Тема №1 «Электрические цепи постоянного тока».

Предисловие

С целью овладения знаниями и умениями по дисциплине «Электротехника и электроника» и соответствующими профессиональными компетенциями обучающийся в ходе освоения дисциплины должен:

уметь:

- подбирать устройства электронной техники, электрические приборы и оборудование с определенными параметрами и характеристиками;

- снимать показания и пользоваться электроизмерительными приборами и приспособлениями;

- собирать электрические схемы;

- читать принципиальные, электрические и монтажные схемы;

знать:

- классификацию электронных приборов, их устройство и область применения методы расчета и измерения основных параметров электрических, магнитных цепей;

-основные правила эксплуатации электрооборудования и методы измерения

электрических величин;

- основы физических процессов в проводниках, полупроводниках и диэлектриках;

- параметры электрических схем и единицы их измерения;

- принципы выбора электрических и электронных устройств и приборов;

-принципы действия, устройство, основные характеристики электротехнических и электронных устройств и приборов;

- свойства проводников, полупроводников, электроизоляционных, магнитных материалов;

-устройство, принцип действия и основные характеристики электротехнических приборов.

Усвоение материала учебной дисциплины предполагает глубокоеизучение теории, умение использовать полученные знания для анализа электрических и электронных устройств и приборов и приобретение твердых навыков в решении задач и чтении электрических схем. Для этого необходимо самостоятельно решить ряд задач по всем разделам изучаемой дисциплины и выполнить специальные задания.

1. Литература

Основная

1.Правила устройств электроустановок [Текст]. Все действующие разделы шестого и седьмого изданий с изменениями и дополнениями по состоянию на 1 октября 2010г. – М.: Изд-во “КНОРУС”, 2010. – 488 с.

2.Берикашвили В.Ш. Электронная техника: учеб.пособие для студ. сред. проф. образования / В.Ш. Берикашвили, А.К. Черепанов. -5-е изд., перераб. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 336 с.

3.Гальперин М.В. Электротехника и электроника [Текст]: учебник. – М.: ФОРУМ ИНФА-М, 2009.-480 с. (Гриф МО РФ).

4.Петленко Б. И. Электротехника и электроника: учебник для студ. учреждений сред.проф.образования / Б. И. Петленко, Ю. М. Иньков, А. В. Крашенинников и др.; под. ред. Б. И. Петленко – 5-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 320 с.

5.Фуфаева Л. И. Электротехника: учебник для студ. сред.проф.образования / Л. И. Фуфаева – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 384 с.

Дополнительная

1.Клиначёв Н. В. Электротехника. Учебно-методический комплекс. – URL: http://model.exponenta.ru/electro/index.htm. Дата обращения: 30. 03. 2011.

2.Сайт для электриков. Электротехника для начинающих. Основы электротехники, учебники, задачи, видео по электротехнике, практические работы по электротехнике и электронике. – URL: http://electrik.info/. Дата обращения: 03. 03. 2011.

3.Электротехника. Электронный курс. – URL: www.vsya-elektrotehnika.ru. Дата обращения: 03. 03. 2011.

ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ

КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

Каждый студент выполняет вариант контрольной работы в соответствии с последней цифрой присвоенного ему шифра.

Последняя цифра шифра
Вариант

Работа, выполненная не по своему варианту, не рецензируется.

При выполнении контрольной работы необходимо соблюдать следующие требования:

1. Работа должна выполняться в тетради, в которой надо оставлять поля для замечаний рецензента, а в конце работы – одну-две чистые страницы для рецензии. Страницы пронумеровать.

2. На обложку тетради приклеивается заполненный студентом бланк «Контрольная работа».

3. Каждый вопрос или задачу начинать с новой страницы, обязательно вписывая контрольный вопрос, условия задачи и исходные данные в полном объеме непосредственно перед ответом на вопрос или решением задачи.

4. Ответы на контрольные вопросы необходимо давать сжато, конкретно, по существу заданного вопроса. Ответы сопровождать необходимыми электрическими схемами (принципиальными, функциональными, структурными), рисунками с соответствующими пояснениями. Электрические схемы необходимо выполнять в соответствии с существующим стандартом на условно-графическое обозначение (УГО).

5. Решение задач следует начинать после детального изучения соответствующих тем программы. Решение задач необходимо сопровождать краткими пояснениями, в которых указывать, какая величина определяется, по какой формуле (привести эту формулу в общем виде), какие величины подставляются в формулу, необходимыми электрическими схемами.

6. Текстовую часть выполнять чернилами, разборчивым почерком; а схемы и рисунки – карандашом, с соблюдением правил черчения.

7. Расчеты выполнять в системе единиц СИ. При всех исходных и вычисленных единицах обязательно должны указываться единицы измерения

(размерности). При обозначении единиц измерения соблюдайте ГОСТ: А; В; Ом; Вт; В∙А; Вар; Гн; Ф; Гц и т.д.

8. В конце контрольной работы следует указать список использованной литературы с полным названием, автором и годом издания.

9. Работу подписать и поставить дату ее выполнения.

10. Получив отрецензированную работу, студент должен:

– при наличии неудовлетворительной оценки исправить все ошибки, сделать необходимые дополнения и прислать исправленную работу на повторное рецензирование вместе с незачтенной;

- при положительной оценке работы внести уточнения, если это требуется рецензией, и представить экзаменатору.

11. При затруднениях в выполнении контрольной работы можно обратиться к преподавателю колледжа с просьбой дать консультацию (письменную или устную) по неясным вопросам.

Задание.

Для данной схемы определить эквивалентное сопротивление цепи, токи в каждом резисторе.

№ варианта	Е (В)	R1, (Ом)	R2, (Ом)	R3, (Ом)	R4, (Ом)	R5 (Ом)

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ:

1. Определяем общее сопротивление разветвления R₄ и R₅. Резисторы соединены параллельно, поэтому

2. Резисторы R₄₅ и R₃ соединены последовательно, их общее сопротивление

3. Резисторы R₃₄₅ и и R₂ соединены параллельно, поэтому

4. Находим общее сопротивление всей цепи

5. Определяем силу тока

6. Согласно 2-го закона Кирхгофа определяем падение напряжение на участках цепи

Проверка:

Согласно 1-го закона Кирхгофа для узла

где

Пример решения

Трехфазная сеть питающая нагрузку, соединенная звездой, Система линейных напряжений симметрична U_AB = U_BC = U_CA = U =380 В.

Приемник энергии соединенный звездой, имеет мощности фаз

Р_A = 1100Вт; Р_В =1650Вт; Р_С =2200Вт.

коэффициент мощности

Определить фазные и линейные токи обеих нагрузок; токи в проводах линии, питающей обе нагрузки; ток в нейтральном проводе.

В масштабе построить векторную диаграмму токов и напряжений.

Задачу решать графоаналитическим методом.

РЕШЕНИЕ

Фазные напряжения нагрузки, соединенные звездой, благодаря нейтральному проводу равны:

Фазные (линейные) токи нагрузки, соединенной звездой:

Согласно 1-му закону Кирхгофа для нейтральной точки N' имеем:

Следовательно, построив симметричную трехлучевую звезду фазных напряжений и отложив вдоль этих напряжений соответствующие фазные токи (т.к. )

поскольку , можно геометрически сложив эти токи, определить вектор тока в нейтральном проводе (рисунок 4).

Зададимся масштабами m_u и m_i определим длины векторов соответствующих напряжений и токов и произведем указанное построение.

Графическим путем (измерением) определим ток в нейтральном проводе:

Приемник энергии соединенный треугольником,- симметричный, мощности фаз Р_AB = Р_BC = Р_CA = 2140Вт.

Коэффициент мощности ;

характер нагрузки в фазах активно-индуктивный.

Согласно условию задачи трехфазный приемник соединенный треугольником,- симметричный и носит активно-индуктивный характер и, следовательно, фазные токи I_AB I_BC I_CA будут равны по величине отставать по фазе относительно вызывающих их линейных напряжений U_AB ,U_BC , U_CA соответственно на углы

φ_AB = φ_BC = φ_CА = arc cos0,866 =30⁰

Причем при соединении треугольником

При симметричной нагрузке в фазах треугольника линейный ток больше фазного в раз и отстает на 30⁰ по фазе от первого из двух составляющих фазных токов:

Соблюдая условия сдвига длины векторов выбранный прежде масштаб токов m_i производим построение векторов фазных токов нагрузки, соединенной треугольником на векторной диаграмме

На основании первого закона Кирхгофа, примененного в узловых точках – вершинах треугольника (рис.4) имеем:

На основании этих равенств строим векторы линейных токов нагрузки, соединенной треугольником:

Предисловие

С целью овладения знаниями и умениями по дисциплине «Электротехника и электроника» и соответствующими профессиональными компетенциями обучающийся в ходе освоения дисциплины должен:

уметь:

- подбирать устройства электронной техники, электрические приборы и оборудование с определенными параметрами и характеристиками;

- снимать показания и пользоваться электроизмерительными приборами и приспособлениями;

- собирать электрические схемы;

- читать принципиальные, электрические и монтажные схемы;

знать:

- классификацию электронных приборов, их устройство и область применения методы расчета и измерения основных параметров электрических, магнитных цепей;

-основные правила эксплуатации электрооборудования и методы измерения

электрических величин;

- основы физических процессов в проводниках, полупроводниках и диэлектриках;

- параметры электрических схем и единицы их измерения;

- принципы выбора электрических и электронных устройств и приборов;

-принципы действия, устройство, основные характеристики электротехнических и электронных устройств и приборов;

- свойства проводников, полупроводников, электроизоляционных, магнитных материалов;

-устройство, принцип действия и основные характеристики электротехнических приборов.

Усвоение материала учебной дисциплины предполагает глубокоеизучение теории, умение использовать полученные знания для анализа электрических и электронных устройств и приборов и приобретение твердых навыков в решении задач и чтении электрических схем. Для этого необходимо самостоятельно решить ряд задач по всем разделам изучаемой дисциплины и выполнить специальные задания.

1. Литература

Основная

1.Правила устройств электроустановок [Текст]. Все действующие разделы шестого и седьмого изданий с изменениями и дополнениями по состоянию на 1 октября 2010г. – М.: Изд-во “КНОРУС”, 2010. – 488 с.

2.Берикашвили В.Ш. Электронная техника: учеб.пособие для студ. сред. проф. образования / В.Ш. Берикашвили, А.К. Черепанов. -5-е изд., перераб. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 336 с.

3.Гальперин М.В. Электротехника и электроника [Текст]: учебник. – М.: ФОРУМ ИНФА-М, 2009.-480 с. (Гриф МО РФ).

4.Петленко Б. И. Электротехника и электроника: учебник для студ. учреждений сред.проф.образования / Б. И. Петленко, Ю. М. Иньков, А. В. Крашенинников и др.; под. ред. Б. И. Петленко – 5-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 320 с.

5.Фуфаева Л. И. Электротехника: учебник для студ. сред.проф.образования / Л. И. Фуфаева – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 384 с.

Дополнительная

1.Клиначёв Н. В. Электротехника. Учебно-методический комплекс. – URL: http://model.exponenta.ru/electro/index.htm. Дата обращения: 30. 03. 2011.

2.Сайт для электриков. Электротехника для начинающих. Основы электротехники, учебники, задачи, видео по электротехнике, практические работы по электротехнике и электронике. – URL: http://electrik.info/. Дата обращения: 03. 03. 2011.

3.Электротехника. Электронный курс. – URL: www.vsya-elektrotehnika.ru. Дата обращения: 03. 03. 2011.

ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ

КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

Каждый студент выполняет вариант контрольной работы в соответствии с последней цифрой присвоенного ему шифра.

Последняя цифра шифра
Вариант

Работа, выполненная не по своему варианту, не рецензируется.

При выполнении контрольной работы необходимо соблюдать следующие требования:

1. Работа должна выполняться в тетради, в которой надо оставлять поля для замечаний рецензента, а в конце работы – одну-две чистые страницы для рецензии. Страницы пронумеровать.

2. На обложку тетради приклеивается заполненный студентом бланк «Контрольная работа».

3. Каждый вопрос или задачу начинать с новой страницы, обязательно вписывая контрольный вопрос, условия задачи и исходные данные в полном объеме непосредственно перед ответом на вопрос или решением задачи.

4. Ответы на контрольные вопросы необходимо давать сжато, конкретно, по существу заданного вопроса. Ответы сопровождать необходимыми электрическими схемами (принципиальными, функциональными, структурными), рисунками с соответствующими пояснениями. Электрические схемы необходимо выполнять в соответствии с существующим стандартом на условно-графическое обозначение (УГО).

5. Решение задач следует начинать после детального изучения соответствующих тем программы. Решение задач необходимо сопровождать краткими пояснениями, в которых указывать, какая величина определяется, по какой формуле (привести эту формулу в общем виде), какие величины подставляются в формулу, необходимыми электрическими схемами.

6. Текстовую часть выполнять чернилами, разборчивым почерком; а схемы и рисунки – карандашом, с соблюдением правил черчения.

7. Расчеты выполнять в системе единиц СИ. При всех исходных и вычисленных единицах обязательно должны указываться единицы измерения

(размерности). При обозначении единиц измерения соблюдайте ГОСТ: А; В; Ом; Вт; В∙А; Вар; Гн; Ф; Гц и т.д.

8. В конце контрольной работы следует указать список использованной литературы с полным названием, автором и годом издания.

9. Работу подписать и поставить дату ее выполнения.

10. Получив отрецензированную работу, студент должен:

– при наличии неудовлетворительной оценки исправить все ошибки, сделать необходимые дополнения и прислать исправленную работу на повторное рецензирование вместе с незачтенной;

- при положительной оценке работы внести уточнения, если это требуется рецензией, и представить экзаменатору.

11. При затруднениях в выполнении контрольной работы можно обратиться к преподавателю колледжа с просьбой дать консультацию (письменную или устную) по неясным вопросам.

Тема №1 «Электрические цепи постоянного тока».

Задание.

Для данной схемы определить эквивалентное сопротивление цепи, токи в каждом резисторе.

№ варианта	Е (В)	R1, (Ом)	R2, (Ом)	R3, (Ом)	R4, (Ом)	R5 (Ом)

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ:

1. Определяем общее сопротивление разветвления R₄ и R₅. Резисторы соединены параллельно, поэтому

2. Резисторы R₄₅ и R₃ соединены последовательно, их общее сопротивление

3. Резисторы R₃₄₅ и и R₂ соединены параллельно, поэтому

4. Находим общее сопротивление всей цепи

5. Определяем силу тока

6. Согласно 2-го закона Кирхгофа определяем падение напряжение на участках цепи

Проверка:

Согласно 1-го закона Кирхгофа для узла

где