Методические указания к выполнению контрольной работы.

Задание для контрольной работы по дисциплине

«Электротехника и электроника»

Задача 1.Точка А удалена от двух точечных зарядов Q₁ и Q₂, помещенных в диэлектрик, на расстояние r₁ и r₂. Заряды и точка А образуют угол Q₁АQ_2. Данные для решения задачи указаны в таблице 1.

1. Определить силу взаимодействия двух точечных зарядов и расстояние между ними.

2. Вычислить напряженность электрического поля в точке А.

3. Построить векторную диаграмму (рис.1.).

4. Вычислить потенциалы в точке А.

Таблица 1

№ варианта	Задаваемые величины
Q1, Кл	Q2, Кл	r1, см	r2, см	Q1АQ2, град
	-7* 10-9	2* 10-9				янтарь
	2* 10-9	-2* 10-9				масло
	2* 10-9	9* 10-9				стекло
	-2* 10-9	-5* 10-9				керосин
	5* 10-12	9* 10-12				спирт
	-2* 10-12	-5* 10-12				слюда
	-5* 10-12	2* 10-12				парафин
	-7* 10-12	5* 10-12				эбонит
	-2* 10-12	2* 10-12				плексиглас
	2* 10-12	-2* 10-12				фарфор
	2* 10-12	9* 10-12				воздух
	-9* 10-9	-2* 10-9				электрокартон
	-5* 10-7	3* 10-7				вода
	-3* 10-12	2* 10-12				эбонит
	2* 10-12	-2* 10-12				янтарь
	-5* 10-12	2* 10-12				масло
	-7* 10-12	5* 10-12				стекло
	-2* 10-12	2* 10-12				керосин
	2* 10-12	-2* 10-12				спирт
	2* 10-12	9* 10-12				слюда
	-9* 10-9	-2* 10-9				парафин
	-5* 10-7	3* 10-7				эбонит
	-3* 10-12	2* 10-12				плексиглас
	2* 10-12	-2* 10-12				фарфор
	5* 10-12	9* 10-12				воздух
	-2* 10-12	-5* 10-12				электрокартон
	-5* 10-12	2* 10-12				вода
	-7* 10-12	5* 10-12				спирт
	-2* 10-12	2* 10-12				янтарь
	2* 10-12	-2* 10-12				слюда
	5* 10-12	9* 10-12				парафин

Задача 2.Определите заряд, энергию электрического поля каждого конденсатора, эквивалентную емкость цепи, энергию, потребляемую цепью. Данные для решения задачи указаны в таблице 2. В общем виде, в логической последовательности покажите, как изменится энергия электрического поля всей цепи при изменении емкости, указанной в таблице 2.

Таблица 2

Номер варианта	Номер рисунка, схемы	Задаваемые величины
U, кВ	С1, мкФ	С2, мкФ	С3, мкФ	С4, мкФ	С5, мкФ	С6, мкФ
	2.1		10↑
	2.2			30↑
	2.3				50↑
	2.4					40↑
	2.5						30↑
	2.1							50↑
	2.2		10↑
	2.3			30↑
	2.4				50↑
	2.5					10↑
	2.1						30↑
	2.2							50↑
	2.3		10↓
	2.4
	2.5				50↓
	2.1					10↓
	2.2						30↓
	2.3							50↓
	2.4		10↓
	2.5			30↓
	2.1				50↓
	2.2					10↓
	2.3						30↓
	2.4							50↓
	2.5		10↓
	2.1			30↓
	2.2				50↑
	2.3					10↑
	2.4						30↑
	2.5							50↑
	2.1					10↑

Примечание.В таблице к задаче 2 условное обозначение «↑» означает, что данная емкость увеличивается, а «↓» означает, что данная емкость уменьшается.

Рис.2.1. Рис. 2.2.

Рис.2.3. Рис. 2.4.

Рис.2.5.

Задача 3. Для электрической цепи, изображенной на рис.3, начертите схему в удобном для расчета виде. Данные для решения задачи указаны в таблице 3.

1. Определите:

а) эквивалентное сопротивление цепи;

б) токи в каждом сопротивлении и всей цепи;

в) падение напряжения на каждом сопротивлении;

г) мощность всей цепи;

д) энергию, потребляемую за 10 часов.

2. В общем виде в логической последовательности покажите, как изменится ток при изменении указанного в таблице сопротивления.

Рис. 3.

Таблица 3

№ вари- анта	Точки приложенного напряжения	Задаваемые величины
U, B	r1, Ом	r2, Ом	r3, Ом	r4, Ом	r51, Ом	r6, Ом	r7, Ом	r8, Ом
	а - е		4↑
	b - c		-	2↑					-
	d - f		-		3↑				-
	c - d		-			4↑			-
	k - f		-				6↑		-
	b - k		-					8↑	-
	c - k		-				8↑		-
	a - k								-	4↑
	e - b		-	7↓
	f - d		-	8↓					-
	b - c		-		4↓				-
	d - f		-			10↓			-
	c - d		-				10↓		-
	k - f		-					10↓	-
	b - k		-					5↓	-
	c - k		-	15↑					-
	a - k				10↑				-
	e - b		-			5↑			-
	f - d		-				3↑		-
	a - e							8↑
	b - c		-						-	12↑
	d - f		-	6↓					-
	c - d		-		3↓				-
	k -f		-			24↓			-
	b - k		-				24↓		-
	c - k		-					32↓	-
	a - k								-	9↓
	e - b		-	25↑
	f - d		-		30↑				-
	b - c		-			10↑			-
	а - е		4↓

Примечание: «↑» - величина, указанная в таблице 3, увеличивается, «↓» - уменьшается.

Задача 4.Электрическая цепь переменного тока представлена одним или несколькими элементами нагрузки, соединенными последовательно. Параметры цепи представлены в таблице 4.

1. Рассчитать неизвестные параметры цепи.

2. Записать уравнения мгновенных значений тока и напряжения цепи.

3. Определить мгновенные значения напряжения и тока в момент времени t₁.

4. Определить угол сдвига фаз между напряжением и током.

5. Построить векторную диаграмму для действующих значений тока и напряжения в цепи.

6. Начертить схему, соответствующую построенной векторной диаграмме.

Таблица 4

№ варианта	Um, В	Im, мА	U, В	I, мА	f, Гц	T, мкс	ΨU, град.	ΨI, град.	t1, мкс
			0,707	54,2			+45	-45
							-30	-60
							+90	-45
				14,2			-30	+30
			0,28				-45	+55
							+60	+20
			56,4				-90	-45
								+45
			17,7				-45
							+30	-30
			1,5	24,2			+90	-45
							-30	+60
							-90	-45
				114,2			-30	+70
		20,5	5,28				+45	-55
							+60	-20
			156,4				-90	-45
							+125	+45
			17,7	2,5			-45	+180
							+30	-130
			56,4				-90	-45
								+45
			17,7	2,3			-45
							+30	-30
			1,5	4,2			+90	-45
							-30	+60
							-90	-45
				114,2			-30	+70
		20,5	5,28				+45	-55
							+60	-20
			156,4				-90	-45

Задача 5.Цепь, состоящая из двух параллельных ветвей, параметры которых r_1, X_L1, X_C1, r_2, X_L2, X_C2, приведены в таблице 5, присоединена к сети напряжением U и частотой f=50 Гц.

1. Начертите схему электрической цепи и определите:

а) токи в параллельных ветвях и ток в неразветвленной части цепи;

б) коэффициент мощности каждой ветви и всей цепи;

в) углы сдвига фаз токов относительно напряжения сети;

г) активную, реактивную и полную мощности цепи.

2. Постройте векторную диаграмму токов и напряжений.

3. В общем виде в логической последовательности покажите, как повлияет изменение указанной в таблице величины на параметры: g₁, b₁, y₁, g₂, b₂, y₂, I₁, I₂, I.

Таблица 5

№ вари- анта	№ рисунка схемы	Задаваемые величины
U, B	r 1, Ом	X L1, Ом	X C1, Ом	r2, Ом	X L2, Ом	X C2, Ом
	5.1		75↑					-
	5.2			70↑
	5.3		15↓		-
	5.4					25↑	-
	5.5			-			40↑
	5.1		30↓					-
	5.2			45↓
	5.3				-	45↓
	5.4				50↓		-
	5.5			-		55↓
	5.1		55↑					-
	5.2			20↑
	5.3		65↓		-
	5.4					75↑	-
	5.5			-			90↑
	5.1		80↓					-
	5.2			10↓
	5.3				-	70↓
	5.4					65↓	-
	5.5			-			70↓
	5.1				35↑			-
	5.2		50↑
	5.3			40↑	-
	5.4					40↑	-
	5.5			-			45↑
	5.1				55↓			-
	5.2			60↑
	5.3				-	20↑
	5.4						-	85↑
	5.5			-			20↓
	5.1			5↑				-

Примечание: «↑» - величина, указанная в табл.5, увеличивается, «↓» - уменьшается.

Рис. 5.1. Рис. 5.2. Рис. 5.3.

Рис. 5.4. Рис. 5.5.

Задача 6. Для освещения рабочих мест применили лампы накаливания напряжением12, 24 и 36 Вт. Для их питания установили однофазный понижающий трансформатор номинальной мощностью S_НОМ, работающего с коэффициентом нагрузки К_Н, номинальные напряжения U_1Н, U_2Н, рабочие токи в обмотках I₁, I₂. Коэффициент трансформации равен К. К трансформатору присоединили лампы накаливания мощностью Р_Л каждая в количестве N. Коэффициент мощности ламп = 1. Используя данные таблицы 6, определите величины, отмеченные крестиками.

Таблица 6

№ варианта	SНОМ, кВА	КН	U1Н, В	U2Н, В	I1, А	I2, А	К	N, шт.	РЛ, Вт
		Х	Х		Х	Х	31,3
	Х	0,75		Х	0,75	15,6	Х		Х
	Х	0,9	Х		1,63		Х	Х
		0,8			Х	Х	Х	Х
		Х	Х	Х	0,91	16,7	Х
	Х	0,8		Х	3,15	Х	10,6		Х
	Х	0,9	Х		Х	7,5	10,6	Х
		Х			0,6	Х	Х		Х
		Х			Х	33,3	Х	Х
	Х	0,8		Х	Х	18,7	Х
		Х	Х		1,12	Х	10,6	Х
	Х	0,8		Х	Х	Х	18,4
	Х	1,0	Х		0,8	11,1	Х		Х
		Х		Х	0,71	Х	10,6		Х
		Х			Х	Х	Х
	Х	0,75	Х		Х	8,34	13,9	Х
		0,85		Х	Х	11,8	Х		Х
	Х	0,9		Х	Х	Х	9,18
		Х	Х		0,75	Х	20,8	Х
	Х	Х	Х		1,45	13,35	Х	Х
		Х			0,6	Х	Х		Х
		Х			Х	33,3	Х	Х
	Х	0,8		Х	Х	18,7	Х
		Х	Х		1,12	Х	10,6	Х
	Х	0,8		Х	Х	Х	18,4
		Х	Х		Х	Х	31,3
	Х	0,75		Х	0,75	15,6	Х		Х
	Х	0,9	Х		1,63		Х	Х
		0,8			Х	Х	Х	Х
		Х	Х	Х	0,91	16,7	Х
	Х	0,8		Х	3,15	Х	10,6		Х

Задача 7.Коэффициенты усиления трехкаскадного усилителя напряжения К₁, К₂, К_З и выходное напряжение усилителя приведены в таблице 7.

1. Начертить структурную схему трехкаскадного усилителя напряжения.

2. Определить входное напряжение каждого каскада U_ВХ1,U_ВХ2, U_ВХ3.

Таблица 7

№ варианта	К1	К2	К3	UВЫХ,В
				2,4
				3,0
				3,6
				4,0
				4,5
				5,0
				5,4
				6,0
				6,5
				7,0
				7,5
				8,0
				4,2
				4,5
				5,0
				5,4
				6,0
				6,5
				7,0
				7,5
				2,4
				3,0
				3,6
				4,0
				4,5
				5,0
				5,4
				6,0
				6,5
				7,5
				8,0

Методические указания к выполнению контрольной работы.

Номер варианта определяется по списку студентов в журнале. Задания, выполненные не по своему варианту, не зачитываются и возвращаются студенту.

Контрольную работу следует выполнять в тетради в клетку или на листах формата А4. На первом листе (после титульного листа) следует указать перечень заданий и номер варианта. К каждой задаче следует переписать условия, начертить схему и указать данные для своего варианта.

Схемы и графики необходимо выполнять в карандаше, пользуясь чертежными инструментами и давать к ним объяснения в тексте контрольной работы. В конце работы указать использованную литературу.

На проверку контрольная работа должна быть сдана в учебную часть заочного отделения не позднее, чем за 10 дней до начала экзаменационной сессии.

Если контрольная работа не зачтена и возвращена на доработку, то ее следует выполнить в той же тетради и затем направить вновь на проверку.

Литература для выполнения контрольной работы.

Основные источники:

1. Бондарь И.М. Электротехника и электроника. – Ростов н/Д: Феникс, 2010.

2. Данилов И.А. Общая электротехника: учебное пособие. – М.: Высшее образование, 2009.

3. Лоторейчук Е.А. Расчет электрических и магнитных цепей и полей. Решение задач: учебное пособие. - М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2012.

4. Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники. – Ростов н/Д: Феникс, 2010.

5. Славинский А.К., Туревский И.С. Электротехника с основами электроники: учебное пособие. – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2012.

Дополнительные источники:

6. Березкина Т.Ф. Задачник по общей электротехнике с основами электроники. - М.: Высшая школа, 2002.

7. Бычков Ю.А. Теоретические основы электротехники. Справочник по теории электрических цепей. – СПб.: Питер, 2008.

8. Герасименко А.А. Передача и распределение электрической энергии. - Ростов н/Д: Феникс, 2008.

9. Кононенко В.В. Электротехника и электроника. – Ростов н/Д: Феникс, 2008.

10. Кононенко В.В. Практикум по электротехнике и электронике. – Ростов н/Д: Феникс, 2009

11. Кацман М.М. Сборник задач по электрическим машинам. - М.: Академия, 2008.

12. Кацман М.М. Электрические машины. - М.: Академия, 2008.

13. Москатов Е.А. Основы электронной техники. – Ростов н/Д: Феникс, 2010.

14. Панфилов В.А. Электрические измерения - М.: Академия, 2004.

15. Петленко Б.И. Электротехника и электроника. – М.: Издательский центр «Академия», 2008.

16. Раннев Г.Г. Методы и средства измерений: М.: Издательский центр «Академия», 2008.

17.Хрусталева З.А. Электротехнические измерения. Задачи и упражнения: учебное пособие. - М.: КНОРУС, 2011.