Задачи, вариант 11

2.1. Контрольная работа № 1







З а д а ч а 1


Для соответствующего варианта электрической цепи, схемы которой изображены на рис. 1.1... 1.50, по заданным в табл. 1 сопротивлениям и ЭДС выполнить следующее:
• составить систему уравнений по первому и второму законам Кирхгофа, необходимую для определения токов во всех ветвях цепи;
• найти токи во всех ветвях цепи, пользуясь методом контурных токов;
• определить показание вольтметра и составить баланс мощностей для заданной схемы;
• определить ток в резисторе R6 методом эквивалентного генератора;
• в схеме с эквивалентным генератором заменить резистор R6 нелинейным элементом, сопротивление которого задано выражением , где I – ток через элемент (А), T – температура элемента (ºС). При расчетах температуру нелинейного элемента следует при ...

2.1. Контрольная работа № 1







З а д а ч а 1


Для соответствующего варианта электрической цепи, схемы которой изображены на рис. 1.1... 1.50, по заданным в табл. 1 сопротивлениям и ЭДС выполнить следующее:
• составить систему уравнений по первому и второму законам Кирхгофа, необходимую для определения токов во всех ветвях цепи;
• найти токи во всех ветвях цепи, пользуясь методом контурных токов;
• определить показание вольтметра и составить баланс мощностей для заданной схемы;
• определить ток в резисторе R6 методом эквивалентного генератора;
• в схеме с эквивалентным генератором заменить резистор R6 нелинейным элементом, сопротивление которого задано выражением , где I – ток через элемент (А), T – температура элемента (ºС). При расчетах температуру нелинейного элемента следует принять равной номеру выполняемого варианта, а диапазон его рабочих напряжений 0…30В;
• для полученной цепи, используя ранее определенные параметры эквивалентного генератора, рассчитать и изобразить на одном координатном поле вольт-амперную характеристику нелинейного элемента и нагрузочную характеристику эквивалентного генератора, по которым определить ток через нелинейный элемент и напряжение на нем.













Номер
Вар. Рис. Е1, В Е2, В Е3, В R01, В R02, В R03, В R1, В R2, В R3, В R4, В R5, В R6, В
11 1.11 10 24 24 0,9 1,2 - 3,5 1 1 2 10 4

З а д а ч а 2

Задание

Для изображенного на рис. 2.1 электромеханического устройства с заданными в табл. 2.1 параметрами определить:
– напряжение и число витков обмотки, выполненной из медного провода заданного диаметра, необходимое для гарантированного притягивания подвижной части магнитопровода к неподвижной;
– напряжение обмотки с определенными в п.1 параметрами, при котором произойдет отпускание подвижной части магнитопровода от неподвижной.

Примечания:
– номинальная плотность тока в обмотке из медного провода:
J=2,5 А/мм2;
– удельное сопротивление меди: ρ=0,018 мкОмм;
– абсолютная магнитная проницаемость воздуха µ0=4π10-7 Гн/м;
– средняя длина подвижной части магнитопровода: L3=L1+a3;
– глубина всех элементов магнитопровода равна а3;
– массой подвижной части магнитопровода и изменением силы тяги пружин при изменении их длины пренебречь;
– магнитными потоками рассеяния пренебречь;
– при расчете длины провода намагничивающей обмотки запроектировать ее 20% й технологический запас.

Таблица 2.1
Геометрические параметры
магнитопровода Диаметр провода обмотки d, мм Кривая
намагнич. неподвиж. части Кривая намагнич. подвижной части Сила тяги пружины
F, H
№
вар L1, мм L2, мм a1, мм a2, мм a3, мм δ, мм
11 48 25 7 6 4 0,5 0,9 Рис. 2.4 Табл. 2.1.4 19

Таблица 2.1.4
H, A/м 0 1000 2000 4000 5000 7000 15000 20000 30000 50000
В, Тл 0 0,4 0,6 0,8 0,9 1 1,3 1,45 1,6 1,8























2.2 Контрольная работа № 2





З а д а ч а 1


Задание

В трехфазную электрическую цепь с симметричным линейным напряжением U включен приемник, соединенный по схеме “звезда” или “треугольник”, сопротивления и схема соединения фаз которого приведены в табл. 3. Требуется:
• изобразить схему электрической цепи;
• рассчитать фазные и линейные токи, ток в нейтральном проводе (для цепи Y-0) для трех заданных режимов работы:
а) нормальный режим работы при отсутствии в цепи обрывов и коротких замыканий (для нормального режима работы рассчитать также активную, реактивную, полную мощности источников и приемника, коэффициент мощности приемника, составить баланс мощности);
б) обрыв заданной фазы нагрузки;
в) обрыв заданного линейного провода (при соединении нагрузки в ) или короткое замыкание заданной фазы (при соединении нагрузки в Y). В случае четырехпроводной цепи режим К.З. рассчитывается при одновременном обрыве нулевого провода;
• построить для всех рассчитанных режимов работы топографические диаграммы напряжений и векторные диаграммы токов.
№ Вар. Схема
соединения приемника Uл, В Сопротивления фаз приемника Обрыв лин. провода К.З. фазы Обрыв фазы
ZA,
Ом ZB,
Ом ZC,
Ом ZAB,
Ом ZBC,
Ом ZCA,
Ом
11 Y 220 6–j6 6+j8 8+j6 - - - - B А



З а д а ч а 2

Для изображенной электрической цепи

№ Варианта R, Ом L, Гн C, мкФ E, В
1 7 0,02 31,3 110

выполнить следующее:
используя классический метод расчета переходного процесса, определить аналитическую зависимость, описывающую изменение тока i1(t), возникающее в результате коммутации;
используя операторный метод расчета переходного процесса, определить аналитическую зависимость, описывающую изменение тока i1(t), возникающее в результате коммутации;
используя полученные аналитические зависимости, построить график изменения тока i1(t), демонстрирующий его переход от одного установившегося значения к другому.
Примечание: при расчете переходного процесса считать, что коммутации предшествовал установившейся режим работы.

2.1. Контрольная работа № 1







З а д а ч а 1


Для соответствующего варианта электрической цепи, схемы которой изображены на рис. 1.1... 1.50, по заданным в табл. 1 сопротивлениям и ЭДС выполнить следующее:
• составить систему уравнений по первому и второму законам Кирхгофа, необходимую для определения токов во всех ветвях цепи;
• найти токи во всех ветвях цепи, пользуясь методом контурных токов;
• определить показание вольтметра и составить баланс мощностей для заданной схемы;
• определить ток в резисторе R6 методом эквивалентного генератора;
• в схеме с эквивалентным генератором заменить резистор R6 нелинейным элементом, сопротивление которого задано выражением , где I – ток через элемент (А), T – температура элемента (ºС). При расчетах температуру нелинейного элемента следует при нять равной номеру выполняемого варианта, а диапазон его рабочих напряжений 0…30В;
• для полученной цепи, используя ранее определенные параметры эквивалентного генератора, рассчитать и изобразить на одном координатном поле вольт-амперную характеристику нелинейного элемента и нагрузочную характеристику эквивалентного генератора, по которым определить ток через нелинейный элемент и напряжение на нем.













Номер
Вар. Рис. Е1, В Е2, В Е3, В R01, В R02, В R03, В R1, В R2, В R3, В R4, В R5, В R6, В
11 1.11 10 24 24 0,9 1,2 - 3,5 1 1 2 10 4

З а д а ч а 2

Задание

Для изображенного на рис. 2.1 электромеханического устройства с заданными в табл. 2.1 параметрами определить:
– напряжение и число витков обмотки, выполненной из медного провода заданного диаметра, необходимое для гарантированного притягивания подвижной части магнитопровода к неподвижной;
– напряжение обмотки с определенными в п.1 параметрами, при котором произойдет отпускание подвижной части магнитопровода от неподвижной.

Примечания:
– номинальная плотность тока в обмотке из медного провода:
J=2,5 А/мм2;
– удельное сопротивление меди: ρ=0,018 мкОмм;
– абсолютная магнитная проницаемость воздуха µ0=4π10-7 Гн/м;
– средняя длина подвижной части магнитопровода: L3=L1+a3;
– глубина всех элементов магнитопровода равна а3;
– массой подвижной части магнитопровода и изменением силы тяги пружин при изменении их длины пренебречь;
– магнитными потоками рассеяния пренебречь;
– при расчете длины провода намагничивающей обмотки запроектировать ее 20% й технологический запас.

Таблица 2.1
Геометрические параметры
магнитопровода Диаметр провода обмотки d, мм Кривая
намагнич. неподвиж. части Кривая намагнич. подвижной части Сила тяги пружины
F, H
№
вар L1, мм L2, мм a1, мм a2, мм a3, мм δ, мм
11 48 25 7 6 4 0,5 0,9 Рис. 2.4 Табл. 2.1.4 19

Таблица 2.1.4
H, A/м 0 1000 2000 4000 5000 7000 15000 20000 30000 50000
В, Тл 0 0,4 0,6 0,8 0,9 1 1,3 1,45 1,6 1,8























2.2 Контрольная работа № 2





З а д а ч а 1


Задание

В трехфазную электрическую цепь с симметричным линейным напряжением U включен приемник, соединенный по схеме “звезда” или “треугольник”, сопротивления и схема соединения фаз которого приведены в табл. 3. Требуется:
• изобразить схему электрической цепи;
• рассчитать фазные и линейные токи, ток в нейтральном проводе (для цепи Y-0) для трех заданных режимов работы:
а) нормальный режим работы при отсутствии в цепи обрывов и коротких замыканий (для нормального режима работы рассчитать также активную, реактивную, полную мощности источников и приемника, коэффициент мощности приемника, составить баланс мощности);
б) обрыв заданной фазы нагрузки;
в) обрыв заданного линейного провода (при соединении нагрузки в ) или короткое замыкание заданной фазы (при соединении нагрузки в Y). В случае четырехпроводной цепи режим К.З. рассчитывается при одновременном обрыве нулевого провода;
• построить для всех рассчитанных режимов работы топографические диаграммы напряжений и векторные диаграммы токов.
№ Вар. Схема
соединения приемника Uл, В Сопротивления фаз приемника Обрыв лин. провода К.З. фазы Обрыв фазы
ZA,
Ом ZB,
Ом ZC,
Ом ZAB,
Ом ZBC,
Ом ZCA,
Ом
11 Y 220 6–j6 6+j8 8+j6 - - - - B А



З а д а ч а 2

Для изображенной электрической цепи

№ Варианта R, Ом L, Гн C, мкФ E, В
1 7 0,02 31,3 110

выполнить следующее:
используя классический метод расчета переходного процесса, определить аналитическую зависимость, описывающую изменение тока i1(t), возникающее в результате коммутации;
используя операторный метод расчета переходного процесса, определить аналитическую зависимость, описывающую изменение тока i1(t), возникающее в результате коммутации;
используя полученные аналитические зависимости, построить график изменения тока i1(t), демонстрирующий его переход от одного установившегося значения к другому.
Примечание: при расчете переходного процесса считать, что коммутации предшествовал установившейся режим работы.

e