Материал: Задания и методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Электротехника» для студентов машиностроительных направлений. Тонн Д.А
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический
университет»
Кафедра электропривода, автоматики и управления
в технических системах
Задания и методические указания
к выполнению контрольных работ
по дисциплине «Электротехника»
для студентов направлений
151900.62 «Конструкторско-технологическое обеспечение
машиностроительных производств»,
профиля «Металлообрабатывающие станки и комплексы»
и 150700.62 «Машиностроение»,
профиля «Технологии, оборудование и автоматизация
машиностроительных производств»
заочной формы обучения
В
Составитель канд. техн. наук Д.А. Тонн
УДК 621.313
Задания и методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Электротехника» для студентов направлений 151900.62 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», профиля «Металлообрабатывающие станки и комплексы» и 150700.62 «Машиностроение», профиля «Технологии, оборудование и автоматизация машиностроительных производств» заочной формы обучения / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Д.А. Тонн, Воронеж, 2014. 35 с.
Настоящая работа содержит задания и методические указания по выполнению контрольных работ по курсу «Электротехника». Задания охватывают материал основных разделов курса, рассчитаны на самостоятельную работу студентов, прививают навыки использования учебной литературы.
Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word и содержатся в файле КМ и МС КР ЭТ.doc.
Предназначены для студентов заочной формы обучения.
Табл. 4. Ил. 17. Библиогр.: 6 назв.
Рецензент канд. техн. наук, доц. А.В. Кононенко
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
© ФГБОУ ВПО «Воронежский
государственный технический
ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ
1. Расчетно-графическая работа (РГР) выполняется на отдельных листах чистой белой бумаги формата А4 с одной стороны рукописным способом либо с использованием ПК.
2. На титульном листе должны быть указаны: номер варианта, дата выполнения задания, а также стоять подпись студента.
3. Номер варианта РГР №1 и №2 выбирается согласно двум последним цифрам номера зачетной книжки студента, а РГР №3 и №4 уточняется у преподавателя.
4. РГР должна содержать: задание и данные для расчета; исходную и преобразованную схемы; полный расчет по каждому пункту задания с необходимыми пояснениями, графиками, диаграммами; выводы.
5. Электрические схемы, графики и диаграммы выполняются согласно Госстандарту карандашом с помощью чертежных инструментов. В тексте РГР на них обязательно даются ссылки.
6. Векторные и временные диаграммы выполняются на миллиметровой бумаге в масштабе, который обязательно указывается.
Например: mu=10 В/cм; mi=0,5 А/см.
7. Все вычисления и преобразования в тексте задания сопровождаются пояснениями. Формулы и уравнения записываются сначала в общем виде и затем в них производят подстановку числовых значений.
8. Оформление контрольных работ должно соответствовать СТП ВГТУ.
Контрольная работа №1
Задача №1.1
Анализ разветвленной электрической цепи
Постоянного тока
Задание:
Используя данные табл. 1.1 и 1.2, согласно Вашему варианту, составьте схему замещения цепи, изображенной на рис. 1.1.
Укажите положительные направления токов ветвей и напряжения на всех участках цепи.
Определите количество узлов. Ветвей.
Произведите расчет токов в ветвях с помощью метода свертывания электрической цепи.
Составьте и проверьте баланс мощностей.
Номер варианта выбирается по последним числам зачетной книжки. Источник ЭДС электрической цепи, сопротивления ветвей, в которых обрыв (R = ∞) или короткое замыкание (R = 0), выбираем согласно своему варианту из табл. 1.2. Остальные данные по табл. 1.1.
E4
Рис. 1.1. Схема электрической цепи
Таблица 1.1
R1, Ом |
R2, Ом |
R3, Ом |
R4, Ом |
R5, Ом |
R6, Ом |
R7, Ом |
R8, Ом |
R9, Ом |
40 |
50 |
30 |
60 |
90 |
30 |
80 |
100 |
60 |
R10, Ом |
R11, Ом |
R12, Ом |
R13, Ом |
R14, Ом |
Е1, В |
Е2, В |
Е3, В |
Е4, В |
70 |
30 |
90 |
75 |
60 |
90 |
280 |
220 |
110 |
Таблица 1.2
Номер варианта |
Источники ЭДС |
Сопротивления ветвей с обрывом и коротким замыканием |
|||
Е1, В |
Е2, В |
Е3, В |
Е4, В |
||
01 |
02 |
51 |
52 |
R4 = ∞ ; R11= 0 ; R13 = 0 |
|
03 |
04 |
53 |
54 |
R3 = ∞; R11= 0 ; R3 = ∞ |
|
05 |
06 |
55 |
56 |
R2 = 0 ; R4 = 0 ;R10 = ∞ R8 = 0 |
|
07 |
08 |
57 |
58 |
R2= ∞; R5 = ∞; R9 = ∞ |
|
09 |
10 |
59 |
60 |
R4 = ∞; R5= ∞; R13 = 0 ; R14 = 0 |
|
11 |
12 |
61 |
62 |
R4 = ∞ ; R11= ∞ |
|
13 |
14 |
63 |
64 |
R5 = ∞; R8= 0; R10 = ∞ |
|
15 |
16 |
65 |
66 |
R5 = ∞ ; R9= ∞; R13 = 0; |
|
17 |
18 |
67 |
68 |
R3 = ∞ ; R8= 0 ; R13 = ∞ |
|
19 |
20 |
69 |
70 |
R5 = 0 ; R4= 0; R8 = 0 |
|
21 |
22 |
71 |
72 |
R6 = ∞; R10= ∞ ;R13 = 0 |
|
23 |
24 |
73 |
74 |
R5 = ∞ ; R9= ∞; R13 = 0 |
|
25 |
26 |
75 |
76 |
R4 = 0 ; R10= 0; R11 =0 |
|
27 |
28 |
77 |
78 |
R5 =0; R4=0 ; R8 = 0 |
|
29 |
30 |
79 |
80 |
R2 = ∞; R9= ∞; R11 = ∞ |
|
31 |
32 |
81 |
82 |
R2 = 0 ; R5 = 0 |
|
33 |
34 |
83 |
84 |
R4 = 0 ; R9= 0 ; R13 = ∞ |
|
35 |
36 |
85 |
86 |
R4= ∞ ; R8= 0 ; R10= ∞ ; R13 = 0 |
|
37 |
38 |
87 |
88 |
R4= ∞ ; R8= 0 ; R10= 0 ; R13 = 0 |
|
39 |
40 |
89 |
90 |
R2= ∞ ; R9= 0; R;10 = 0 |
|
41 |
42 |
91 |
92 |
R2= 0 ; R5= 0 ; R8= 0; R10 = 0 |
|
43 |
44 |
93 |
94 |
R3= 0; R5= 0 ; R8= 0; R11 = 0 |
|
45 |
46 |
95 |
96 |
R5= ∞ ; R6= ∞ ; R10= ∞ |
|
47 |
48 |
97 |
98 |
R3= ∞ ; R8= ∞ ; R10= ∞ |
|
49 |
50 |
99 |
00 |
R8= 0 ; R9= 0 ;R10 = 0 |
|
Пример выполнения задания
Параметры электрической цепи:
E1=100 B, E2=0 В, R1=30 Ом, R2=50 Ом, R3=80 Ом, R4= ∞,
R5= 60 Ом, R6=0, R7=20 Ом, R8= 60 Ом.
С
хема
исходной электрической цепи постоянного
тока представлена на рис. 1.2.
.
1. Составляем расчетную электрическую цепь по заданной цепи на основании исходных данных.
По исходным данным R4=∞ , что соответствует обрыву на этом участке цепи, а R6=0, что соответствует короткому замыканию. Источник ЭДС E2=0, а его внутреннее сопротивление отсутствует. И в расчетной схеме замещения вместо него нарисуем участок короткого замыкания (провод). Полученная расчетная схема замещения электрической цепи представлена на рис. 1.1.3.
2. Анализ электрической цепи произведем методом эквивалентных преобразований.
В соответствии с методом, отдельные участки схемы упрощают и постепенным преобразованием приводят схему к одному эквивалентному (входному) сопротивлению, подключенному к зажимам источника.
Схема упрощается с помощью замены группы последовательно или параллельно соединенных сопротивлений одним, эквивалентным по сопротивлению.
Определяют ток в упрощенной схеме, затем возвращаются к исходной схеме и определяют в ней токи.
Для упрощения схемы используют эквивалентные преобразования и в частности параллельное и последовательное соединение элементов.
Последовательное и параллельное соединения — два основных способа соединения элементов электрической цепи.
При последовательном соединении все элементы связаны друг с другом так, что включающий их участок цепи не имеет ни одного узла. При параллельном соединении все входящие в цепь элементы объединены двумя узлами, и не имеют связей с другими узлами, если это не противоречит условию.
П
R1
R2
R3
Rn
I
Рис.
1.4
Сопротивление цепи при последовательном соединении можно выразить как сумму сопротивлений участков:
R0 = R1+R2+R3 +∙∙∙∙Rn. (1.1)
При параллельном соединении падение напряжения между двумя узлами, объединяющими элементы цепи, одинаково для всех элементов (рис. 1.1.5).