Закон Кирхгофа; токи в ветвях цепи; баланс мощностей; вольт-амперная характеристика; Напряжение и число витков обмотки; Трехфазная электрическую цепь с симметричным линейным напряжением; Аналитическая зависимость изменения тока.

Задача 1

Для соответствующего варианта электрической цепи, схемы которой изображены на рисунке, по заданным в таблице 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 R=e^(0,2I(0,1T+50))/2500I, 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.

Задача 2

Для изображенного на рисунке электромеханического устройства с заданными в таблице 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 мкОмм;
• 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.

Задача 3

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 таблице. 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.

Задача 4

Для изображенной электрической цепи 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.