Расчетно-графические задания по дисциплине ''Теоретические основы электротехники'': Учебное пособие

А. Г. Сошинов РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ “ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ”

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАМЫШИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ВОЛГОГРАДСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА КАФЕДРА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

А. Г. Сошинов

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ “ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ” Учебное пособие

РПК “Политехник” Волгоград 2001

УДК

621.3.001.2 С 69 Рецензенты: Г. П. Ерошенко, Г. Г. Угаров

Сошинов А. Г. Расчетно-графические задания по дисциплине “Теоретические основы электротехники”:Учеб. пособие / Волгоград. гос. техн. ун-т; Волгоград, 2001. – 40 с. ISBN 5-230-03 929-1 Включены типовые задачи, охватывающие содержание наиболее важных разделов курса ТОЭ. С методикой решения задач студенты знакомятся на лекциях или на практических занятиях, поэтому методические указания не приводятся. Задания рассчитаны на индивидуальное выполнение студентами электротехнических специальностей во время самостоятельной работы под руководством преподавателя или во внеаудиторное время. Ил. 30. Табл. 41. Печатается по решению редакционно-издательского совета Волгоградского государственного технического университета

ISBN 5-230-03 929-1

©

Волгоградский государственный технический университет, 2001

Приступая к выполнению задания, студенты должны, прежде всего, обратить внимание на освоение методики расчета. На первом этапе следует принять необходимые допущения, выбрать метод решения и научиться правильно составлять уравнения, описывающие процесс или явление. Освоив требуемый математический аппарат, можно приступать к числовым расчетам и графическим построениям. После выполнения задания следует проанализировать результаты и объяснить характерные особенности исследуемого процесса или явления. ЗАД АНИЕ 1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ И ЕМКОСТЕЙ КОНДЕНСАТОРОВ Исходные данные. Цилиндрический конденсатор находится под напряжением U, длина конденсатора l, радиусы цилиндров: внутреннего r1, внешнего r2. Диэлектрическая проницаемость (относительная) изоляции εr (табл. 1.1). Необходимо: определить емкость конденсатора C, наибольшую и наименьшую напряженности электрического поля Emax и Emin. Построить график Е(R). Для принятого диэлектрика найти запас электрической прочности; не изменяя радиуса наружного цилиндра r2 = const и приложенного напряжения U = const, вычислить величины наибольшей напряженности электрического поля при изменении радиуса внутреннего цилиндра от r1 = r2/4 до r1 = r2/1,5 и точки r2/ r1 = e. Построить график Emax(r1); изоляцию конденсатора заменить двухслойной, при этом толщина слоев принимается одинаковой, относительная диэлектрическая проницаемость изоляции первого слоя εr1, второго εr2. Определить C, E1max, E1min, E2max, E2min. Построить график и E(r). Принять диэлектрики для каждого слоя изоляции и определить запас электрической прочности; определить энергию электрического поля однослойного и двухслойного конденсаторов. № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8

U, кВ

l, м

εr

r1, см

r2, см

εr1

40 60 60 70 50 60 80 100

2 15 20 15 10 12 10 20

2,5 2 3 4 2 4 2 2,2

2,5 1,5 2 1 1 2 2 1

5 2,5 5 4 3 8 8 4

4 5 8 4 4 6 4 2,5

Таблица 1.1 εr2 2,5 2,5 6 3 2,5 4 2,5 4

№ опыта 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

U, кВ

l, м

εr

r1, см

r2, см

70 80 75 40 25 75 50 50 100 75 60 50 100 50 40 100 50 100 100 100 60 75

10 20 10 15 10 20 25 20 10 20 10 5 10 2 1 10 6 50 25 40 20 20

2,5 2 2 2,5 2,5 2 3 4 2 3 2,5 2 2,5 3,5 4 3,5 2 2,5 2,2 2 3 2

1 1,5 1,5 0,5 0,5 0,5 2,5 2,5 1 2 1 2 2 2 3 1 1 2 1,5 1 2 1,5

4 6 4,5 3 2,5 2,5 5 5 4 6 4 4 8 6 6 4 5 4 3 3 7 4,5

Продолжение табл.1.1 εr2 εr1 4 4 4 5 6 3 6 6 4 5 5 4 4 3 3 8 5 3 2,5 2,5 8 4

2,5 3 2,5 2,5 4 2 4 3 2 3 2,5 2,5 2,5 4 2 6 2,5 2 2 1,8 6 2

ЗАД АНИЕ 2. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ МЕТОДОМ ЗЕРКАЛЬНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ И ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ

h2

h1

Исходные данные. Высоты подвеса 1 проводов двухпроводной линии равны h1 и h2 a1M (рис. 2.1), расстояние между проводами в гориa 2 зонтальной плоскости, а, радиус каждого провода r0, точка М расположена в плоскости первого провода на расстоянии a1M. Провода несут заряды τ1 и τ2 или находятся под напряжением U, при этом τ1 = -τ2 = τ (табл. 2.1). Определить: потенциальные коэффициенты, емкостные коэффициенты, частичные емРис. 2.1 кости, емкость двухпроводной линии с учетом влияния земли и без учета влияния земли, потенциал электрического поля в точке М, энергию электрического поля.

M

Таблица 2.1 № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

h1, м

h2, м

a, м

r0, см

τ1, Кл/м

τ2, Кл/м

a1M, м

U, кВ

5 12 8 10 5 5 6 5,2 6 0,05 12 10 10 6 8 8 6 8 0,1 6 12 5 8 8 8 10 8 12 10 8

4 8 5 6 4 5 5,2 6 6 0,05 10 8 6 4 6 6 8 8 0,1 5 10 7 10 6 10 10 6 10 8 6

1 2 2 3 0,08 2 2 3 6 0,6 3 2,5 2 0 1 2 1,5 1 1 1 2 2 1 2 2 2 0 3 2 1

0,6 2 1,5 1 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,2 2 1,5 1,2 0,5 1 0,8 0,8 0,6 0,5 1 1 0,5 0,4 0,5 1 1,2 1,2 0,8 0,6 0,4

2⋅10-9 6⋅10-9 6⋅10-9 6⋅10-9 3⋅10-9 10-8 10⋅10-9 20⋅10-9 12⋅10-9 12⋅10-9 8⋅10-9 8⋅10-9 10-8 10⋅10-9 15⋅10-9 4⋅10-9 8⋅10-9 10-8 6⋅10-9 15⋅10-9 5⋅10-9 10⋅10-9 8⋅10-9 6⋅10-9

-1⋅10-9 -4⋅10-9 -4⋅10-9 -4⋅10-9 -3⋅10-9 -10-8 -5⋅10-9 -2⋅10-9 -8⋅10-9 -10⋅10-9 -4⋅10-9 -8⋅10-9 -10-8 -5⋅10-9 -5⋅10-9 -2⋅10-9 -4⋅10-9 2⋅10-9 -2⋅10-9 -5⋅10-9 -5⋅10-9 -10⋅10-9 -6⋅10-9 -4⋅10-9

2 4 4 6 2 1,6 3 3,2 4 1 5 5 4 1 2 3 3 2 2 2 4 2 3 2,5 3 4 1 5 4 3

10 5 35 10 10 10 35 -

ЗАД АНИЕ 3. РАСЧЕТ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И ИНДУКТИВНОСТЕЙ ДВУХПРОВОДНЫХ ЛИНИЙ Исходные данные. В плоскости осей проводов двухпроводной линии расположена прямоугольная рамка так, что длинные стороны ее параллельны осям проводов (рис. 3.1).

C

Длина линии l, расстояние между проводами а, радиус провода r0, материал провода – d b алюминий. Рамка имеет число витков W, длину с, ширину b и расположена на расстоянии d от левого провода (табл. 3.1). IЛ Ip Определить: индуктивность двухпроводной линии, взаимную индуктивность линия – рамка, силу, действующую на рамку, если в линии a протекает ток IЛ, а в рамке – Ip, какая работа совершается, если под действием силы рамка переместится в положение устойчивого равновесия, Рис. 3.1 энергию магнитного поля двухпроводной линии, построить графики B(x) и H(x) для двухпроводной линии. № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

l, мм 25 10 25 50 20 10 20 30 50 30 40 50 50 50 100 10 100 20 25 75 25 40 150 30 25 500 750 1000 500 750

a, см 100 50 100 120 60 50 70 50 50 60 60 60 100 75 100 75 50 80 60 55 40 60 80 60 50 200 200 150 160 120

R0, см 0,4 0,25 0,5 0,5 1,2 0,2 0,4 0,5 0,4 0,25 0,5 0,4 0,5 0,75 0,5 0,5 0,5 0,5 0,4 0,25 0,4 0,3 0,5 0,25 0,4 1,0 1,2 1,0 1,0 1,0

W 100 25 200 100 100 50 100 50 75 200 100 100 150 200 200 150 120 100 100 60 100 200 100 150 75 100 200 200 100 50

d, см 10 10 20 20 20 10 20 10 10 10 20 10 20 15 20 25 5 40 20 10 5 5 15 10 10 25 30 40 25 20

b, см 30 20 20 40 25 20 20 20 20 25 30 30 20 30 50 40 25 20 30 10 20 25 25 30 15 25 30 40 40 40

c, см 100 50 200 200 100 200 100 75 100 200 100 100 200 150 200 150 100 200 100 50 100 200 100 50 100 200 500 100 100 100

Таблица 3.1 IЛ, А IР, А 200 5 100 2 200 10 100 5 200 4 200 10 150 5 120 3 200 10 100 5 500 5 500 10 400 10 250 5 100 2 250 4 200 10 250 5 200 4 100 2 200 20 100 10 50 10 100 5 200 15 200 5 100 5 100 10 100 5 200 2

ЗАД АНИЕ 4. РАСЧЕТ МАГНИТНЫХ ЦЕПЕЙ Исходные данные. На среднем стержне сердечника, набранного из листовой электротехнической стали, расположена катушка с числом витков W (рис. 4.1) Необходимо: определить ток в катушке, если известно, что индукция в левом стержне равна B1, а также известны размеры и марка hl21 W l1 l3 материала сердечника (табл. 4.1); решить задачу при условии, что в сердечнике: а) нет воздушного зазора; б) имеется зазор в левом или среднем стержне Рис. 4.1 δ=0,1 мм; в) имеется зазор в левом или среднем стержне δ=1 мм; оценить влияние воздушного зазора. № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Стержень c зазором Левый Средний Левый Средний Левый Средний Левый Средний Левый Средний Левый Средний Левый Средний Левый Средний Левый Средний Левый Средний Левый Средний Левый Средний Левый

Марка стали Э42 Э42 Э41 Э41 Э41 Э41 Э41 Э41 Э41 Э41 Э42 Э42 Э41 Э41 Э41 Э41 Э42 Э42 Э42 Э42 Э41 Э41 Э41 Э41 Э42

B1, Тл 1,1 1,1 1,4 1,4 1,0 1,0 1,2 1,2 1,25 1,25 1,15 1,15 1,4 1,4 1,2 1,2 1,3 1,3 1,15 1,15 0,95 0,95 1,5 1,5 1,3

W 250 250 200 200 500 500 500 500 250 250 300 300 400 400 250 250 500 500 400 400 500 500 500 500 200

l 1, см 60 60 60 60 60 60 60 60 50 50 70 70 80 80 50 50 60 60 70 70 60 60 60 60 50

l2, см 40 40 30 30 25 25 30 30 20 20 30 30 40 40 30 30 30 30 40 40 30 30 30 30 25

l3, см 80 80 80 80 80 80 80 80 70 70 80 80 100 100 80 80 80 80 90 90 75 75 80 80 60

S1, см2 25 25 20 20 15 15 20 20 20 20 20 20 25 25 20 20 15 15 15 15 20 20 20 20 15

Таблица 4.1 S3, S2, см2 см2 50 25 50 25 40 30 40 30 25 15 25 15 40 20 40 20 40 20 40 20 35 20 35 20 40 20 40 20 40 20 40 20 30 15 30 15 30 15 30 15 40 20 40 20 40 25 40 25 25 15

№ опыта 26 27 28 29 30

Стержень c зазором Средний Левый Средний Левый Средний

Марка стали Э42 Э41 Э41 Э42 Э41

B1, Тл 1,3 1,4 1,4 1,35 1,4

W 200 250 250 100 400

l 1, см 50 60 60 50 60

l2, см 25 25 25 30 30

l3, см 60 80 80 80 80

Продолжение табл. 4.1 S3, S2, S1, см2 см2 см2 15 25 15 25 40 25 25 40 25 20 40 20 20 40 20

ЗАД АНИЕ 5. РАСЧЕТ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА с R, L и R, C 1. Исходные данные. К источнику переменного тока с напряжением U подключена катушка с активным сопротивлением R и индуктивным XL (рис. 5.1, табл. 5.1). R

Рис. 5.1

XL

R

XC

Рис. 5.2

Определить: ток I, активную Ua и реактивную UL составляющие напряжения, коэффициент мощности cos ϕ, активную Р, реактивную Q и полную S мощности. Составить уравнения напряжения и тока и построить векторную диаграмму. 2. Исходные данные. К источнику переменного тока с напряжением U подключена цепь с активным сопротивлением R и емкостным XC (рис. 5.2, табл. 5.2). Определить: ток I, активную Ua и реактивную UL составляющие напряжения, коэффициент мощности cos ϕ, активную Р, реактивную Q и полную S мощности. Составить уравнения напряжения и тока и построить векторную диаграмму. 3. Исходные данные. Для определения параметров цепи используется метод трех приборов (амперметра, вольтметра и ваттметра), включенных по схеме, изображенXС XL R ной на рис. 5.3. Определить: активное сопротивление R, индуктивное XL (емкостное XC), коэффициент мощности cos ϕ, активную Рис. 5.3 Ua, реактивную UL(UC) состав-

ляющие напряжения, реактивную Q и полную S мощности. Построить треугольник сопротивлений (показания приборов приведены в табл. 5.3). 4. Исходные данные. К зажимам цепи, состоящей из активного сопротивления R и реактивного X, приложено напряжение u=Umsin(314t±ϕ), и по цепи проходит ток i=Imsin314t (табл. 5.4). Определить: параметры цепи R, XL(XC) и характер реактивного сопротивления, активную Ua и реактивную UL(UC) составляющие напряжения, активную P, реактивную QL(QC) и полную S мощности. Построить векторную диаграмму. 5. Исходные данные. К источнику переменного тока с напряжением U подключено активное сопротивление R и индуктивность L (или емкость С) (табл. 5.5). Определить: полное сопротивление цепи Z, ток в цепи I, коэффициент мощности cos ϕ, активную P, реактивную Q и полную S мощности цепи для частот f1 = 50 Гц и f2 = 100 Гц. Сделать выводы о влиянии частоты на режим работы цепи. № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

U, В

R, Ом

XL, Ом

50 25 40 20 200 100 200 400 250 250 300 300 125 250 200

3 4 6 8 12 16 24 32 30 40 18 24 7,5 10 13

4 3 8 6 16 12 32 24 40 30 24 18 10 7,5 15,5

№ опыта 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

U, В

R, Ом

Таблица 5.1 XL, Ом

100 158 316 141 28,2 250 125 200 500 130 65 200 220 400 380

15,2 5 15 2 14 15 20 60 80 5 12 80 32 30 24

13 15 5 14 2 20 15 80 60 12 5 60 24 40 48

Таблица 5.2 № опыта 1 2 3 4 5 6

U, В 400 200 150 300 250 400

R, Ом 24 32 30 40 60 80

XC, Ом 32 24 40 30 80 60

№ Параметры опыта цепи 1 RL 2 RC 3 RL 4 RC 5 RL 6 RC

Таблица 5.3 Показания приборов U, В A, А W, Вт 220 4 704 127 10 762 220 11 1936 220 11 605 50 10 300 200 4 640

№ опыта 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Продолжение табл. 5.2 R, XC, Ом Ом 65 5 12 130 12 5 182 2 14 141 14 2 79 5 15 158 15 5 100 13 15,2 200 15,2 13 150 18 24 75 24 18 215 7,5 10 125 10 7,5 10 3 4 50 4 3 100 12 16 200 16 12 100 6 8 50 8 6 125 15 20 250 20 15 223,5 10 20 220 14 2 380 5 12 400 5 15 U, В

№ Параметры опыта цепи 7 RL 8 RC 9 RL 10 RC 11 RL 12 RC 13 RL 14 RC 15 RL 16 RC 17 RL 18 RC 19 RL 20 RC 21 RL 22 RC 23 RL 24 RC 25 RL 26 RC 27 RL 28 RC 29 RL 30 RC

Продолжение табл. 5.3 Показания приборов 40 40 100 25 50 80 200 160 200 100 220 200 200 200 200 127 220 220 127 220 220 380 160 127

4 2 5 5 5 8 100 4 5 5 10 10 4 5 2 5 5 5 3 10 10 5 8 10

Таблица 5.4 № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Um, В

ϕ

Im, А

112,8 141 141 282 282 282 282 169,2 169,2 169,2 169,2 310 310 310 112,8 141

+36°50 -60° +45° -60° +45° -53°10 +30° -60° +53°10 -45° +30° +53°10 -45° +60° -36°50 +30°

5,64 28,2 14,1 28,2 14,1 28,2 14,1 14,1 7,05 8,46 5,64 15,51 7,75 62,05 11,28 28,2

36 48 400 100 200 384 1600 572 600 300 1760 1200 400 600 88 254 660 880 228,6 440 1100 100 300 400 Таблица 5.5

№ опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

U, В

R, Ом

L, мГн

C, мкФ

120 120 100 200 200 100 250 125 120 200 125 250 160 200 240 80

8 8 6 6 16 16 20 20 12 12 15 15 24 24 32 32

19,1 25,5 38,2 47,77 51 63,7 101,9 76,4 -

530 398,1 205,4 212,3 199 159,2 99,5 132,7

Продолжение табл. 5.4 № опыта 17 18 19 20 21 22 23

Продолжение табл.5.5

Um, В

ϕ

Im, А

141 282 282 282 282 169,2 169,2

-45° +60° -45° +36°50 -30° +30° -36°50

7,05 14,1 28,2 14,1 7,05 28,2 14,1

№ опыта 17 18 19 20 21 22 23

24

169,2

+45°

5,64

24

180

25

169,2

-60°

7,05

25

100

26

310

+36°50

31,02

26

200

27

310

-53°16

7,75

27

28

282

-45°

5,64

28

29

141

+60°

62,05

29

30

310

-30°

7,05

30

U, В

R, Ом

L, мГн

C, мкФ

130 65 141 70,5 150 120 90

5 5 2 2 18 18 24

38,2 44,8 95,5 57,3

636,9 227,5 106,1 -

24

-

176,9

13

48,4

-

13

-

209,5

80

15,2

41,4

-

200

15

63,7

-

120

8

-

106,1

250

24

57,3

-

ЗАД АНИЕ 6. РАСЧЕТ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА с R, L, C ПРИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ СОЕДИНЕНИИ ПРИЕМНИКОВ R

XL

XС

1. Исходные данные. К источнику переменного тока с напряжением U подключены последовательно активное сопротивление R, катушка с сопротивлением XL и конденсатор Рис. 6.1 с сопротивлением XC (рис. 6.1, табл. 6.1). Определить: ток в цепи I, активную Ua, индуктивную UL, емкостную UC, реактивную Up составляющие напряжения, коэффициент мощности cos ϕ, активную P, реактивную Q и полную S мощности цепи. Построить векторную диаграмму. 2. Исходные данные. В сеть переменного тока с напряжением U включены последовательно активное R, индуктивное XL и емкостное XC сопротивления (см. рис. 6.1, табл. 6.2). Определить: ток в цепи I, составляющие напряжения Ua, UL, UC, Up, коэффициент мощности cos ϕ, мощности P, QL, QC, S. Построить векторную диаграмму. Ответить на вопрос, в чем опасность возникновения резонанса напряжений в цепи? 3. Исходные данные. К источнику переменного тока с напряже-

нием U подключены последовательно три приемника (рис. 6.2). Параметры приемников Rk, XkL, XkC приведены в табл. 6.3. R1 U

X1L

X1С R2

Z1

I

X2L

X2С

R3

Z2

X3L

X3С

Z3

Рис. 6.2

Определить: ток в цепи I, напряжения на каждом из приемников U1, U2, U3, коэффициент мощности цепи cos ϕ, активную Pk, реактивную Qk и полную Sk мощности каждого приемника и всей цепи (построить векторную диаграмму напряжений и тока); изменить реактивное сопротивление одного из приемников таким образом, чтобы в цепи возник резонанс напряжений; рассчитать неразветвленную цепь в режиме резонанса напряжений. № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

U, В 127 50 200 100 250 400 130 100 250 250 250 250 250 250 125 200 250 150 100 200 200 125 260

Таблица 6.1 R, Ом XL, Ом XC, Ом 20 3 6 12 40 6 5 6 40 5 5 5 5 5 5 3 30 40 6 8 40 30 5

20 6 7 4 60 15 16 15 30 20 20 20 5 10 15 20 120 70 20 14 100 80 4

40 2 15 20 30 7 4 7 60 15 10 5 20 20 20 16 80 100 12 20 70 120 16

№ опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

U, В 100 200 300 250 200 100 220 220 220 127 127 100 380 380 380 100 100 200 200 200 200 200 120

Таблица 6.2 R, Ом XL, Ом XC, Ом 2 5 30 25 10 10 11 22 5,5 12,7 12,7 5 30 40 10 5 5 10 8 4 8 5 6

20 40 100 100 100 50 120 200 27,5 60 100 40 120 100 100 50 40 120 80 40 100 50 30

20 40 100 100 100 50 120 200 27,5 60 100 40 120 100 100 50 40 120 80 40 100 50 30

Продолжение табл. 6.2 № опыта 24 25 26 27 28 29 30

U, В 120 200 100 100 160 300 230

Продолжение табл. 6.1 R, Ом XL, Ом XC, Ом 40 12 6 3 9,6 24 7

30 20 25 2 20 48 15

№ опыта 24 25 26 27 28 29 30

60 4 17 6 7,2 30 25

U, В 120 100 50 50 125 220 400

R, Ом XL, Ом XC, Ом 10 10 0,5 1 30 40 12

80 150 10 10 50 40 16

80 150 10 10 50 40 16

Таблица 6.3 № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

U, В 50 100 50 100 63,2 79 126,4 158 200 100 200 100 100 200 200 100 150 120 60 150 130 65 65 100 400 200 80 220 250 127

R1, Ом X1L, Ом X1C, Ом 2 3 2 10 2 6 4 6 4 6,2 5 5 8 12 8 12 6 5 16 6 16 10 25

12 10 4 14 10 8 3 25 6,2 11 6 24 10 10 12 16 3 2 6,2

2 4 10 20 18 15 5 5 6 12 5 10 15 16 5

R2, Ом 3 2 2 2 10 6 4 6 4 5 5 6,2 5 6 5 5 6 4 12 4 -

X2L, Ом X2C, Ом R3, Ом X3L, Ом X3C, Ом 4 2 10 20 10 18 15 8 5 25 21 3 24 10 15 5 18 20 12 10 2 5

4 12 10 10 14 3 11 4 6,2 12 10 10 10 14 -

1 1 1 1 1 5 1 5 8 8 4 8 4 8 5 6 5 12 6 6 6 16 6 16 1 4

2 1 5 19 30 6 20 16 6 15 4 4 1 12

2 11 19 30 5 10 6 6 12 19 20 3 21 30 15 8 10 4 24 1 19 -

ЗАД АНИЕ 7. РАСЧЕТ РАЗВЕТВЛЕННЫХ ЦЕПЕЙ И ЦЕПЕЙ СО СМЕШАННЫМ СОЕДИНЕНИЕМ ПРИЕМНИКОВ 1. Исходные данные. К источнику переменного тока с напряжением U параллельно подключены два приемника. Первый из них имеет параметры R1, X1L, X1C, второй – R2, X2L, X2C (рис. 7.1, табл. 7.1). Определить: токи в ветвях цепи I1, I2 и в неразветвленной части: I, коэффициенты мощности cos ϕ1, cos ϕ2, cos ϕ, активную P, реактивную Q и полную S мощности приемников и всей цепи. Построить векторную диаграмму. I

U

R1 I1

I2 X1L

X2L

X1С

X2С

Рис. 7.1

I

R2 U

R Ik

Iс

XС

XL

Рис. 7.2

2. Исходные данные. К источнику переменного тока с напряжением U и частотой f = 50 Гц подключена катушка с активным сопротивлением R и индуктивным XL (рис. 7.2, табл. 7.2). Необходимо: найти ток в катушке Ik и в подходящих проводах линий I, коэффициент мощности cos ϕk, активную Pk, реактивную Qk и полную Sk мощности. Построить векторную диаграмму; определить, каким должно быть емкостное сопротивление XC и емкость С, которую нужно включить параллельно катушке, чтобы в цепи был резонанс токов; рассчитать электрическую цепь в режиме резонанса токов. Определить токи в ветвях Ik и IС и ток в неразветвленной части цепи I, коэффициенты мощности катушки cos ϕk и всей цепи cos ϕ, активные Pk, P, реактивные Qk, QC, Q и полные Sk, SC, S мощности приемников и всей цепи; сравнить результаты расчета цепей по П1 и П3, написать свои выводы о влиянии емкости на режим работы цепи. 3. Исходные данные. К источнику переменного тока с напряжением U подключена электрическая цепь (рис. 7.3). Значения параметров цепи и ток в одной из ветвей приведены в табл. 7.3.

Определить: токи во всех ветвях, напряжения на зажимах каждой ветви и всей цепи, если задан ток в одной из ветвей, коэффициенты мощности каждой ветви и всей цепи, активные, реактивные и полные мощности каждой ветви и всей цепи. Построить векторную диаграмму. № опыта

U, В

R1, Ом

X1, Ом

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

80 28,2 135 73,5 108,2 40,5 139 89,3 206,6 124 112 89,3 105 89,3 67,2 108,5 45,3 45,3 70 70 70 70 125 140 140 48,5 100 127 220 50

4 6 8 8 4 8 20 6 30 10 12 4 8 6 10 6 8 12 12 12 12 30 20 20 16 6 10 20 8

4 8 6 6 8 6 10 8 40 10 10 16 4 6 8 10 8 6 16 16 16 16 40 10 10 12 8 40 10 6

X1L

R1

X1С R2

I1 I2

U

Характер R2, Ом нагрузки R1L 6 R1L 2 R1L 12 R1L R1 C 10 R1 C 4 R1L R1L 16 R1 C 12 R1 C 12 L 8 R1L 8 R1L 6 R1 C 12 R1L 16 R1 C 16 R1 C 2 R1L 2 R1L R1L R1 C R1 C R1 C 12 R1L R1L 6 R1L 3 R1L 8 R1 C 4 R1 C 12 R1 C 20

R3 I3

X2L

X3L

X2С

X3С

Рис. 7.3 Таблица 7.1 ХаракX2, тер Ом нагрузки 8 R2 C 2 R2 C 16 R2 L 20 L 20 R2 L 3 R2 L 25 L 12 R2 C 16 R2 L 16 R2 L 6 R2 C 6 R2 C 8 R2 C 6 R2 C 12 R2 L 12 R2 L 2 R2 L 2 R2 L 10 L 10 C 10 L 10 C 20 R2 L 25 L 8 R2 C 4 R2 C 6 R2 C 3 R2 L 16 R2 C 10 R2 C

Таблица 7.2 № опыта

U, В

R, Ом

XL, Ом

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

150 100 141,1 50 100 200 50 50 100 100 151 141 300 150 200 400 158 316 250 125 250 125 500 250 260 280 282 250 380 220

12 6 10 4 8 16 3 4 24 32 2 2 18 24 13 15,2 5 15 15 20 30 40 50 80 5 72 20 8 18 12

16 18 10 4 6 12 4 3 32 24 15 14 24 18 15 13 15 5 20 15 40 30 80 60 12 12 20 6 12 5

Таблица 7.3 № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

U, В 220 220 100 220 100 250 200 220 200 200 200 220 220 220 250 -

Ток в R1, k – той Ом ветви, А I1 = 17,2 12 4 I3 = 20,9 12 I2 = 5,77 80 10 I2 = 10 10 I1 = 7,75 8 75 I2 = 5,77 8 12 I2 = 20 3 2 I2 = 5,77 8 8 I1 = 17,2 12 4 I1 = 10 2 I3 = 12,7 5 6 I2 = 9,77 10 10 I2 = 22,4 2 3 I3 = 20,9 12 I2 = 11,55 10

X1L, Ом

X1C, Ом

R2, Ом

X2L, Ом

X2C, Ом

R3, Ом

X3L, Ом

X3C, Ом

208 16 60 10 10 6 6 24 4 6 6 6 16 5 10 10 4 8 -

16 5 35 35 100 8 10 10 3 8 6 8 20 5 10

10 6 10 20 12 6 20 12 20 12 10 8 6 12 4 10 8 6 8 6 4 6 8 10 12 -

20 10 8 20 10 16 8 10 20 50 4 8 16 6 8 6 8 4 12 8 16 4

10 12 4 20 20 6 8 20 12 6 10 20

8 4 2 4 8 16 12 4 16 10 4 12 16 12 16 6 8 8 16 4 2 4 2

2 25 6 12 5 10 16 3 8 16 2 6 12 3 6 8 2

6 8 8 5 10 25 10 50 12 10 20 12 16 12 10 6 10 -

ЗАД АНИЕ 8. РАСЧЕТ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ПОМОЩЬЮ СИМВОЛИЧЕСКОГО МЕТОДА 1. Исходные данные. К источнику переменного тока с напряжением U подключена катушка с активным сопротивлением R и индуктивным XL (рис. 8.1, табл. 8.1). Определить: ток в цепи, коэффициент мощности, активную, реактивную и полную мощности. Построить векторную диаграмму.

XL

R

I

I

U

XС

R

U Рис. 8.1

Рис. 8.2

2. Исходные данные. К источнику переменного тока с напряжением U подключена цепь с активным сопротивлением R и емкость XC (рис. 8.2, табл. 8.2). Определить: ток в цепи, коэффициент мощности, активную, реактивную и полную мощности. Построить векторную диаграмму. 3. Исходные данные. К источнику XС XL R переменного тока с напряжением U подклюI чена цепь с последовательно соединенными U активным сопротивлением R, индуктивным XL и емкостным XC (рис. 8.3, табл. 8.3). Определить: ток в цепи, коэффиРис. 8.3 циент мощности, активную, реактивную и полную мощности. Построить векторную диаграмму. R1 U

X1L

Z1

X1С R2

I

X2L

Z2 Рис. 8.4

X2С

R3

X3L

X3С

Z3

4. Исходные данные. К источнику переменного тока с напряжением U подключены последовательно три приемника (рис. 8.4). Параметры приемников Rk, XkL, XkC приведены в табл. 8.4. Определить: ток в цепи, напряжение на зажимах каждого приемника, коэффициент мощности цепи, активную, реактивную и полную мощности каждого приемника и всей цепи. Построить векторную диаграмму. 5. Исходные данные. К источниI ку переменного тока с напряжением U R1 R2 подключена электрическая цепь (рис. 8.5), параметры которой приведены в табл. 8.5. I2 I1 Определить: токи в ветвях элекU X1L X2L трической цепи и ток в неразветвленной части цепи, коэффициент мощности ветX1С X2С вей и всей цепи, активные, реактивные и полные мощности ветвей и всей цепи. Построить векторную диаграмму. Рис. 8.5

№ опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

U, В 50 25 40 20 200 100 200 400 250 250 300 450 125 250 200 100 158 316 141 28,2 250 125 200 500 130 65 170 400 380 150 U, В 127 50 200 100 250 400 130 100 250 250 250 250 250 250 200

Таблица 8.1 R, Ом XL, Ом 3 4 4 3 6 8 8 6 12 16 16 12 24 32 32 24 30 40 40 30 18 24 24 18 7,5 10 10 7,5 13 15,2 15,2 13 5 15 15 5 2 14 14 2 15 20 20 15 60 80 80 60 5 12 12 5 8 15 40 30 30 40 33 44 R, Ом 20 3 6 12 40 6 5 6 40 5 5 5 5 30 3

XL, Ом 20 6 7 4 60 16 20 15 30 20 20 20 5 120 20

XС, Ом 40 2 15 20 30 8 8 7 60 15 10 5 20 80 16

№ опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 № опыта U, В 16 150 17 110 18 160 19 150 20 340 21 170 22 158 23 200 24 300 25 150 26 125 27 125 28 127 29 220 30 380

U, В 400 200 150 300 250 400 65 130 282 141 75 158 100 200 150 75 250 125 10 50 100 200 100 50 150 160 110 250 400 125 R, Ом 40 44 9,6 45 8 15 5 15,2 24 24 7,5 10 15 30 25

Таблица 8.2 XC, Ом 32 24 40 30 80 60 12 5 14 2 15 5 15,2 13 24 18 10 7,5 4 3 16 12 8 6 60 12,8 44 45 9,6 15 Таблица 8.3 XL, Ом XС, Ом 70 100 66 33 20 7,2 40 100 25 10 12 20 30 15 20 7 48 30 30 48 30 20 22,5 30 5 10 10 15 11 15

R, Ом 24 32 30 40 60 80 5 12 2 14 5 15 13 15,2 18 24 7,5 10 3 4 12 16 6 8 45 9,6 33 60 12,8 20

Таблица 8.4 № опыта U, В R1, Ом X1L, Ом X1C, Ом R2, Ом X2L, Ом X2C, Ом R3, Ом X3L, Ом X3C, Ом 1 50 2 12 2 4 1 2 2 100 10 3 4 1 11 3 50 4 2 2 12 1 2 4 100 3 4 10 10 1 1 5 63,2 2 14 2 10 1 19 6 79 10 10 20 5 5 30 7 126,4 2 10 2 2 14 1 19 2 8 158 1 20 10 10 5 30 6 9 200 6 8 6 18 10 10 100 4 3 4 15 8 6 11 200 6 18 6 8 6 12 100 4 15 4 3 8 6 13 100 6,2 25 5 5 5 4 12 14 200 6,2 5 11 8 20 15 200 5 5 6,2 25 4 4 16 19 16 100 5 11 6,2 8 20 17 150 8 6 5 21 5 3 18 120 12 24 6 12 6 6 19 60 8 6 5 3 5 21 20 150 12 12 24 12 30 21 130 6 10 10 6 15 22 65 10 5 5 15 8 23 65 10 6 10 6 15 24 100 5 15 4 5 10 6 25 400 16 12 18 16 4 10 26 200 6 16 12 20 6 4 27 80 16 16 12 16 4 24 28 100 12 16 2 1 4 2 29 400 14 4 3 1 11 30 200 6 3 3 12 2 1 № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

U, В

R1, Ом

X1, Ом

200 100 100 160 223,6 75 112 160 250 100 200 200

4 6 8 8 6 4,5 20 6 30 10 12

4 8 6 6 8 6 10 8 40 10 10 16

Характер нагрузки R1 L R1 L R1 L R1 L R1 C R1 C R1 L R1 L R1 C R1 C L R1 L

R2, Ом

X2, Ом

6 12 12 10 4 16 12 12 8 8

8 16 16 20 20 3 25 12 16 16 6 6

Таблица 8.5 Характер нагрузки R2 C R2 C R2 C L R2L R2L L R2 C R2L R2L R2 C R2 C

№ опыта 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

U, В

R1, Ом

X1, Ом

120 220 127 160 150 340 300 200 250 250 220 200 316 110 250 220 127 75

4 8 6 9,6 4,5 8 18 13 15 15,2 5 7,5 5 33 12,8 16 15 24

4 6 8 12,8 60 15 24 15,2 20 13 12 10 15 44 9,6 12 8 18

Характер нагрузки R1 L R1 C R1 L R1 L R1 C R1 L R1 C R1 L R1 C R1 L R1 C R1 L R1 C R1 L R1 C R1 L R1 C R1 L

R2, Ом 6 12 16 8 24 16 20 13 20 8 20 18 15 8

Продолжение табл. 8.5 Характер X2, Ом нагрузки 8 R2 C 16 R2L 12 R2L 6 R2 C 15 L 34 C 18 R2 C 8 R2 C 25 L 15 R2 C 22 L 15,2 R2 C R2 6 R2 C 15 R2L 24 R2 C 20 R2L 16 R2 C

ЗАД АНИЕ 9. РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ ПРИ СОЕДИНЕНИИ ПРИЕМНИКОВ ЗВЕЗДОЙ 1. Исходные данные. В трехфазную сеть с напряжением U включены три одинаковых приемника энергии, соединенные звездой. Сопротивления приемника равны R и XL или XC (табл. 9.1). Определить: фазные и линейные токи, коэффициент мощности, активную, реактивную и полную мощности трехфазного приемника. Построить топографическую диаграмму. 2. Исходные данные. Трехфазный асинхронный двигатель подключен к трехфазной сети с напряжением U. Двигатель имеет номинальную мощность Pном при коэффициенте мощности cos ϕ и коэффициенте полезного действия η % (табл. 9.2). Определить: ток в фазах двигателя, параметры обмоток фаз (Rф, Xф). Построить топографическую диаграмму. 3. Исходные данные. К трехфазной сети с напряжением U подключена нагрузка, состоящая из трех одинаковых приемников, имеющих комплексы полных сопротивлений ZA = ZB = ZC = Z, которые соединены звездой (рис. 9.1, табл. 9.3).

Определить: фазные токи, мощности, измеряемые каждым ваттметром, мощность всей цепи. 4. Исходные данные. К трехфазной сети с симметричной системой линейных и фазных напряжений подключены приемники энергии, соединенные звездой и имеющие сопротивления ZA ≠ ZB ≠ ZC (рис. 9.2, табл. 9.4) Определить: показания всех амперметров, мощности, поглощаемые каждым приемником и всей цепью. Построить топографическую диаграмму. 5. Исходные данные. Решить предыдущую задачу при условии обрыва нейтрального провода. Определить: узловое напряжение, напряжение на фазах приемников. № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

U, В 86,5 173 380 380 400 600 225 450 244 380 400 230 380 660 520 660 277

R, Ом 3 4 12 16 32 32 5 5 2 14 5 15 15,2 13 18 24 9,6

Таблица 9.1 XL , XC , Ом Ом 4 3 16 12 16 16 12 12 14 2 15 5 13 15,2 24 18 12,8 -

A

W1

PW1

A` Z N`

Z B

●

С

W2

Z

С`

B`

PW2 Рис. 9.1

A`

A

ZA N`

N С`

B

ZC

ZB B`

С Рис. 9.2

Таблица 9.2 № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

U, В 220 380 220 380 380 380 380 380 380 220 220 220 380 500 660 660 660

P, кВт 4,5 4,5 2,8 10 14 20 28 40 55 1,7 2,8 4,5 7,0 10 14 20 28

cos ϕ

η, %

0,88 0,85 0,88 0,89 0,89 0,9 0,9 0,91 0,92 0,8 0,84 0,85 0,86 0,89 0,89 0,9 0,91

85,5 86 83 87,5 87,5 88 89 90 90,5 81,5 83,5 85 87 87,5 87 88,5 89,5

Продолжение табл. 9. 2

Продолжение табл. 9. 1 № опыта 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

R, XL , Ом Ом 12,8 15 20 20 45 60 60 7,5 10 10 10 20 20 9 12 12 16 14 2 Таблица 9.3 U, В Z, Ом 660 30+j40 3300 320+j240 3000 120+j160 1000 32+j24 380 10+j20 220 8+j6 380 6-j8 220 5+j12 220 10-j20 380 10+j15 1000 60+j80 660 45+j60 220 5+j5 380 20+j20 660 24+j32 380 5+j12 400 2+j15 660 32+j24 220 12+j16 380 10+j10 220 40+j20 500 8+j15 3000 96+j128 1000 13-j15,2 500 18+j24 3300 150+j200 500 7,5+j10 380 12-j5 220 24-j18 400 16-j12

U, В 380 660 600 3000 3300 216,5 220 380 500 660 380 230 400

№ опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

XC , Ом 9,6 15 45 7,5 10 9 12 -

№ опыта 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

U, В 500 1000 380 660 400 660 380 660 400 220 220 220 380 400 400 400 400 220 380 220 380 230 230 660 380 380 380 220 400 380

U, В 660 220 380 380 3000 3300 660 500 500 500 380 220 400 ZA, Ом 100 50 j20 20 6+j8 5+j12 12+j16 100 100 25 j25 j25 j50 25 -j20 j20 10+j10 50 12+j16 40 7,5-j10 8+j15 10 j50 15+j20 -j20 j20 15-j8 90 j15

P, кВт 55 1,0 1,7 2,8 160 100 100 75 55 125 30 15 25

cos ϕ

η, %

0,91 90 0,75 79 0,76 81,5 0,88 84 0,94 92,5 0,895 91,5 0,9 92 0,89 91 0,88 91 0,895 92 0,8 89 0,85 90 0,87 92 Таблица 9.4 ZB, Ом ZC, Ом j100 -j100 j50 j50 20 j20 j20 -j20 8+j6 j10 12-j5 j10 16+j12 -j20 100 j100 j100 100 -j25 -j25 j25 25 j25 -j25 j50 50 25 j25 -j20 20 20 j20 10-j10 10 -j50 -j50 12+j16 20 j40 j40 7,5-j10 12,5 8+j15 17 10 -j10 50 -j50 15-j20 15+j20 20 20 20 20 15 -j30 5+j12 j60 40 10+j10

ЗАД АНИЕ 10 . РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ ПРИ СОЕДИНЕНИИ ПРИЕМНИКОВ ТРЕУГОЛЬНИКОМ 1. Исходные данные. К зажимам трехфазной цепи с напряжением U подключена симметричная нагрузка, состоящая из трех приемников, которые имеют одинаковые активные Rф и реактивные XLф (или XСф) сопротивления (табл. 10.1). a A

R

XLФ

XСФ

b A`

B

B`

С

С`

R

XLФ

XСФ

Рис. 10.1

Определить: фазные и линейные токи, мощности P, Q, S всей нагрузки. Построить топографическую диаграмму. Задачу решить для случаев, когда приемники энергии соединены звездой (рис. 10.1, а), а затем треугольником (рис. 10.1, b). Сравнить полученные результаты. 2. Исходные данные. Трехфазный асинхронный двигатель (АД), обмотки которого соединены треугольником, подключены к трехфазной сети с напряжением U. Известны мощность двигателя Pном (на валу), коэффициент мощности cos ϕ и КПД (η) (табл. 10.2). Определить: ток в фазах АД, PW1 A` ток в линии, параметры обмоток АД. A W1 Построить топографическую диаграмму. ZCA ZAB ZBC 3. Исходные данные. К симB` С` метричной трехфазной сети с напряжеW2 нием U подключена нагрузка, соединен- B PW2 ● ная треугольником (рис. 10.2) и имею- С Рис. 10.2 щая сопротивление фаз ZAB ≠ ZBC ≠ ZCA (табл. 10.3). Определить: фазные и линейные токи, показания ваттметров, мощности P, Q, S всех приемников, мощности P, Q, S всей цепи. Построить топографическую диаграмму.

№ опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

U, В 380 380 600 380 220 1000 660 660 216 216 500 220 660 433 433 660 380 220 380 1000 220 380 220 500 400 3300 3000 400 230 380

№ опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

R Ф, Ом 12 16 20 8 4,5 30 15 40 7,5 10 20 12 32 15 20 24 20 6 9,6 60 8 10 8 5 13 320 120 16 40 20

U, В 660 200 400 1000 660 130 282 220 250 340 250 400

Таблица 10.1 XLФ, XCФ, Ом Ом 16 12 30 15 6 40 20 30 10 7,5 140 16 24 20 15 32 20 8 12,8 80 6 8 6 15 15,2 240 160 12 30 15 -

ZAB, Ом 20 3+j4 30+j40 100 50 12+j5 14+j2 16+j12 15+j20 8+j15 7,5+j10 30-j40

Таблица 10.2 № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

U, В 220 380 220 380 380 380 380 380 380 220 220 220 380 500 660 660 660 660 220 380 380 3000 3000 660 500 500 500 400 230 380

P, кВт 4,5 4,5 2,8 10 14 20 28 40 50 1,7 2,8 4,5 7,0 10 14 20 28 55 1,0 1,7 2,8 160 100 100 75 55 125 25 30 50

ZBC, Ом j20 j5 50 -j100 30+j40 5+j12 2+j14 20 20+j15 8-j15 12,5 50

cos ϕ

η, %

0,88 0,85 0,88 0,89 0,89 0,9 0,9 0,91 0,92 0,8 0,84 0,85 0,86 0,89 0,89 0,9 0,91 0,91 0,75 0,76 0,88 0,94 0,895 0,9 0,89 0,88 0,815 0,92 0,89 0,91

85,5 86 83 87,5 87,5 88 89 90 90,5 81,5 83,5 85 87 87,5 87 88,5 89,5 90 79 81,5 84 92,5 91,5 92 91 91 92 88 91 85

Таблица 10.3 ZCA, Ом 12+j16 5 j50 100 j50 13 14,1 -j20 25 17 7,5-j10 j50

№ опыта 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

U, В 400 400 223,6 160 300 220 220 160 220 220 220 300 250 260 340 250 400 660

ZAB, Ом 15-j20 -j50 10+j20 9,6-j12,8 9+j12 16+j12 20 9,6+j12,8 10 24+j32 15+j5 18+j24 45-j60 12+j5 8+j15 30+j40 100 7,5+j10

Продолжение табл. 10. 3 ZBC, Ом ZCA, Ом 25 15+j20 30+j40 50 22,36 20-j10 16 12,8-j9,6 9+j12 15 j20 -j20 j20 12+j16 9,6-j12 16 -j10 6+j8 -j40 40 15-j5 15,8 24+j18 30 45+j60 75 12-j5 13 15+j8 17 j50 50 30+j40 100 50 -j20

ЗАД АНИЕ 11 . РАСЧЕТ ЦЕПЕЙ СО СТАЛЬЮ Исходные данные. Нестандартный однофазный трансформатор имеет номинальную мощность Sном. Первичная обмотка его включена в сеть переменного тока с напряжением U1 и частотой f = 50 Гц. Трансформатор работает в режиме холостого хода. При этом напряжение на зажимах вторичной обмотки U2. Сердечник трансформатора набран из листовой электротехнической стали марки Э41 (Э42). Толщина листа Δ. Воздушный зазор в стыке между каждым стержнем и ярмом δ. Сечения стали стержня и ярма одинаковы Sст = Sя. Средняя длина индукционной линии в стали сердечника l. Максимальное значение индукции в сердечнике Bm (табл. 11.1). Определить: число витков первичной и вторичной обмоток, коэффициент трансформации, ток холостого хода в первичной обмотке, потери холостого хода с учетом потерь в меди обмотки, коэффициент мощности трансформатора, ток холостого хода в процентах от номинального Ix/Iном⋅100%. Построить векторную диаграмму.

№ опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Sном, кВА 100 160 560 250 320 250 160 100 320 250 320 160 560 250 180 100 320 250 320 500 560 1000 500 250 400 160 100 250 320 160

U1, В

U2, В

Δ, мм

220 380 500 380 380 220 220 220 220 380 500 500 380 380 220 220 380 380 500 500 500 500 500 380 220 220 380 220 500 380

3300 3300 6600 3300 3300 3300 525 525 3300 6600 10500 3300 3300 6600 3300 525 6600 3300 3300 10500 10500 10500 10500 3300 3300 3300 3300 10500 3300 6600

0,5 0,35 0,35 0,5 0,5 0,35 0,5 0,35 0,35 0,35 0,35 0,5 0,5 0,35 0,5 0,35 0,35 0,5 0,5 0,35 0,5 0,5 0,35 0,35 0,5 0,5 0,35 0,5 0,35 0,5

Sст=Sя, см2 200 250 300 250 280 250 200 200 260 280 350 300 280 250 200 200 275 200 200 300 200 400 380 300 260 260 160 200 250 300

Bm, Тл 1,25 1,3 1,4 1,4 1,3 1,4 1,25 1,2 1,25 1,4 1,4 1,35 1,3 1,4 1,4 1,3 1,3 1,3 1,45 1,4 1,45 1,45 1,35 1,3 1,4 1,4 1,3 1,2 1,4 1,35

l, см 200 250 280 250 300 250 200 200 270 300 280 300 300 250 270 220 290 250 290 280 280 350 350 250 250 250 200 250 250 300

Таблица 11.1 Марка стали 0,05 Э41 0,05 Э42 0,05 Э41 0,04 Э41 0,04 Э42 0,05 Э41 0,05 Э42 0,04 Э41 0,025 Э41 0,04 Э42 0,05 Э42 0,04 Э41 0,05 Э41 0,04 Э42 0,04 Э42 0,04 Э41 0,05 Э42 0,05 Э41 0,04 Э41 0,05 Э42 0,05 Э41 0,04 Э42 0,05 Э41 0,04 Э42 0,04 Э41 0,05 Э42 0,05 Э41 0,04 Э41 0,05 Э42 0,04 Э41 δ, см

ЗАД АНИЕ 12 . РАСЧЕТ ЦЕПЕЙ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ 1. Исходные данные. Однородная линия имеет первичные параметры R0 L0, C0, G0. Длина линии l, частота источника питания f (табл. 12.1). Опре де л и ть: в т о ри ч ны е па р а метры линии (в о лн ов о е сопрот ив ление Z B , коэффициенты распростра нения, затух а ни я , ф азы γ, α, β ) и уг ол сдв и га фа з ϕ в , длину в о л н ы λ , ф азовую с к о ро с т ь υ . 2. Исходные данные. Вторичные параметры трехфазной линии

передач

Z B = Z Bl − jϕ B , α и β. Длина линии l. Действующее значение

синусоидального линейного напряжения в конце линии U2Л, частота f. К концу линии подключен трехфазный приемник, образующий симметричную нагрузку, мощность которой P2 при cos ϕ2 = 1 (табл. 12.2). Определить: напряжение и ток в начале линии U1, l1; сдвиг фаз между напряжениями в начале и в конце линии; к. п. д. линии η. 3. Исходные данные. Волна напряжения с прямоугольным фронтом распространяется с волновым сопротивлением ZB1 и затем переходит на линию с волновым сопротивлением ZB2 (табл. 12.3). Определить: напряжения и токи отраженных и преломленных волн. Построить графики распределения напряжения и тока вдоль линии. 4. Исходные данные. Цепь, состоящая из двух однородных линий с волновым сопротивлением ZB1 и ZB2 S ZB1 ZB2 (рис. 12.1) и имеющая сосредоточенную емкость С, подключается под постоянное наС U пряжение U (табл. 12.4). Определить: законы изменения токов в линиях и в емкости. Построить графики распределения напряжения и тока вдоль линии. Рис. 12.1 № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

R0, Ом/км 2 0,5 0,2 0,1 2,5 5,4 7,0 0,08 4 29,2 11,4 0,09 2 0,3 0,3 0,1 1,8 42,2 42,2

L0, Гн/км 1,5⋅10-3 1,5⋅10-3 1,4⋅10-3 1,4⋅10-3 4⋅10-3 2⋅10-3 0,3⋅10-3 1,2⋅10-3 2⋅10-3 9⋅10-3 0,6⋅10-3 1,3⋅10-3 4⋅10-3 2,88⋅10-3 2,88⋅10-3 1,5⋅10-3 2,5⋅10-3 8,96⋅10-3 8,96⋅10-3

C0, Ф/км 5⋅10-9 15⋅10-9 12⋅10-9 9⋅10-9 6⋅10-9 6⋅10-9 0,2⋅10-9 8⋅10-9 5⋅10-9 6⋅10-9 38⋅10-9 12⋅10-9 5⋅10-9 3,85⋅10-9 2,88⋅10-9 8⋅10-9 6⋅10-9 6,32⋅10-9 6,32⋅10-9

Таблица 12.1 G0, См/км l, км f, Гц 0 250 50 500 50 2⋅10-8 500 50 1⋅10-8 -8 1000 50 2⋅10 200 800 1⋅10-6 100 800 1⋅10-6 200 800 0,5⋅10-6 -8 1200 50 1⋅10 500 50 2⋅10-6 100 800 1⋅10-6 100 800 0,8⋅10-6 750 50 2⋅10-8 100 800 0,5⋅10-6 0 400 50 0 100 104 1000 50 3⋅10-8 400 800 1⋅10-6 100 800 0,7⋅10-6 100 3000 0,7⋅10-6 Продолжение табл. 12. 1

№ опыта 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

R0, Ом/км 2 0,1 0,5 0,2 0,1 0,12 0,2 0,5 0,2 0,1 2,5

№ опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

ZB, Ом 500⋅e-j5 500⋅e-j5 600⋅e-j5 450⋅e-j8 400⋅e-j5 390⋅e-j5 585⋅e-j6 550⋅e-j2 560⋅e-j8 360⋅e-j2 620⋅e-j2 380⋅e-j6 590⋅e-j6 400⋅e-j5 550⋅e-j8 420⋅e-j8 880⋅e-j9 380⋅e-j6 560⋅e-j8 410⋅e-j7 420⋅e-j6 450⋅e-j5 600⋅e-j8 400⋅e-j6 420⋅e-j5 500⋅e-j5 600⋅e-j5 400⋅e-j5 390⋅e-j5 550⋅e-j2

L0, Гн/км 4⋅10-3 1,2⋅10-3 3⋅10-3 3⋅10-3 1,3⋅10-3 1,4⋅10-3 1,4⋅10-3 1,2⋅10-3 4⋅10-3 3⋅10-3 2⋅10-3 α, неп/км 0,1⋅10-3 0,2⋅10-3 0,2⋅10-3 0,15⋅10-3 0,1⋅10-3 0,101⋅10-3 2,44⋅10-3 4,7⋅10-3 2,4⋅10-3 0,45⋅10-3 0,5⋅10-3 0,15⋅10-3 0,25⋅10-3 0,11⋅10-3 0,5⋅10-3 0,12⋅10-3 0,11⋅10-3 0,08⋅10-3 0,25⋅10-3 0,11⋅10-3 0,12⋅10-3 0,2⋅10-3 0,15⋅10-3 0,1⋅10-3 0,2⋅10-3 0,1⋅10-3 0,15⋅10-3 0,101⋅10-3 2,44⋅10-3 0,1⋅10-3

Таблица 12.3

C0, Ф/км 8⋅10-9 12⋅10-9 14⋅10-9 15⋅10-9 10⋅10-9 12⋅10-9 12⋅10-9 12⋅10-9 8⋅10-9 15⋅10-9 6⋅10-9 β, рад/км 0,8⋅10-3 1,2⋅10-3 1,1⋅10-3 1,5⋅10-3 1,08⋅10-3 1,07⋅10-3 1,74⋅10-3 22⋅10-3 18⋅10-3 0,45⋅10-3 1,8⋅10-3 1,1⋅10-3 1,5⋅10-3 1,08⋅10-3 2⋅10-3 1,1⋅10-3 1,05⋅10-3 1,2⋅10-3 2⋅10-3 1⋅10-3 1,2⋅10-3 2⋅10-3 2,8⋅10-3 1,3⋅10-3 1,5⋅10-3 1,5⋅10-3 1,5⋅10-3 1,07⋅10-3 17,4⋅10-3 22⋅10-3

l, км 250 500 400 500 1000 1000 100 200 100 100 200 1200 250 1200 250 900 100 750 200 750 500 200 400 800 600 500 500 1000 100 200

G0, См/км 1,2⋅10-6 2,5⋅10-8 0,5⋅10-6 4⋅10-8 4⋅10-8 2⋅10-8 1⋅10-8 2,5⋅10-8 1,2⋅10-6 4⋅10-8 1⋅10-6 U2Л, кВ 380 380 380 380 380 500 1 220 110 0,5 220 380 220 500 220 400 110 500 220 400 380 220 220 380 380 380 380 500 1 220

l, км f, Гц 250 800 500 50 100 50 500 50 200 50 100 50 500 50 500 50 250 800 500 50 100 800 Таблица 12.2 f, Гц P2, кВт 50 100000 50 200000 50 100000 50 100000 50 250000 50 400000 800 0,5 50 100000 50 50000 800 0,4 50 10000 50 300000 50 50000 50 350000 50 10000 50 280000 50 20000 50 300000 50 50000 50 100000 50 200000 50 100000 50 150000 50 200000 50 200000 50 250000 50 100000 50 400000 800 0,5 50 100000 Таблица 12.4

№ опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

U, кВ 400 400 600 600 500 500 500 400 400 400 300 200 200 250 250 400 400 500 500 250 250 400 200 300 250 400 600 500 200 250

ZB1, Ом 50 400 200 50 100 50 50 500 40 400 80 550 50 500 50 600 50 350 70 400 400 50 150 20 400 100 500 450 100 80

ZB2, Ом 400 50 50 200 50 100 450 40 50 100 450 50 550 50 500 50 600 70 350 80 50 100 300 200 40 50 40 50 400 400

№ опыта ZB1, Ом ZB2, Ом С, мкФ U, кВ 1 100 20 20 250 2 50 450 5 35 3 500 100 10 50 4 100 500 10 100 5 400 100 20 50 6 100 400 20 100 7 200 100 10 100 8 300 200 10 500 9 100 500 20 400 10 250 100 10 400 11 80 400 8 20 12 400 80 10 50 13 400 500 50 10 14 50 500 5 200 15 80 400 5 200 16 500 250 10 200 17 600 200 10 400 18 600 300 15 400 19 450 50 12 250 20 300 200 5 250 21 100 400 10 200 22 50 350 5 200 23 300 40 15 100 24 200 50 10 50 25 100 10 5 400 26 50 400 5 200 27 500 200 10 50 28 400 300 20 50 29 250 200 10 400 30 600 100 10 400

ЗАД АНИЕ 13 . РАСЧЕТ СЛОЖНЫХ ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА ( к рас чет н о- гра фиче ск о й р аб о т е № 1) Определить: методом контурных токов токи в ветвях сложной электрической цепи (рис. 13.1); методом эквивалентного генератора ток в заданной ветви схемы. Составить баланс мощностей, для одного из контуров цепи построить потенциальb ную диаграмму. Значения ЭДС источников R1 R2 R3 и сопротивления приемников, а также ветвь, в которой нужно опреE1 E2 E3 делить ток, приведены в табл. 13.1. a

●

R4

E4

R6

E6

Рис.13.1

R5

E5

●c

30

№ опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Е1, В 100 200 100 50 100 100 100 200 100 50 50 50 100 100 -

Е2, В 200 100 200 30 100 100 100 200 200 200 200 100 200 25 30 50

Е3, В 100 200 100 20 200 200 100 200 20 100 50 50 200 100 100

Е4, В 200 100 100 50 200 200 50 50 200 200 100 100 100 200 100 100 40 100 100 -

Е5, В 100 200 20 100 100 50 200 200 100 150 100 50 200 50 25 200

Е6, В 25 200 100 200 50 200 100 40 200 25 100 50 -

R1, Ом 2 2 10 4 6 2 6 5 5 4 20 10 2 10 2 2 10 10 10 2 6 4 4 2 2 8 8 10

R2, Ом 4 4 4 20 4 8 4 6 10 10 4 10 20 2 20 4 2 2 8 6 8 4 8 8 4 4 4 6 4 8

R3, Ом 6 8 10 20 4 10 10 4 20 20 2 5 20 4 10 6 2 4 6 8 6 4 40 4 2 6 10 4 2 6

R4, Ом 8 10 2 10 6 10 2 4 25 40 2 10 10 4 20 6 6 4 4 10 4 6 10 10 2 8 2 2 4

R5, Ом 10 8 8 5 2 8 2 20 20 4 20 5 6 5 4 6 6 2 30 2 8 10 4 10 8 2 4 -

R6, Ом 12 4 8 5 10 50 8 2 5 10 6 5 5 6 5 2 8 8 2 6 4 10 50 8 6 12 8 4 8 2

Таблица 13.1 Ветвь для определения тока dc bd dc ad ab ad ac ab ab bd ba bd ad dc

bd ba ad bd ab ab bc bc ac dc ac bd ac ab bc bd

ЗАД АНИЕ 14 . РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (к расчетно-графической работе №2) 1. Исходные данные. К источнику переменного тока с напряжением U подключена электриX1L X1С R1 ческая цепь (рис. 14.1). Значения параметров элементов I1 R3 R2 цепи и тока в одной из ветвей приведены в табл. 14.1. I3 U I2 Определить: токи во X2L X3L всех ветвях электрической цепи, напряжение на зажимах X2С X3С каждой ветви и всей цепи, если задан ток в одной из ветРис. 14.1 вей, коэффициенты мощности каждой ветви и всей цепи, активные, реактивные и полные мощности каждой ветви и всей цепи (построить векторную диаграмму), емкость, которую нужно включить в одну из параллельных ветвей, чтобы в разветвленном участке цепи имел место резонанс токов, рассчитать цепь в режиме резонанса токов (построить векторную диаграмму). 2. Исходные данные. К зажимам цепи с индуктивно связанными катушками (рис. 14.2) прилоωL1 R1 жено напряжение U. ЗначеωL2 ния параметров элементов I1 ωM12 цепи и способ включения ωL3 ωM12 одной из катушек приведены U в табл. 14.2. I2 I3 Определить: токи во R2 R3 всех ветвях цепи, напряжение на зажимах ветвей схемы, Рис. 14.2 напряжение взаимной индукции в каждой катушке, мощность, поглощаемую каждой катушкой и всей цепью. Построить векторную диаграмму. № опыта 1 2 3 4 5 6 7

U, В 220 220 100 220

Ток в k-той ветви, А I1 = 17,2 I3 = 20,9 I2 = 5,77 -

R1, Ом 12 4 12 80 10

X1L, Ом 20 8 16 60 10

X1C, Ом 16 5 35 -

R2, Ом 10 6 10 20 12 -

X2L, Ом 20 10 8 20 10 16 -

X2C, Ом 10 12

R3, Ом 8 4 2 4 8

Таблица 14.1 X3L, X3C, Ом Ом 6 8 2 8 25 5 10 6 -

№ опыта 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

U, В 100 250 200 220 200 200 200 220 220 220 100 250 U, В 400 100 500 150 200 150 150 200 150 100 100 400 200 200 200 150 100 150 150 120 200

R1, Ом 10 8 75 8 12 3 2 8 8 12 4 2 5 6 10 10 2 3 6 16 10

Ток в k-той ветви, А I2 = 10 I1 = 7,75 I2 = 5,77 I2 = 20 I2 = 5,77 I1 = 17,2 I1 = 10 I3 = 12,7 I2 = 9,77 I2 = 22,4 I1 = 15 R1, Ом 12 6 6 12 12 12 6 6 10 6 10 10 4 -

X1, Ом 16 10 8 8 10 16 16 10 16 8 8 10 10 10 10 8 3 -

R2, Ом 16 6 10 10 25 6 6 6 6 4 10 10 25 10 20 4 20 20 25

X2, Ом 12 6 10 10 10 8 8 6 8 5 5 10 10 10 10 10 5 10 10 12 10

X1L, Ом 10 6 6 24 4 6 6 6 16 5 10 10 4 8 12 R3, Ом 16 12 12 25 16 6 6 12 12 25 12 20 6 20 20 6 25

X1C, Ом 35 100 8 10 10 3 8 6 8 12 X3, Ом 20 12 16 16 25 10 10 12 10 8 8 12 12 25 12 20 8 20 20 8 25

R2, Ом 6 20 12 20 12 10 8 6 12 4 10 8 6 8 6 4 6 8 20 X12, Ом 10 8 5 5 8 5 3 3 5 5 5 3 2 -

Продолжение табл. 14.1 X2L, X2C, R3, X3L, X3C, Ом Ом Ом Ом Ом 8 16 12 10 5 25 20 4 10 50 50 4 20 10 20 12 16 6 4 3 8 16 12 16 10 8 10 20 20 4 8 6 12 16 8 16 12 6 12 16 8 16 12 4 6 2 10 12 8 6 12 8 6 8 16 12 6 4 3 16 12 5 4 10 4 8 8 6 8 4 X23, Ом 5 6 8 15 10 5 6 5 4 4 4 4 15 4 10 4 10 10 6 15

Таблица 14.2 Способ включения катушек Согласное Согласное Согласное Согласное Согласное Согласное Встречное L3 Встречное L3 Согласное Согласное Согласное Встречное L2 Встречное L3 Согласное Согласное Встречное L2 Встречное L3 Встречное L3 Согласное Встречное L3 Согласное

№ опыта 22 23 24 25 26 27 28 29 30

U, В 120 200 200 220 200 200 400 200 150

R1, Ом 4 10 16 10 16 16 16 8

X1, Ом 3 12 12 12 24 12 6

R2, Ом 24 8 25 8 8 12 6 10

X2, Ом 12 32 6 10 6 6 16 6 10

R3, Ом 6 16 10 25 10 10 20 25 12

X3, Ом 8 12 20 25 20 20 25 12

X12, Ом 2 6 6 6 4 6 4

Продолжение табл. 14. 2 X23, Способ Ом включения катушек 6 Согласное 10 Согласное 6 Встречное L2 15 Встречное L3 6 Встречное L3 6 Согласное 5 Согласное 8 Встречное L2 3 Встречное L3

ЗАД АНИЕ 15 . РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ КЛАССИЧЕСКИМ И ОПЕРАТОРНЫМ МЕТОДАМИ (к расчетно-графической работе № 3) 1. Исходные данные. Цепь, изображенная на рис. 15.1, имеет параметры, приведенные в табл. 15.1. Определить: законы изменения токов во всех ветвях электрической цепи после подключения ее к источнику с постоянным напряжением U. Построить графики изменения токов. 2. Исходные данные. Цепь, изображенная на рис. 15.2, имеет параметры, приведенные в L1 S R1 табл. 15.2. + Определить: законы изменения токов во всех ветR2 R3 вях и напряжений после U подключения цепи к источнику с постоянным напряL2 L3 жением U. Построить графики изменения токов и на- – пряжений. Рис. 15.1 3. Исходные данные. Цепь, изображенная на рис. 15.3, имеет параметры, приведенные в табл. 15.3. Определить: токи во всех ветвях цепи после подключения ее к источнику с постоянным напряжением U. Построить графики токов.

S

+

R1

C2

–

R1

L1 R2

R2

U

S

+

R3

U L2

C3 –

Рис. 15.2

R3

Рис. 15.3

L3

4. Исходные данные. К зажимам цепи, состоящей из двух катушек (рис. 15.4), приложено напряжение u=Umsin(ωt+ψ). Параметры катушек приведены в табл. 15.4. В момент времени, когда напряжение u(0) = kUm, происходит замыкание рубильника. Определить: закон изменения тока в цепи после коммутации и закон изменения тока в замкнутой катушке. 5. Исходные данные. Цепь, изображенная на рис. 15.5, имеет параметры, приведенные в табл. 15.5. Определить: токи в ветвях цепи после подключения ее к источнику с постоянным напряжением U. S1 S

+

+

R1

L1

U

L1

С1

R2 S2

–

R1

U L2

R2

R3

L2

L3

С2

– Рис. 15.4

С3

Рис. 15.5

6. Исходные данные. Цепь, изображенная на рис. 15.6. подключается к источнику с напряжением u = Umsin(ωt+ψ) в момент времени, когда u(0) = kUm (табл. 15.6). S R1 Определить: законы изменения токов в ветвях электрической цепи. R2

U

L C

Рис. 15.6

Таблица 15.1

35

№ опыта

U, В

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

200 200 200 200 100 110 200 200 200 200 200 100 200 200 400 400 110 200 400 100 400 100 1000 400 100 300 400 200 100 300 1000 400 100 200 300

R1, Ом R2, Ом L2, Гн R3, Ом L3, Гн 20 40 20 10 20 6 10 10 10 20 20 10 20 5 40 40 10 10 20 5 40 10 50 10 20 5 10 5 10 15 6 10 20 5 40

10 10 5 6 10 40 10 5 10 15 20 5 10 20 10 20 100 10 5 5 20 20 20 5 40 20 5 10

0,4 0,5 0,5 0,4 5 0,2 0,4 0,5 0,1 0,4 25 10 0,4 5 0,2 0,4 25 10 5

5 10 10 10 5 5 5 20 5 10 10 20 20 5 5 10 20 10 100 5 5 10 5 10 20 5 -

0,2 0,4 0,6 0,5 0,5 0,2 0,4 5 0,5 1 1 5 0,4 0,4 5 0,4 0,5 5 0,6 0,2

Таблица 15.2 № опыта

U, В

R1, Ом

R2, Ом

C2, пФ

R3, Ом

C3, пФ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

100 200 110 100 220 200 48 100 48 100 24 100 110 200 110 200 200 100 220 200 100 1000 400 500 200 200 100 110 220 400 200 100 500 400 1000

40 40 30 40 25 20 10 40 20 40 100 20 20 40 40 50 20 40 100 50 10 500 40 100 40 25 10 25 10 40 40 100 50 500 100

10 20 20 25 30 40 10 40 10 10 10 10 10 30 10 400 50 40 500 10 100 10 50 40 25 40 20 25 30 10 40

25 25 50 100 50 50 50 100 100 100 100 25 100 50 25 -

10 10 10 10 10 20 25 40 20 10 20 50 500 100 10 50 10 40 50 20 10

25 100 50 50 25 20 25 50 100 50 25 200 50 25 50 100 25 20 50 25 20

№ опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

U, В 120 200 220 220 150 100 250 220 200 200 110 220 200 220 100 300 200 220 200 220 400 100 300 200 100 300 200 150 220 400 100 300 200 400 220

R1, Ом 24 10 20 15 20 20 10 10 10 5 10 12 5 4 15 20 5 18 20 32 10 22 25 12 15 20 20 5 10 22 25 20 15 5

L1, Гн 0,002 1 0,01 2 2 0,02 0,002 1 5 1 2 1 -

R2, Ом 15 25 10 20 60 10 20 20 25 10 10 10 10 10 20 50 10 20 9 40 5 10 50 10 20 10 20 10 10 50 10 40 5 25

L2, Гн 1 0,2 1 1 0,5 0,2 0,002 4 1 2 1 2 1 1 1 1 2 4 0,5 0,002 1 4 0,5 0,2 2

R3, Ом 10 50 5 20 20 25 10 50 2 10 40 15 60 100 30 10 40 50 40 60 20 25 2 60 20 50 40 30

U, В

k

R1, Ом

L1, Гн

R1, Ом

L1, Гн

310 535 535 179 310 179 310 310 179 179

0,707 0 0 0 0,707 0,5 0 0,707 0,866 0,5

4 6 6 14 4 12 10 10 4 16

31,8 25,5 25,5 63,7 31,8 50,9 12,7 31,8 38,2 38,2

8 26 26 10 8 20 6 22 20 8

19,1 50,9 50,9 38,2 19,1 25,5 25,5 44,6 63,7 63,7

Таблица 15.3 L3, Гн 2 0,1 4 0,001 2 1 0,4 0,001 0,4 1 0,004 2 0,04 1 1 1 0,004 5 4 4 1 1 5 1 2 1 0,4 0,004 1 1 2 5 0,4 4 Таблица 15.4 Замыкание рубильника S2 S1 S2 S1 S1 S2 S1 S2 S1 S2

№ опыта 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 № опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

U, В

k

R1, Ом

L1, Гн

R1, Ом

179 310 179 310 179 535 310 179 179 310 310 535 179 310 179 179 535 310 179 310

0,707 0,866 0,866 0,707 0 0,866 0,5 0,866 0 0,707 0,707 0 0,707 0,707 0 0,866 0,5 0,866 0 0,5

10 12 4 10 4 14 12 4 14 10 4 6 10 4 14 4 12 4 10 12

31,8 50,9 63,7 31,8 38,2 95,5 50,9 38,2 95,5 31,8 19,1 50,9 31,8 191 95,5 38,2 50,9 63,7 12,7 50,9

16 10 20 22 20 10 20 20 10 22 8 26 16 8 10 20 20 20 6 20

U, В 100 200 100 100 110 100 100 100 100 100 200 200 100 220 100 200 100 200 400 100 200 100 200 100 200 100 200 100 400 100

R1, Ом 100 100 100 10 100 50 5 10 10 10 100 20 50 10 10 5 50

L1, Гн 2 1 2 4 2 5 5 0,01 1 2 5 10 2 2 2 -

C1 , мкФ 10 100 2 50 -

R2, Ом 20 50 10 5 10 20 5 100 10 10 5 20 10 20 100 5 10 20 5 -

L2 , Гн 0,4 0,04 0,5 4 0,04 4 4 4

C2, мкФ 100 10 50 200 10 5 50 -

Продолжение табл. 15. 4 Замыкание L1, Гн рубильника 38,2 S1 31,8 S2 38,2 S2 63,7 S1 63,7 S1 31,8 S2 25,5 S1 44,6 S2 38,2 S1 44,6 S2 31,8 S1 25,5 S2 38,2 S1 31,8 S2 635 S1 63,5 S2 25,5 S1 38,2 S1 25,5 S1 25,5 S2 R3, Ом 10 20 40 10 5 4 10 40 5 10 10 5 40 -

Таблица 15.5 C3 , мкФ 5 2 5 4 1 100 20 5 10 10 10 20 100 0,02 100 5 200 10 100 4 5 0,025 20 100 10

L3, Гн

№ опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Um, В

k

R1, Ом

R2, Ом

L, Гн

Таблица 15.6 C, мкФ

141 310 310 310 282 179 179 179 179 595 282 310 179 310 535 535 310 310 141 179 282 535 535 310 179 310 141 282 179 595

0,707 0,707 0,5 0,5 0,866 0,5 0,5 0,866 0,5 0,5 0,707 0,707 0,5 0,5 0 0,866 0,707 0,5 0,5 0,707 0,5 0,866 0,707 0,707 0,866 0,5 0,707 0,866 0,5 0,707

5 12 4 10 10 12 10 10 4 12 5 12 10 10 20 10 5 8 10 9 10 10 5 8 10 8 15 5 12 10

15 2 8 10 10 6 5 10 8 3 15 2 10 10 20 2 10 2 15 3 10 5 10 4 5 4 5 15 3 5

2 2 2 2 1 4 2 5 2 5 2 5 2 4 1 -

3180 3180 530 795 795 1590 1590 530 795 1590 530 1060 795 3180 530

СОДЕРЖАНИЕ Задание 1. Расчет электрических полей и емкостей конденсаторов………………………………………………….... Задание 2. Расчет электрических полей методом зеркальных изображений и потенциальных коэффициентов……. Задание 3. Расчет магнитных полей и индуктивностей двухпроводных линий ……………………………………. Задание 4. Расчет магнитных цепей…………………. Задание 5. Расчет цепей переменного тока с R, L и R, C……………………………………………………… Задание 6. Расчет цепей переменного тока с R, L, C при последовательном соединении приемников……………... Задание 7. Расчет разветвленных цепей и цепей со смешанным соединением приемников……………………….. Задание 8. Расчет цепей переменного тока с помощью символического метода………………………………….. Задание 9. Расчет трехфазных цепей при соединении приемников звездой……………………………………….. Задание 10. Расчет трехфазных цепей при соединении приемников треугольником………………………………. Задание 11. Расчет цепей со сталью…………………. Задание 12. Расчет цепей с распределенными параметрами………………………………………………………….. Задание 13. Расчет сложных цепей постоянного тока………………………………………………………………. Задание 14. Расчет электрических цепей переменного тока…………………………………………………………… Задание 15. Расчет переходных процессов в электрических цепях классическим и операторным методами……….

3 4 5 7 8 11 14 16 20 23 25 26 29 31 33

Анатолий Григорьевич Сошинов

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ “ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ” Учебное пособие Редактор: А. К. Саютина Темплан 2001 г., поз. № 80 Лицензия ИД № 04790 от 18.05.2001 Подписано в печать 20.09.01. Формат 60×84 1/16. Бумага газетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 2,79. Уч-изд., л. 2,88. Тираж 100 экз. Заказ___. Волгоградский государственный технический университет. 400131 Волгоград, просп. им. В. И. Ленина, 28. Волгоградский государственный технический университет. 400131 Волгоград, ул. Советская, 35.

36