — 6

6. Чему равно эквивалентное сопротивление цепи, схема которой изображена на рис. 1.29, б, если R = 50 Ом?

7. Напишите выражение для эквивалентного сопротивления ЭЦ, схема замещения которой приведена на рис. 1.30.

Рис. 1.30. Схема к задаче 7

8. К трехконтактной колодке К подключены две лампы светильника, включаемые спаренным выключателем В1 — В2 параллельно (рис. 1.31). Как нужно пересоединить концы проводов на колодке К (покажите на схеме), чтобы при замыкании только выключателя В1 лампа Л2 находилась под полным напряжением, а при замыкании только выключателя В2 напряжение на обеих лампах равнялось бы половине полного.

Рис. 1.31. Схема к задаче 8

9. Вычислите эквивалентную ЭДС и внутреннее сопротивление источника питания для ЭЦ, схема которой приведена на рис. 1.32, а, если Е = 1,5 В, r0 = 1,5 Ом.

Рис. 1.32. Схемы к задачам:
а — 9; б — 10

10. Для простой ЭЦ со смешанным включением приемников энергии (рис. 1.32, б) известны сопротивления приемников: R1 = 20 Ом, R2 = 5 Ом, R3 = 10 Ом, R4 = 20 Ом, R5 = 20 Ом, R6 = 10 Ом. Определите эквивалентное сопротивление между точками a и b цепи.

Задачи и вопросы для самостоятельного решения1.4

3. Согласно паспортным данным при номинальном режиме работы двигателя постоянного тока номинальный ток в обмотке возбуждения, имеющей сопротивление 100 Ом, должен быть равен 1 А. Определите напряжение источника питания, которое обеспечит нормальную работу двигателя, если сопротивление подводящих проводов и внутреннее сопротивление источника составляют 10 Ом.

4. Определите ток короткого замыкания в ЭЦ, если E = 9 B, r0 = 10 Ом, номинальное сопротивление нагрузки Rн = 80 Ом. Во сколько раз этот ток превышает номинальный ток ЭЦ?

5. В режиме холостого хода напряжение источника с внутренним сопротивлением 2 Ом равно 114 В. Чему будет равно напряжение на нагрузке, номинальный ток через которую равен 2 А?

6. Определите номинальное напряжение питания двигателя постоянного тока, сопротивление якоря которого равно 0,5 Ом, номинальный ток якоря Iя = 10 А, противоЭДС при номинальной частоте вращения Ея = 105 В.

7. Какой должна быть площадь сечения алюминиевого провода, соединяющего однофазный двигатель с источником питания (Е = 230 В). Расстояние между двигателем и источником 50 м. Потребляемый ток равен 10 А при напряжении 220 В.

Задачи и вопросы для самостоятельного решения1.5

6. Определите статическое и дифференциальное сопротивления нелинейного элемента в точке А его ВАХ, которая приведена на рис. 1.41.

Рис. 1.41. Вольт-амперная характеристика нелинейного элемента к задаче 6

7. Каково соотношение между статическим и динамическим сопротивлениями для линейного элемента?

8. Используя выходные характеристики транзистора (см. рис. 1.38), постройте нагрузочную характеристику для Ек = 10 В, Rк = 100 Ом и определите ток коллектора и напряжение Uкэ для тока базы Iб = 1,2 мА.

9. Определите минимальное и максимальное выходное напряжение в ЭЦ, схема которой изображена на рис. 1.42, а, если входное напряжение Uвх может изменяться в диапазоне от 12 до 20 В. ВАХ стабилитрона Д и опрокинутая ВАХ резистора Rб приведены на рис. 1.42, б. Определите сопротивление резистора Rб.

Рис. 1.42. Нелинейный и линейный элементы:
а — схема ЭЦ; б — ВАХ

10. Два диода КД206А включены на параллельную работу (рис. 1.43, а). ВАХ диодов (рис. 1.43, б) идентичны. Определите падение напряжения на диодах при общем токе I0 = 6 A.

Рис. 1.43. Диод:
а — схема ЭЦ; б — ВАХ

11. Вычислите токи в ветвях и ток, потребляемый ЭЦ (рис. 1.44, а), при напряжении питания 16 В. ВАХ нелинейных элементов приведены на рис. 1.44, б.

Рис. 1.44. Нелинейные элементы:
а — схема ЭЦ; б — ВАХ

12. Вычислите ток, потребляемый ЭЦ (рис. 1.45, а), и падение напряжения на нелинейных элементах при напряжении питания 25 В. ВАХ нелинейных элементов приведены на рис. 1.45, б.

Рис. 1.45. Нелинейные элементы:
а — схема ЭЦ; б — ВАХ

2.Электромагнитизм

Магнитное поле тока. Основные характеристики магнитного поля тока. Проводник с током в магнитном поле. Взаимодействие проводников с током. Электромагнитная индукция. Самоиндукция. Взаимоиндукция.

Задачи и вопросы для самостоятельного решения2.1

4. Какой момент действует на проводники длиной l = 10 см, образующие обмотку ротора машины постоянного тока, если в пазу располагаются 10 витков, диаметр ротора 20 см, а индукция в воздушном зазоре B = 1 Тл. По проводникам течет ток I = 10 А.

5. Ротор машины постоянного тока приводится в действие электродвигателем с частотой вращения n = 600 об/мин. Активная длина обмотки ротора l = 10 см, диаметр D = 20 см, в пазу ротора размещаются 2. витков, магнитная индукция в воздушном зазоре 1 Тл. Определите максимальное значение ЭДС, наводимое в обмотке.

6. На проводник длиной l = 10 см с током I = 2 А действует магнитное поле с индукцией В = 1,3 Тл (рис. 4.4, а). Определите значение и направление силы, действующей на проводник.

Рис. 4.4. Проводник с током в магнитном поле:
а — к задаче 6; б — к задаче 7

7. Проводник длиной l = 10 см перемещается в магнитном поле с индукцией В = 1,3 Тл (рис. 4.4, б). Скорость перемещения проводника v = 100 см/c. Определите значение и направление ЭДС в проводнике.

8. Чему равна индуктивность катушки L, если при скорости изменения тока ΔI/Δt = 2 А/c в ней индуцируется ЭДС самоиндукции Е = 3 В?

Задачи и вопросы для самостоятельного решения2.2

4. Нарисуйте схему замещения магнитной цепи электромагнита поворотного типа, конструктивная схема которого приведена на рис. 4.12, а. Магнитопровод электромагнита выполнен из электротехнической стали.

Рис. 4.12. Конструктивные схемы электромагнитных устройств:
а — к задаче 4; б — к задаче 5; в — к задаче 6; 1 — сердечник; 2 — якорь; 3 — обмотка;
4 — контактная группа; 5 — пружина

5. Нарисуйте схему замещения магнитной цепи электромагнита соленоидного типа, конструктивная схема которого приведена на рис. 4.12, б. Магнитопровод электромагнита выполнен из электротехнической стали.

6. Нарисуйте схему замещения магнитной цепи электромагнитного реле с размыканием контактов, конструктивная схема которого приведена на рис. 4.12, в. Магнитопровод реле выполнен из электротехнической стали.

7. Вычислите сопротивление магнитопровода трансформатора Rм, выполненного из листовой стали, кривая намагничивания которой приведена на рис. 4.13, если длина сердечника l = 24 см, площадь его поперечного сечения S = 2,4 см2, магнитный поток 3 · 10−4 Вб.

Рис. 4.13. Кривые намагничивания к задачам 7 и 8

8. Определите значение магнитного потока в сердечнике дросселя, выполненном из листовой стали, кривая намагничивания которой приведена на рис. 4.13, если длина средней магнитной линии в сердечнике равна 40 см, площадь поперечного сечения — 4 см2, число витков — 800, сила тока — 0,2 А.

Задачи и вопросы для самостоятельного решения 2.3

3. Определите резонансную частоту последовательного колебательного контура с параметрами L = 10 мГн, С = 100 мкФ.

4. Резонанс напряжений в электрической цепи на промышленной частоте наступил при Срез = 15 мкФ. Вычислите значение индуктивности при резонансе Lрез.

5. Определите частоту, период свободных колебаний и характеристическое сопротивление идеального колебательного контура с параметрами L = 100 мГн, С = 50 мкФ.

6. Определите падение напряжения на элементах последовательного колебательного контура с параметрами R = 10 Ом, C = 50 мкФ, L = 202,9 мГн, если к цепи приложено напряжение U = 220 В, f = 50 Гц.

7. Определите добротность и частоту свободных колебаний контура с параметрами L = 10 мГн, С = 100 пФ, R = 5 Ом.

8. На какое рабочее напряжение необходимо выбрать конденсатор для ЭЦ, работающей при резонансе, если напряжение питания 21 В, активное сопротивление катушки индуктивности 30 Ом, индуктивность 0,64 Гн?

3. Электрические цепи переменного тока

Получение переменного тока. Основные характеристики переменного тока. Действующие значения переменного тока. Активное сопротивление в цепи переменного тока. Индуктивное сопротивление в цепи переменного тока. Емкостное сопротивление в цепи переменного тока. Мощность переменного тока. Коэффициент мощности.

Задачи и вопросы для самостоятельного решения3.1

4. Вольтметр электромагнитной системы, подключенный к выводам ЭЦ переменного тока, показывает 220 В. Чему равно амплитудное значение напряжения ЭЦ?

5. Дроссель пускорегулирующей аппаратуры для люминесцентных ламп имеет индуктивность 1,3 Гн. Вычислите его индуктивное сопротивление на промышленной частоте 50 Гц.

6. При частоте 50 Гц емкостное сопротивление конденсатора равно 318 Ом. Вычислите емкость конденсатора.

7. Чему равны частота, начальная фаза и амплитуда синусоидального напряжения, осциллограмма которого приведена на рис. 2.9, а?

Рис. 2.9. Осциллограммы напряжений и тока:
а — к задачам 7, 8; б — к задачам 9 — 11

8. Каким будет показание вольтметра, подключенного к зажимам источника питания, осциллограмма напряжения которого приведена на рис. 2.9, а?

9. Определите начальные фазы для синусоидальных напряжения и тока, осциллограммы которых приведены на рис. 2.9, б.

10. Определите фазовый сдвиг между синусоидальными током и напряжением, осциллограммы которых приведены на рис. 2.9, б.

11. Определите характер ЭЦ, осциллограммы тока и напряжения которой приведены на рис. 2.9, б.

12. Ток и напряжение в цепи описываются выражениями:

i = 22 sin(314t − 90°), A; u = 220 sin(314t − 90°), В.

Определите характер нагрузки и частоту переменного тока.

13. Ток и напряжение в цепи описываются выражениями:

i = 24 sin314t, A; u = 32 sin314t, В.

Определите действующие значения тока, напряжения и мощности.

14. Электрическая плитка мощностью 660 Вт получает питание от сети, напряжение которой определяется выражением u = 311 sin314t, В. Какие значения напряжения и тока покажут включенные в сеть вольтметр и амперметр?

Задачи и вопросы для самостоятельного решения3.2

4. В электрической цепи, схема которой приведена на рис. 2.18, а, сопротивления резисторов R1 = 400 Ом, R2 = 300 Ом.

Напряжение питания U = 210 В, частота 50 Гц. Вычислите падение напряжения на каждом резисторе.

Рис. 2.18. Схемы ЭЦ:
a — к задаче 4; б — к задаче 5; в — к задаче 6

5. Электрическая цепь (рис. 2.18, б) получает питание от промышленной сети напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Индуктивность L катушки равна 0,95 Гн, а сопротивление резистора R — 400 Ом. Определите падение напряжения на каждом элементе ЭЦ.

6. К выводам ЭЦ с последовательным включением конденсатора и резистора (рис. 2.18, в) подводится напряжение питания 36 В частотой 50 Гц. На резисторе сопротивлением R = 100 Ом падение напряжения составляет UR = 25,5 В. Определите падение напряжения на конденсаторе и емкость конденсатора.

7. Обмотка электромагнита индуктивностью 0,2 Гн включена в сеть напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Определите амплитудное значение тока, протекающего по обмотке (активным сопротивлением обмотки пренебречь).

8. Слева на рис. 2.19 приведены векторные диаграммы, справа — схемы ЭЦ. От каждой схемы проведите прямую линию к диаграмме, соответствующей данной схеме.

Рис. 2.19. Связи между схемами ЭЦ и векторными диаграммами к задаче 8

Задачи и вопросы для самостоятельного решения3.3

3. Определите резонансную частоту последовательного колебательного контура с параметрами L = 10 мГн, С = 100 мкФ.

4. Резонанс напряжений в электрической цепи на промышленной частоте наступил при Срез = 15 мкФ. Вычислите значение индуктивности при резонансе Lрез.

5. Определите частоту, период свободных колебаний и характеристическое сопротивление идеального колебательного контура с параметрами L = 100 мГн, С = 50 мкФ.

6. Определите падение напряжения на элементах последовательного колебательного контура с параметрами R = 10 Ом, C = 50 мкФ, L = 202,9 мГн, если к цепи приложено напряжение U = 220 В, f = 50 Гц.

7. Определите добротность и частоту свободных колебаний контура с параметрами L = 10 мГн, С = 100 пФ, R = 5 Ом.

8. На какое рабочее напряжение необходимо выбрать конденсатор для ЭЦ, работающей при резонансе, если напряжение питания 21 В, активное сопротивление катушки индуктивности 30 Ом, индуктивность 0,64 Гн?

Задачи и вопросы для самостоятельного решения 3.4

3. Параллельный колебательный контур имеет следующие параметры: сопротивление катушки индуктивности Rк = 11 Ом, ее индуктивность Lк = 53,2 мГн, подводимое напряжение U = 220 В частотой f = 50 Гц. Определите емкость конденсатора С при настройке контура в резонанс.

4. Укажите, каким будет показание амперметра переменного тока, включенного в общую ветвь ЭЦ, схема которой приведена на рис. 2.28, если мгновенные значения токов в ветвях

i1 = 0,6 sinωt; i2 = 0,8 sin(ωt − 60°); i3 = 0,4 sin(ωt + 30°).

Рис. 2.28. Схема ЭЦ к задаче 4

5. Для повышения коэффициента мощности асинхронного двигателя, работающего при напряжении 220 В, параллельно его обмоткам устанавливается конденсатор, обеспечивающий реактивную мощность емкостного характера 200 вар. Вычислите емкость конденсатора.

4. Трехфазные цепи переменного тока

Задачи и вопросы для самостоятельного решения4.1

4. Обмотки генератора соединены звездой. Пользуясь векторной диаграммой, приведенной на рис. 3.8, напишите выражение для мгновенного значения линейного напряжения uСА, если мгновенное значение фазного напряжения uА = 311 sin(ωt + 30°).

Рис. 3.8. Векторная диаграмма к задаче 4

5. Три лампы мощностью по 100 Вт включены треугольником в трехфазную сеть напряжением 220 В. Определите линейные токи в ЭЦ.

6. Из трех ламп мощностью по 100 Вт, включенных треугольником в трехфазную сеть напряжением 220 В, одна сгорела (например, Л3 на рис. 3.9). Как изменятся линейные токи в ЭЦ?

Рис. 3.9. Схема соединения ламп к задачам 6 и 7

7. Из трех ламп мощностью по 100 Вт, включенных треугольником в трехфазную сеть напряжением 220 В, одна сгорела (например, Л3 на рис. 3.9) и была заменена лампой мощностью 200 Вт. Как изменятся линейные токи в ЭЦ?

8. Потребляемая трехфазной нагрузкой полная мощность S = 1 000 В · А, реактивная мощность Q = 600 вар. Чему равен коэффициент мощности?

Задачи и вопросы для самостоятельного решения4.2

4. К выводам четырехпроводной трехфазной цепи приложено линейное напряжение 380 В. Сопротивления фаз равны 10, 10 и 20 Ом. Определите ток в нейтральном проводе.

5. Три одинаковые лампы мощностью по 100 Вт включены в каждую фазу четырехпроводной сети с линейным напряжением 380 В. Чему будет равен ток в нейтральном проводе, если перегорит одна из ламп?

6. В трехпроводной ЭЦ с симметричной нагрузкой, соединенной звездой (рис. 3.15, а), и линейным напряжением 220 В перегорел предохранитель фазы с. Чему будут равны напряжения на фазах а и b?

Рис. 3.15. Схемы ЭЦ:
а — к задаче 6; б — к задаче 7; в — к задаче 8

7. В трехпроводной ЭЦ с симметричной нагрузкой (сопротивление каждой фазы 100 Ом), соединенной звездой, и фазным напряжением 220 В закоротилась нагрузка в фазе а (рис. 3.15, б). Чему будут равны токи в фазах b и с?

8. Обмотки трехфазного асинхронного электродвигателя включены в трехпроводную ЭЦ звездой (рис. 3.15, в). В процессе работы одна из обмоток двигателя закоротилась. Какие токи будут протекать в двух обмотках, если Uф = 220 В, f = 50 Гц, Rф = 10 Ом, Lф = 0,156 Гн?

9. Три лампы мощностью 40, 60 и 75 Вт включены в три фазы трехфазной четырехпроводной системы с фазным напряжением 220 В. Определите ток в нейтральном проводе.

5. Электрические измерения

Задачи и вопросы для самостоятельного решения5.1

3. Амперметр, включенный в ЭЦ, показывает значение тока 0,52 А, тогда как действительное значение тока 0,5 А. Определите абсолютную и относительную погрешности измерения.

4. Чему равна абсолютная погрешность измерения тока, если используется миллиамперметр класса точности 2,5 с номинальной величиной 100 мА?

5. В ЭЦ, схема которой приведена на рис. 5.6, в, U = 100 В, R = 2 000 Ом, Rн = 3 000 Ом, сопротивление вольтметра RV = 6 000 Ом. Определите абсолютную погрешность измерения напряжения.

6. Вольтметр магнитоэлектрической системы с номинальной величиной 300 В имеет шкалу с 60 делениями. Определите постоянную (цену деления) прибора.

7. С помощью многопредельного миллиамперметра класса точности 4 измерен ток, действительное значение которого равно 400 мА. Определите относительную погрешность измерения на двух пределах Аном1 = 500 мА и  Аном2 = 2 000 мА.

Задачи и вопросы для самостоятельного решения5.2

3. Миллиамперметр и вольтметр, включенные в цепь, схема которой приведена на рис. 5.17, а, показывают соответственно 8 мА и 16 В. Определите сопротивление нагрузки и потребляемую ею мощность, считая измерительные приборы идеальными.

Рис. 5.17. Схемы ЭЦ:
а — к задаче 3; б — к задаче 5

4. Ваттметр, включенный в одну из фаз трехфазного двигателя, показывает мощность 1,2 кВт. Коэффициент мощности двигателя по паспортным данным равен 0,9. Чему равна полная мощность, потребляемая двигателем?

5. Оба ваттметра, включенных в ЭЦ (рис. 5.17, б), показывают мощность 3,6 кВт. Определите мощность, потребляемую всей трехфазной ЭЦ и каждой фазой.

6. Амперметр в одной из фаз трехфазного двигателя, включенного треугольником, показывает 2,8 А. Чему равен линейный ток, потребляемый двигателем? Как его измерить, если в лаборатории имеются лишь амперметры с номинальной величиной 3 А?

Задачи и вопросы для самостоятельного решения5.3

4. Вычислите действующее значение измеряемого осциллографом синусоидального сигнала, если его амплитуда на экране равна четырем делениям, а переключатель «Усиление Y» находится в положении 5 В/дел.

5. Вычислите частоту измеряемого осциллографом сигнала, если его период равен четырем делениям, а переключатель «Длительность развертки» находится в положении 5 мс/дел.

6. При измерении частоты осциллографом по методу фигур Лиссажу на экране получено устойчивое изображение в виде восьмерки (8). При этом частота сигнала от генератора, подаваемого на вход Х, равна 100 Гц. Определите частоту сигнала, подаваемого на вход Y.

7. При измерении частоты осциллографом по методу фигур Лиссажу на экране получено устойчивое изображение в виде знака «бесконечность» (∞). При этом частота сигнала от генератора, подаваемого на вход Х, равна 25 Гц. Определите частоту сигнала, подаваемого на вход Y.

8. На экране осциллографа получено устойчивое изображение синусоидального сигнала амплитудой в три целых и шесть десятых деления и периодом в пять делений. При этом переключатель «Усиление Y» находится в положении 1 В/дел., переключатель на кабеле осциллографа — в положении 1 : 10, а переключатель «Длительность развертки» — в положении 1 мс/дел. Вычислите действующее значение и частоту исследуемого напряжения.

Задачи и вопросы для самостоятельного решения5.4

4. Амперметр с номинальной величиной 0,3 А имеет внутреннее сопротивление RA = 0,008 Ом. Определите сопротивление шунта, обеспечивающего расширение предела измерения до 1,5 А.

5. Вольтметр с номинальной величиной 30 В и внутренним сопротивлением 3 кОм используется для измерения напряжения 210 В. Какое минимальное сопротивление должен иметь добавочный резистор, который необходимо подключить к вольтметру для расширения предела измерения до нужного значения?

6. Вычислите ток в нагрузке Iн (рис. 5.34, а), если миллиамперметр с внутренним сопротивлением RA = 1 Ом, включенный в цепь вместе с шунтом сопротивлением Rш = 0,1 Ом, показал ток IA = 80 мА.

Рис. 5.34. Схемы ЭЦ:
а — к задаче 6; б — к задаче 7

7. Вычислите напряжение питания ЭЦ (рис. 5.34, б), если вольтметр с внутренним сопротивлением RV = 5 000 Ом, включенный последовательно с добавочным резистором сопротивлением Rд = 10 000 Ом, показал напряжение UV = 300 В.

8. Сопротивление датчика температуры типа ТПК-620, построенного на основе полупроводникового материала, составило 546,47 Ом. Определите с помощью тарировочной таблицы температуру, соответствующую полученному значению сопротивления.

Таб

лица

9. Вольтметр на выходе датчика скорости, построенного на основе индукционного преобразователя, показал напряжение 8,4 В. Определите скорость объекта, если номинальная величина вольтметра, равная 30 В, соответствует скорости 150 км/ч.

6. Основы промышленной электроники

Задачи и вопросы для самостоятельного решения6.2

5. По вольт-амперным характеристикам диодного моста КЦ407А (рис. 6.28) для температур −60, +25 и +85 °С определите значения статического сопротивления диода в прямом направлении при Iпр = 40 мА. Сравните эти значения.

Рис. 6.28. Вольт-амперные характеристики диодного моста КЦ407А к задачам 5 и 6

6. По вольт-амперным характеристикам диодного моста КЦ407А (см. рис. 6.28) определите значения его статического сопротивления для трех температур при включении в обратном направлении, если к диоду приложено обратное напряжение Uобр = 150 В. Сравните эти значения.

7. Как соединяют полупроводниковые диоды в схемах с токами, превышающими прямой ток применяемых диодов?

8. Как соединяют полупроводниковые диоды в схемах с напряжением, превышающим максимально допустимое обратное напряжение применяемых диодов?

9. Определите ток, протекающий через нагрузочный резистор сопротивлением Rн = 140 Ом мостового выпрямителя, если на первичную обмотку трансформатора поступает напряжение U1 mах = 160 В, коэффициент трансформации K21 = 0,1, а сопротивление каждого полупроводникового диода в схеме равно 10 Ом.

10. Вычислите коэффициент пульсаций на выходе индуктивного фильтра индуктивностью 0,8 Гн, работающего на нагрузку сопротивлением 50 Ом, если напряжение на вход фильтра поступает от двухполупериодного выпрямителя, питаемого переменным напряжением частотой 50 Гц.

11. Вычислите коэффициент пульсаций на выходе емкостного фильтра емкостью 200 мкФ, работающего на нагрузку сопротивлением 1 кОм, если напряжение на вход фильтра поступает от двухполупериодного выпрямителя, питаемого переменным напряжением частотой 50 Гц.

12. Стабилитрон с идеальной вольт-амперной характеристикой используется в цепи параметрического стабилизатора напряжения. Известно, что Uвх = (16 ± 1,6) В, Uст = 9 В, Iст = 10 мА, ток нагрузки Iн = 8 мА. Определите ток на входе стабилизатора Iвх и сопротивление балластного резистора Rб.

13. На рис. 6.29 соедините между собой в требующейся последовательности отдельные блоки структурной схемы выпрямительного устройства.

Рис. 6.29. Структурная схема выпрямительного устройства к задаче 13

Задачи и вопросы для самостоятельного решения6.3

5. Определите в относительных единицах и децибелах общий коэффициент усиления трехкаскадного усилителя, если K1 = 100; K2 = 10; K3 = 10.

6. Определите коэффициент полезного действия усилителя, если мощность нагрузки составляет 0,3 Вт, мощность, рассеиваемая на транзисторе, — 120 мВт, а мощность, рассеиваемая в остальных цепях усилителя, — 80 мВт.

7. Определите ЭДС источника питания Ек усилителя, схема которого изображена на рис. 6.44, а, если Uкэ = 6 В, Iк = 100 мА, Rк = 100 Ом.

Рис. 6.44. Схемы усилителей:
а, б — варианты

8. Определите сопротивление резистора, который необходимо включить в коллекторную цепь усилителя (см. рис. 6.44, а), чтобы ток коллектора Iк составлял 3 мА при Uкэ = 7 В, Ек = 16 В.

9. Определите ток в цепи коллектора Iк в усилительном каскаде (см. рис. 6.44, а) со следующими параметрами: Ек = 12 В, Uкэ = 6 В, Rк = 3 кОм.

10. Определите напряжение Uси усилителя на полевом транзисторе (рис. 6.44, б), если падения напряжения на резисторе Rс и сопротивлении цепи истока составляют соответственно 2,4 и 0,2 В. Напряжение источника питания Ес = 6 В.

11. Определите напряжение на выходе усилителя, питаемого от источника постоянного напряжения 5 В, если напряжение на входе Uвх = 20 мВ, а коэффициент усиления KU = 1 000.

12. Какой коэффициент обратной связи β необходимо установить в усилителе с коэффициентом усиления K = 500, чтобы при максимальном входном сигнале Uвх = 50 мВ иметь на выходе максимальный сигнал Uвых = 5 В?

Задачи и вопросы для самостоятельного решения6.4

3. На выходе LC-генератора установились синусоидальные колебания частотой 12,5 кГц. При этом емкость конденсатора равна 0,16 мкФ. Какой должна быть емкость конденсатора, чтобы частота колебаний на выходе LC-генератора составляла 50 кГц?

4. В RC-генераторе с мостом Вина используются конденсаторы емкостью по 1 мкФ и переменные резисторы с номинальной величиной сопротивления 4,7 кОм. Определите диапазон частот на выходе генератора при изменении сопротивления в диапазоне от 2 до 4 кОм.

5. Определите частоту прямоугольных импульсов на выходе симметричного мультивибратора, если емкости конденсаторов составляют по 4 700 пФ, сопротивление базового резистора равно 62 кОм, а сопротивление коллекторного резистора — 2,2 кОм.

6. Как изменится частота колебаний мультивибратора с параметрами, приведенными в задаче 5, если конденсаторы одинаковой емкости заменить на конденсаторы емкостями С1 = 2 200 пФ и С2 = 7 200 пФ? Чему будет равна скважность прямоугольных импульсов?

7. На рис. 6.51 от каждой электрической схемы проведите линию к ее названию.

Рис. 6.51. Схемы электронных устройств

7.Электрические машины

Задачи и вопросы для самостоятельного решения 7.1

6. Якорь (ротор) машины постоянного тока приводится в действие двигателем, имеющим частоту вращения вала n = 300 об/мин. Активная длина обмотки якоря l = 20 см, диаметр якоря D = 20 см, в пазу якоря размещаются 40 витков, магнитная индукция в воздушном зазоре 0,5 Тл. Определите максимальную ЭДС, наводимую в обмотке.

7. Проводник длиной l = 20 см с током I = 2 А находится в магнитном поле индукцией В = 0,65 Тл. Определите силу, действующую на проводник.

8. Чему равна амплитуда магнитного потока в трансформаторе, первичная обмотка которого с числом витков w1 = 1 000 включена в сеть напряжением 220 В и частотой 50 Гц (см. подразд. 7.2.1: U= 4,44w ƒΦт)?

9. Определите ЭДС во вторичной обмотке трансформатора, рассчитанного на работу от сети напряжением 220 В и частотой 50 Гц, если амплитуда магнитного потока в сердечнике составляет 0,005 Вб, число витков вторичной обмотки равно 100 (U= 4,44w ƒΦт).

10. К первичной обмотке трансформатора с числом витков w1 = 2 000 приложено номинальное напряжение 220 В частотой 50 Гц. Площадь поперечного сечения магнитопровода 5 см2. Определите амплитудное значение магнитной индукции в сердечнике при работе трансформатора на холостом ходу (U= 4,44w ƒΦт).

Задачи и вопросы для самостоятельного решения 7.2

3. Вычислите КПД трансформатора номинальной мощностью 400 Вт, если его магнитные и электрические потери, определенные в процессе опытов холостого хода и короткого замыкания, равны соответственно 30 и 50 Вт.

4. Коэффициент полезного действия трансформатора мощностью 10 кВт составляет 90 %. Магнитные потери в магнитопроводе трансформатора равны 400 Вт. Вычислите электрические потери в первичной и вторичной обмотках трансформатора.

5. Номинальная мощность трехфазного трансформатора равна 2 кВ · А, номинальное напряжение первичной обмотки — 380 В, номинальное напряжение вторичной обмотки — 38 В, схема соединения обмоток — /. Определите номинальные токи в обмотках, коэффициент трансформации k21 и фазное напряжение на вторичной обмотке.

6. Определите число витков вторичной обмотки трансформатора тока, если включенный в ее цепь амперметр показал ток 5 А. При этом измеряемый ток, протекающий по первичной обмотке, состоящей из одного витка, равен 500 А.

7. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора напряжения равно 160 В. Первичная обмотка имеет 3 000 витков, вторичная — 30 витков. Чему равно напряжение в электрической цепи?

Задачи и вопросы для самостоятельного решения 7.3

4. Вычислите скольжение в асинхронном двигателе, если при частоте питающей сети 50 Гц частота вращения ротора равна 1 470 мин−1.

5. Определите частоту вращения ротора асинхронного двигателя шестиполюсной машины при частоте питающей сети 50 Гц и скольжении 4 %.

6. Чему равна ЭДС в неподвижном роторе асинхронной машины, если при скольжении 0,05 ЭДС составляет 2 В?

7. Какую максимальную частоту вращения может иметь четырехполюсный двигатель, работающий от бортовой сети питания самолета частотой 400 Гц?

8. Коэффициент полезного действия трехфазного асинхронного двигателя равен 85 %, коэффициент мощности — 0,8. Двигатель потребляет из сети активную мощность 1,6 кВт. Определите номинальную мощность, развиваемую двигателем.

9. Вычислите КПД асинхронного двигателя, если в процессе опытов холостого хода, короткого замыкания и при номинальной нагрузке ваттметр, включенный в одну из фаз, показал соответственно 400 Вт, 500 Вт и 10 кВт.

10. Коэффициент полезного действия и коэффициент мощности асинхронного двигателя номинальной мощностью 400 Вт равны соответственно 80 % и 0,5. Определите полную мощность, потребляемую двигателем из сети.

11. Вычислите номинальный вращающий момент трехфазного асинхронного двигателя марки 4АА63А2У3, в паспортных данных которого указаны номинальная мощность 370 Вт и номинальная частота вращения ротора 2 750 мин−1.

Задачи и вопросы для самостоятельного решения 7.4

1. Номинальная частота вращения асинхронного двигателя 480 об/мин. Определите его скольжение и число пар полюсов.

2. Как изменится частота вращения двухполюсного асинхронного двигателя, работающего от источника питания частотой 100 Гц, если скольжение АД увеличится с 5 до 20 %?

3. У двухполюсного асинхронного двигателя с частотным управлением частота питания обмоток статора изменяется в диапазоне 1 … 200 Гц. При этом номинальное скольжение остается неизменным и равным 4 %. В каком диапазоне изменяется частота вращения ротора?

Задачи и вопросы для самостоятельного решения 7.5

1. Ротор гидрогенератора Саяно-Шушенской ГЭС вращается с частотой 142,8 об/мин. При этом частота напряжения на шинах электростанции 50 Гц. Определите число пар полюсов синхронного генератора.

2. Чему будет равна частота напряжения на шинах четырехполюсного синхронного генератора, если частота вращения его ротора 3 000 об/мин?

3. Определите частоту вращения ротора восьмиполюсного синхронного генератора, обеспечивающую частоту напряжения на зажимах генератора 400 Гц.

4. Определите коэффициент мощности на шинах электростанции, если суммарная мощность всех трехфазных синхронных генераторов, обмотки которых соединены звездой, равна 40 МВт, фазное напряжение — 10 кВ, суммарный ток в линии — 1,5 кА.

Задачи и вопросы для самостоятельного решения 7.6

3. Для пуска мощных двигателей постоянного тока используется схема генератор — двигатель, в которой обмотка якоря двигателя непосредственно подключена к выходным зажимам генератора (рис. 7.38). ЭДС на выходе генератора 130 В.

Рис. 7.38. Схема пуска генератор — двигатель

Определите номинальную ЭДС в якорной обмотке двигателя, если номинальный ток составляет 100 А, а номинальное сопротивление в цепи якорь генератора — якорь двигателя равно 0,2 Ом. Определите потери мощности в цепи якорь генератора — якорь двигателя, а также КПД системы генератор — двигатель.

4. ЭДС генератора постоянного тока с независимым возбуждением равна 120 В, сопротивление обмотки якоря — 0,2 Ом. Определите напряжение и мощность на нагрузке, если ток нагрузки равен 50 А.

5. Генератор с параллельным возбуждением (см. рис. 7.37) при напряжении 100 В обеспечивает ток в нагрузке 48 А. Сопротивление обмотки возбуждения генератора равно 50 Ом. Определите ток в цепи якоря и мощность, отдаваемую генератором нагрузке.

6. Генератор с параллельным возбуждением имеет характеристику холостого хода, приведенную на рис. 7.39, а. Сопротивление обмотки возбуждения равно 50 Ом, обмотки якоря — 0,5 Ом, номинальный ток якоря — 40 А. Определите номинальное напряжение на выходе генератора, номинальный ток возбуждения, коэффициент насыщения стали магнитопровода.

Рис. 7.39. Характеристики генераторов постоянного тока:
 а — к задаче 6; б — к задаче 7

7. Внешняя характеристика генератора с независимым возбуждением приведена на рис. 7.39, б. Определите номинальное напряжение на нагрузке при номинальном токе 25 А и относительное падение напряжения.

Задачи и вопросы для самостоятельного решения 7.7

2. Рабочий ток двигателя постоянного тока при напряжении 120 В составил 10 А. Пусковой ток превышает рабочий в 30 раз. Вычислите сопротивление обмотки якоря и ЭДС, которая наводится в этой обмотке при вращении якоря.

3. У двигателя постоянного тока с номинальным напряжением 110 В, номинальным током 10 А и КПД 85 % электрические потери в цепи якоря составляют 120 Вт. Вычислите сопротивление цепи якоря.

4. В двигателе постоянного тока с параллельным возбуждением напряжение питания равно 120 В, сопротивление цепи якоря — 0,4 Ом, рабочий ток — 10 А. Как изменится рабочий ток, если частота вращения якоря уменьшится на 14 %?

5. Пусковой ток в двигателе постоянного тока с номинальным напряжением 120 В при наличии пускового реостата с сопротивлением 2,1 Ом составил 50 А. Определите пусковой ток при отсутствии пускового реостата.

6. Какое напряжение на выходе генератора необходимо установить в системе генератор — двигатель, чтобы при включении двигателя с номинальным напряжением 110 В, током 18 А и сопротивлением цепи якоря 0,5 Ом пусковой ток не превысил 30 А?

7. При трогании с места трамвая ток в обмотке якоря в 4 раза превышает ток после разгона. Во сколько раз вращающий момент при трогании больше, чем при движении?

Список литературы

1. Беглецов Н. Н. Электрические цепи и основы электроники : Руководство по выполнению базовых экспериментов / Н. Н. Беглецов, Ю. П. Галишников, П. Н. Сенигов. — Челябинск : ООО «Учебная техника», 2006.
2. Прошин В. М. Электротехника / В. М. Прошин. — М.: Изд. центр «Академия», 2012.
3. Прошин В. М. Сборник задач по электротехнике / В. М. Прошин, Г. В. Ярочкина. — М. : Изд. центр «Академия», 2012.
4. Прошин В. М. Лабораторно-практические работы по электротехнике / В. М. Прошин. — М. : Изд. центр «Академия», 2010.
5. Прошин В. М. Рабочая тетрадь к лабораторно-практическим работам по электротехнике / В. М. Прошин. — М. : Изд. центр «Академия», 2011.
6. Прошин В. М. Электротехника для электротехнических профессий: Рабочая тетрадь / В. М. Прошин. — М. : Изд. центр «Академия», 2012.
7. Сенигов П. Н. Основы электромеханики : Руководство по выполнению базовых экспериментов / П. Н. Сенигов. — Челябинск : ИПЦ «Учебная техника», 2009.
8. Ярочкина Г. В. Контрольные материалы по электротехнике / Г. В. Ярочкина. — М. : Изд. центр «Академия», 2010.