Некоторые способы проверки результатов решения

Задача 1

А. Цепь постоянного тока со смешанным соединением состоит из четырех резисторов. В зависимости от варианта заданы: схема цепи ( по номеру рисунка), сопротивления R резисторов, напряжение U, ток I или мощность Р всей цепи.

Определить:

1. Эквивалентное сопротивление цепи R э;

2. Токи проходящие через каждый резистор R_1, R_2, R_3, R₄.

Решение задачи проверить, применив первый закон Кирхгофа.

Данные для своего варианта взять из таблицы 1.

Таблица 1

№ варианта	№ рисунка	R1 Ом	R2 Ом	R3 Ом	R4 Ом
						U = 20 В
						I = 5 А
						P = 50 Вт

В. Цепь постоянного тока со смешанным соединение состоит из четырех резисторов. В зависимости от варианта заданы: схема цепи (по номеру рисунка), сопротивления резисторов R_1, R_2, R_3, R₄, напряжение U, ток I или мощность Р всей цепи.

Определить:

1. Эквивалентное сопротивление цепи R э;

2. Напряжение на каждом резисторе U_1, U₂, U₃, U₄.

Решение задачи проверить, применив закон Кирхгофа.

Данные для своего варианта взять из таблицы 2.

Таблица 2

№ варианта	№ рисунка	R1 Ом	R2 Ом	R3 Ом	R4 Ом
						I = 10 А
						Р = 150 Вт
						U = 220 В

С. Цепь постоянного тока со смешанным соединением состоит из четырех резисторов. В зависимости от варианта заданы : схема цепи (по номеру рисунка), сопротивление резисторов R_1, R_2, R_3, R₄, напряжение U, ток I , мощность Р всей цепи.

Определить:

1. Эквивалентное сопротивление цепи Rэ;

2. Мощность на каждом резисторе R_1, R_2, R_3, R₄. Проверив баланс мощности убедиться в правильности решения задачи.

Данные своего варианта взять из таблицы 3.

Таблица 3

№ варианта	№ рисунка	R1 Ом	R2 Ом	R3 Ом	R4 Ом
						U = 75 В
						I = 25 А
						P = 100 Вт
						I = 5 А

Рисунок 1 Рисунок 2

Рисунок 3 Рисунок 4

Задача 2

Для неразветвленной цепи переменного тока с активным, индуктивным и емкостным сопротивлениями определить величины, которые не даны в условиях задачи:

1. Z – полное сопротивление цепи, Ом;

2. I – ток цепи, А

3. U – напряжение приложенное к цепи, В;

4. φ – угол сдвига фаз между током и напряжением;

5. S – полную мощность цепи, ВА; Р – активную мощность, Вт.; Q реактивную мощность, вар.

Таблица 4

Номер варианта	Номер рисунка	R1 Ом	R2 Ом	Х L1 Ом	ХL2 Ом	ХC1 Ом	ХC2 Ом
			-		-		-	I = 2 А
			-				-	U = 160 В
			-		-			S = 40 ВА
					-		-	U = 100 В
					-		-	U = 80 В
			-		-		-	U = 200 В
			-				-	Q = 16 вар
			-		-			I = 4 А
					-		-	U = 80 В
					-		-	I = 10 А

Рисунок 5 Рисунок 6

Рисунок 7 Рисунок 8

Рисунок 9

Задача 3

А. Двухобмоточный однофазный трансформатор используется для питания повышенным напряжением специальной медицинской аппаратуры. Первичная обмотка трансформатора подключена к сети напряжением.U = 220 В. К вторичной обмотке подключен реостатный датчик (активная нагрузка cos φ = 1) аппаратуры (рисунок 10).

Рисунок 10

Определить значения, не заданные в условиях задачи:

1. Напряжение вторичной обмотки трансформатора U₂;

2. Коэффициент трансформации трансформатора k;

3. Число витков первичной W₁ и вторичной W₂ обмоток трансформатора;

4. Ток вторичной обмотки трансформатора I₂;

5. Активную мощность Р₂, отдаваемую вторичной обмоткой трансформатора. Режим работы трансформатора неноминальный.

Данные для своего варианта взять из таблице 5.

Таблица 5

Номер варианта	U, k, W, I, P.
	k = 0,1; W2 = 5000; I2 = 1 А
	k = 0,1; W2= 5000; Р2 = 2200 Вт
	U2 = 2200 В; W2 = 5000; I2 = 1 А
	U2 = 2200 В; W2 = 5000; Р2 = 2200Вт
	W1 = 500; W2 = 5000; I2 = 1 А

Б. Двухобмоточный трансформатор используется для питания пониженным напряжением осветительной аппаратуры подвального помещения. Первичная обмотка трансформатора подключена к сети напряжением 220 В, вторичная обмотка питает лампы накаливания одинаковой мощности (рисунок 11.)

Режим работы трансформатора неноминальный.

Рисунок 11

Определить значения не заданные в условиях задачи:

1. Напряжение вторичной обмотки трансформатора U₂;

2. Коэффициент трансформации трансформатора k;

3. Число витков первичной W₁ и вторичной W₂ обмоток;

4. Ток вторичной обмотки I₂;

5. Активную мощность, отдаваемую вторичной обмоткой трансформатора Р₂.

Данные для своего варианта взять из таблице 6

Таблица 6

Номер варианта	U, k, W, I, P.
	k = 10; W2 = 600; I2 = 10 А
	U2 = 22 В; W2 = 600; Р2 = 100 Вт
	W1 = 6000; W2 = 600; I2 = 10А
	W1 = 6000; k = 10; Р2 = 220 Вт
	U2 = 22 В; W1 = 6000; I2 = 10А

Задача 4

Вариант 1

1. Определение и изображение электрического поля. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Электрическое напряжение.

2. Классификация измерительных приборов, классы точности . Расширение пределов измерения приборов в цепях переменного и постоянного тока.

3. Цепь с последовательным соединением активного, индуктивного и емкостного сопротивлений. Условия резонанса напряжений.

4. Условия и принцип действия трехфазных синхронных электрических двигателей.

5. Укажите виды электрической сварки

Вариант 2

1. Электроизоляционные материалы. Классы изоляции.

2. Измерение тока, напряжения, сопротивления.

3. Треугольник сопротивления и мощности при последовательном соединении R,L,C, при условии, что индуктивное сопротивление не равно емкостному.

4. Понятие об электроприводе, структурная схема. Режимы работы электродвигателей.

5. Особенности работы электрооборудования грузоподъемных машин.

Вариант 3

1. Электрическая емкость. Плоский конденсатор. Соединение конденсаторов. Энергия электрического поля.

2. Ваттметр, электрический счетчик, способ включения в цепь переменного тока.

3. Электрическая цепь с параллельным включением активного, индуктивного и емкостного сопротивления. Резонанс токов.

4. Передача и распределение электрической энергии.

5.Требования к крановым электродвигателям.

Вариант 4

1. Электрическая цепь, электрический ток, сила тока. Единицы измерения.

2. Приборы электромагнитной системы ,устройство, принцип действия, достоинства и недостатки.

3.Активная, реактивная и полная мощность электрической цепи переменного тока. Коэффициент мощности.

4. Диод. Устройство принцип действия, назначение. Условное обозначение.

5. Классификация электрифицированных машин.

Вариант 5

1. Закон Ома для участка и полной электрической цепи. Определение, формулы. Электрическое сопротивление и проводимость.

2. Приборы магнитоэлектрической системы, устройство, принцип действия, достоинства и недостатки.

3. Принципы получения трехфазной ЭДС.

4. Транзистор. Устройство, назначение и принцип действия. Условное обозначение.

5. Особенности эксплуатации электрических сетей на строительных площадках.

Вариант 6

1. Проводниковые материалы. Зависимость сопротивления от температуры.

2. Приборы электродинамической системы, устройство, принцип действия, достоинства и недостатки.

3. Соединение электроприемников в «звезду». Линейные, фазные токи и напряжения.

4. Двух – полупериодная схема выпрямления с использованием средней точки вторичной обмотки трансформатора.

5. Трансформаторные подстанции и особенности их размещения на строительных площадках.

Вариант 7

1. Способы соединения сопротивлений, законы Кирхгофа.

2. Переменный ток, его определение. Получение однофазного переменного тока.

3. Соединение электроприемноков в «треугольник». Линейные и фазные токи и напряжения.

4. Мостовая выпрямительная схема однофазного выпрямителя.

5.Источники света и осветительная аппаратура.

Вариант 8

1. Энергия и мощность электрической цепи, их единицы измерения.

2. Переменный ток. Амплитудное, действующее и мгновенное значение величины переменного тока, период, частота, фаза, сдвиг фаз (показать на синусоиде).

3. Устройство и принцип действия трансформаторов и автотрансформаторов.

4. Электрическая схема реверсивного магнитного пускателя.

5. Использование сварочных аппаратов в строительных технологиях.

Вариант 9

1.Магнитная индукция и магнитная проницаемость.

2. Цепь с последовательным соединением активного и индуктивного сопротивления. Векторная диаграмма, активная и реактивная мощность.

3. Устройство и принцип действия электрических машин постоянного тока.

4. Электрическая схема нереверсивного магнитного пускателя.

5. Классификация электрических сетей.

Вариант 10

1.Магнитные материалы, применяемые в электрических приборах и машинах.

2. Электрическая цепь с последовательным включением активного и емкостного сопротивления, векторная диаграмма, активная и реактивная мощность.

3. Устройство и принцип действия трехфазных асинхронных электрических двигателей.

4. Причины возникновения токов короткого замыкания.

5. Действие электрического тока на организм человека.

3 Методические указания к выполнению контрольной работы

3.1 Указания к решению задачи 1

Решения задачи 1 требует знания основных законов постоянного тока, производных формул этих законов и умения их применять, для расчета электрических цепей со смешанным соединением.

Методику и последовательность действий при решении задач со смешанным соединением резисторов рассмотрим в общем виде на конкретном примере.

Выписываем условия задачи (содержание условий задач выписывать применительно к своему варианту).

Задача

Цепь постоянного тока со смешанным соединением состоит из четырех резисторов. Задана схемы цепи (рисунок 12 ), значения сопротивлений резисторов: R₁ = 30 Ом, R₂ = 20 Ом, R₃ = 3 Ом, R₄ =5 Ом, мощность цепи Р=320 Вт

Рисунок 12

Определить: Эквивалентное сопротивление цепи R э; токи, проходящие через каждый резистор. Решение задачи проверить, применив первый закон Кирхгофа.

Решение

Выписываем из условий то, что дано и нужно определить в виде буквенных обозначений и числовых значений.

Продумаем план (порядок) решения, подбирая при необходимости справочной материал. В нашем случае принимаем такой порядок решения:

1. Находим эквивалентное сопротивление цепи R э = R ₁₂ + R ₃₄,

где R ₁₂= R _I R₂ (R _I + R₂) – параллельное соединение, а R₂₃ = R₃ + R₄ – последовательное соединение.

2. Обозначим токи I_I , I₂ , I₃ , I₄ на рисунке стрелками и определим их значения из формулы мощности: Р = I ² ·R э → I =

I₄ = I₃ = I, так как при последовательном соединении они одинаковые ,а

I _I = U₁₂ / R _I; I₂ = U₁₂ /R ₂, где U₁₂ = I ·R₁₂ .

3. Выполняем решение не забывая нумеровать и кратко описать действия.

Отсутствие письменных пояснений действий приводит к непониманию решения задачи и быстро забывается.

4. Выполняем проверку решения следующими способами:

а) логичность получения такого результата;

б) проверка результатов с применение первого и второго закона Кирхгофа, подсчетом баланса мощности;

в) сравнение результатов решением задачи другими способами.

Некоторые способы проверки результатов решения.

Применение первого закона Кирхгофа.

Формулировка закона: алгебраическая сумма токов в узловой точке равна нулю. Математическая запись для узла б схема рисунок 14 :

I_I + I₂ = I или I_I + I₂ – I = 0

Применение второго закона Кирхгофа.

Формулировка закона: во всяком замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма ЭДС (∑ Е ) равна алгебраической сумме падений напряжений ∑ I ·R на отдельных сопротивления этого контура.

В замкнутом контуре рисунок 12 приложенное напряжение U и падения напряжения U₁₂ = I · R₁₂ U₃ = I ·R₃ и U₄ = I· R₄. Обходя контур по направлению тока ( в данном случае по часовой стрелке), составим уравнение по второму закону Кирхгофа

U = U₁₂ + U₃ + U_{4 .}

Подсчет баланса мощности

Общая мощность цепи равна сумме мощностей на отдельных резисторах. Для схемы цепи Р = Р₁ + Р₂ +Р₃ +Р₄ ,

так как Р = I ² ·R, или Р = U ²/ R, то

Р = I² ₁ ·R ₁ + I² ₂ ·R ₂ + I² ₃ ·R ₃ + I ² ₄ ·R ₄ или

Р = U ²₁₂ / R₁ + U ²₁₂ / R₂ + U ²₃ / R₃ + U ²₄ / R₄.

Если поверку решения проводить путем сравнения результатов решения другими способами , то в данном случае вместо определения тока из формулы Р = I² ·R э, можно было найти напряжение U = из Р = U ²/ R э , а затем – I = U/ R э по формуле закона Ома.

Для закрепления материала рекомендуется рассмотреть решение задачи

Задача

На рисунке 13 изображена электрическая цепь со смешанным соединением резисторов. Известны значения сопротивлений R _I = 3 Ом, R ₂ = 10 Ом , R ₃ = 15 Ом, R ₄ = I Ом, напряжение U = 110 В и время работы цепи t = 10 ч.

Определить: токи проходящие через каждый резистор I_I , I₂ , I₃ , I_4, общую мощность цепи Р и расход энергии W.

а) б) в)

Рисунок 13

Решение

1. Обозначим стрелками токи, проходящие через каждый резистор с учетом их направления. (рисунок 13 а).

2. Определим общее эквивалентное сопротивление цепи, метод подсчета которого для цепи со смешанным соединением резисторов сводится к последовательному упрощению схемы.

Сопротивления R ₂ и R ₃ соединены параллельно Найдем общее сопротивление при таком соединении:

1 / R ₂₃ = 1 / R ₂ + 1 / R ₃,

приводя к общему знаменателю, получим

R ₂₃ = R₂ ·R₃ / (R₂ + R₃) = 10 · 15 (10 + 15) =6 Ом .

Схема имеет вид 13б . Теперь резисторы R_{23 ,} R_{1 ,} R_4. соединены последовательно, их общее сопротивление

R_э = R_{1 +} R₂₃ + R₄ = 3 + 6 + 1 = 10 Ом.

Это общее сопротивление, включенное в цепь вместо четырех сопротивлений ( рисунок 13в ) при таком же значении напряжения не изменит тока в цепи. Поэтому сопротивление чаще называется общим эквивалентным сопротивлением цепи.

3. По закону Ома для внешнего участка цепи определим ток

I = U / R_э =110 / 10 ₌ 11 А

4. Найдем токи, проходящие через все резисторы. Через резистор R _I, проходит ток I _I =1 А. Через резистор R ₄ проходит ток I ₄ = 1 А

Для определения токов, проходящих через резисторы, R ₂ и R ₃, нужно найти напряжение на параллельном участке U ₂₃. Это напряжение можно определить двумя способами:

U ₂₃ = I· R₂₃ = 11·6 = 66 В или

U₂₃ = U - I· R₁ - I ·R₄ = U – I (R_{1 +} R₄) = 110 – 11 (3 + I) = 66 В

По закону Ома для параллельного участка цепи найдем

I ₂ = U ₂₃ / R₂ = 66 / 10 = 6,6 А, I ₃ = U ₂₃ / R₃ = 66 / 15 = 4,4 А или, применяя первый закон Кирхгофа, получим

I ₃ = I - I ₂ = 11 - 6,6 = 4,4 А

5. Найдем общую мощность цепи:

Р = U ·I = 110 · 11 = 1210 Вт = 1,21 кВт

6. Определим расход энергии:

W = Р· t = 1,21 · 10 = 12,1 кВт ч ·

7. Выполним проверку решения задачи описанными ранее способами:

а) проверим баланс мощности

Р = Р₁ + Р₂ + Р₃ + Р₄ = I ² ₁ ·_·R₁ + I ² ₂ · R₂ + I ² ₃ ·R₃ + I ² ₄ ·R₄ =

11 ² · 3 +6,6² ·10 + 4,4² ·15 + 11 ² · 1 = 1210 Вт

б) для узловой точки а применим первый закон Кирхгофа:

I = I ₂ + I ₃ = 6,6 + 4,4 = 11

в) составим уравнение по второму закону Кирхгофа, обходя контур цепи по часовой стрелке,

U = U₁ + U₂₃ + U₄ = I · R₁ + I · R₂₃ + I · R₄

3.2 Указания к решению задачи 2

Решение этой задачи требует знания основных понятий об однофазном переменном токе, мгновенных и действующих значений токов, напряжений и ЭДС, периоде и частоте изменений переменных синусоидальных величин, начальной фазе и сдвиге фаз между током и напряжением . Необходимо также понимать физические процессы в неразветвленных цепях однофазного тока с последовательным соединением активного, индуктивного и емкостного сопротивлении, знать формулы для расчета таких цепей.

Индексы буквенных обозначений в задачах соответствуют индексам сопротивлений. Так, например Р _I – активная мощность первого сопротивления; U _А1 – напряжение на первом активном сопротивлении; U _L2 - напряжение на втором индуктивном сопротивлении и т. д.

Рассмотрим пример по расчету неразветвленных цепей переменного тока.

Задача

В неразветвленной цепи переменного тока с сопротивлениями (рисунок 14) R ₁ = R ₂ = 2 Ом, Х _L1 = 4 Ом , Х _L2 = 5 Ом, Х _С1 = 4 Ом,

Х _С2 =2 Ом, подведенное напряжение U = 220 В.

Рисунок 14

Определить: Z (полное сопротивление цепи), Сos φ, Sin φ, S, P

и Q (полную, активную и реактивную мощности), I (ток цепи). Построить в масштабе векторную диаграмму.

Решение

1. Находим полное сопротивление цепи

Z =

где R = R₁ + R₂ = 2 + 2 = 4 – арифметическая сумма всех активных сопротивлений, Ом;

Х _L = Х _L1 + Х _L2 = 4 + 5 = 9, X _C = X _C1 + X _C2 = 4 + 2 = 6 – арифметические суммы однотипных индуктивного и емкостного сопротивлений, Ом.

Подставляем полученные значения в формулу.

Z = = = 5 Ом

2. По закону Ома для цепи переменного тока определим ток в цепи:

I = U / Z = 220 / 5 = 44 А

3. Из треугольника сопротивлений следует: Сos φ = R / Z = 4 / 5 = 0,8 ;

Sin φ= =( 9 – 6) / 5 = 0,6

По таблицам тригонометрических величин найдем значения угла сдвига фаз: φ = 36⁰

4. Подсчитываем мощности:

полная мощность S = U· I = 220 · 44 = 9680 ВА = 9,6 кВА

активная Р = S ·Сos φ = 9680 · 0,8 = 7744 Вт =7,744 кВт

реактивная Q = S· Sin φ = 9680· 0,6 = 5808 вар = 5,808 кВАр

3.3 Указание к решению задачи 3

Для решения задачи 3 необходимо изучить тему «Трансформаторы» , знать устройство, принцип действия и работу однофазных трансформаторов. Уметь определять по техническим характеристикам (паспортным данным) электрические величины, характеризующие работу трансформатора в номинальном режиме и при работе с недогрузкой.

Номинальный режим. В этом режиме трансформатор загружен номинальной (полной) мощностью при номинальных напряжениях на первичном U_{1 ном} и вторичной U_{2 ном} обмотках трансформатора, S _ном = S_{1 ном} = S_2ном.

Ток вторичной обмотки определяют из формулы мощности.

S_2ном = U_2ном · I_{2 ном} → I_{2 ном} = S_2ном / U_2ном = S_ном / U_2ном

Ток в первичной обмотке подсчитывают аналогично:

S_{1 ном} = U_{1 ном} ·I_{1 ном} → I_{1 ном} = S_{1 ном} / U_{1 ном} = S_ном / U_{1 ном}

Активная мощность, отдаваемая вторичной обмоткой трансформатора приемнику энергии, зависит от коэффициента мощности потребителя Cosφ_2ном выражается формулой

Р_{2 ном} = S_2ном· Cosφ_2ном

При активной нагрузке, такой как лампы освещения, Cosφ = 1 и Р_{2 ном} = S_2ном

Активная мощность, потребляемая трансформатором из сети:

Р_{1 ном} = U_{1 ном} · I_{1 ном} ·Сos φ_{1 ном}.

Тогда коэффициент полезного действия

η= Р_{2 ном} / Р_{1 ном},

а потери мощности в трансформаторе ∑ Р = Р_{1 ном} - Р_{2 ном}.

Коэффициент трансформации k определяется отношением числа W₁ и W₂ или ЭДС самоиндукции Е₁ в первичной обмотке и взаимоиндукции Е₂ во вторичной

k = W₁ / W₂ = Е₁ / Е₂

При холостом ходе (нагрузка отключена) эти ЭДС почти равны напряжениям обмоток U_{1 х х} и U_{2 х х} . Значит, наиболее точная формула определения коэффициента трансформации по отношению напряжений холостого хода обмоток

k = U _{1х х} / U_{2 х х} .

Практически коэффициент трансформации подсчитывают приближенно отношением напряжений в любом режиме

k = U_{1 ном} / U_{2 ном} , или k = U₁ / U₂.

Допускаемая ошибка незначительна, т.к. напряжения нагруженного трансформатора немного отличаются от их значений в режиме холостого хода.

Принимая U_{2 ном} · I_{2 ном} = U_{1 ном} · I_{1 ном} получим U_{1 ном} / U_{2 ном} = I_2ном / I_1ном = k, т.е. коэффициент трансформации можно также определить отношением токов.

Неноминальный режим работы трансформатора.

Чаще всего мощность потребителя S₂ подключенная к вторичной обмотке трансформатора, меньше его номинальной мощности S _ном.

Отношение S₂ / S_1ном = k _нг называется коэффициентом нагрузки

В таком режиме S₂ = U₂ ·I₂→ I₂ = S₂ / U₂; S₁ = S₂ = U₁ · I₁ → I₁ = S₂ / U₁

Остальные обозначения и формулы такие же, как для номинального режима, но без индекса «ном».

Задача

Однофазный трансформатор питает пониженным напряжением лампы накаливания. Режим номинальный. Первичная обмотка трансформатора подключена к напряжению сети U₁ = 220 В, а вторичная – нагружена 20 лампами мощности по 50 Вт (рисунок 11). Напряжение на вторичной обмотке трансформатора U₂ = 12 В. Коэффициент полезного действия трансформатора η = 0,9. Число витков первичной обмотки W₁ = 400.

Определить:

1. Коэффициент трансформации трансформатора k;

2. Активную мощность Р₂ отдаваемую вторичной обмоткой трансформатора;

3. Активную мощность Р₁ потребляемую трансформатором из сети;

4. Токи первичной I₁ и вторичной I₂ обмоток трансформатора;

5. Число витков вторичной обмотки трансформатора.

Решение

1. Определим коэффициент трансформации: k = U₁ / U₂ = 220 / 12 = 18,33

2. Определим мощность, отдаваемую вторичной обмоткой трансформатора Р₂ зная число ламп n ламп и мощность каждой лампы Р ламп.

Р₂ =n· Р ламп = 20 · 50 = 1000 Вт

3. Зная КПД трансформатора, определим активную мощность, потребляемую из сети.

η = Р₂ /Р₁ → Р₁ =Р₂ /η =1000/0,9 = 1111 Вт

4. По формулам мощности, зная, что при активной нагрузке

Соs φ₁ = Сos φ₂ =1,

определим токи первичной I₁ и вторичной I₂ обмоток трансформатора:

Р₁ = U₁ I₁ Соs φ₁ → I₁ = Р₁ /(U₁ ·Сos φ₁) = 1111 / (220 · 1) = 5, 05 А

Р₂ = U₂ ·I₂ Соs φ₂ → I₂ = Р₂ /(U₂ ·Сos φ₂) = 1000 (12 ·1) = 83,3 А

5. Число витков вторичной обмотки трансформатора определим из формулы, округлив до целого числа:

k = W₁ / W₂ → W₂ = W₁ /k = 400 / 18.33 = 22

Задача

Однофазный трансформатор питает лампы накаливания. Коэффициент мощности нагрузки Сos φ₂ = 1. Вторичное напряжение U₂ = 24 В. Вторичная мощность Р₂ = 1,2 кВт. Коэффициент трансформации k = 16. Определить токи в первичной I₁ и вторичной I₂ обмотках. Режим неноминальный.

Решение

1.Ток во вторичной обмотке определим из формулы

Р₂ = U₂ · I₂ ·Сos φ₂ → I₂ =Р₂/(U₂ · Сos φ₂) = 1,2 · 1000 / 24 ·1 = 50 А

2. Ток I₁ определим из формулы коэффициента трансформации:

I₁ / I₂ = 1 / k , откуда I₁ = I₂ / k = 50 / 16 = 3,13 А.

Задача

Понижающий трансформатор, работая не в номинальном режиме, питает потребитель с активно – индуктивной нагрузкой Z (рисунок 24), полная мощность которого S₂ = 1000 ВА. Первичная обмотка трансформатора подключена к сети с напряжением U₁ = 400 В. Коэффициент трансформации k = 10 ; КПД трансформатора η = 0,95. Коэффициент мощности вторичной цепи Сos φ₂ = 0,95.

Рисунок 22

Решение

1. Вторичное напряжение определим из формулы коэффициента трансформации.

k = U₁ / U₂ → U₂ = U₁ / k = 400 / 10 = 40 В

2. Активную помощь Р₂ отдаваемую вторичной обмоткой трансформатора, определим по формуле Р₂ = S₂ ·Сos φ₂ = 1000 ·0,95 = 950 Вт.

3. Активную мощность Р₁ потребляемую трансформатором из сети, определим из формулы:

η = Р₂ / Р₁ → Р₁ = Р₂ /η = 950 / 0,95 = 1000 Вт = 1 к Вт

4. Ток I₂ вторичной обмотки трансформатора определиv из формулы полной мощности

S₂ = U₂ ·I₂ → I₂ = S₂ / U₂ = 1000 / 40 = 25 А

5. Ток I ₁ первичной обмотки трансформатора можно определить по двум формулам:

S₂ = U₁ ·I₁ → I₁ = S₂ / U₁ = 1000 / 400 = 25 А

k= I₂ /I₁ → I₁ = I₂ / k = 25 / 10 = 2,5 А

4 Экзаменационные вопросы

1. Определение и изображение электрического поля. Закон Кулона.

2. Напряженность электрического поля. Электрическое напряжение.

3. Электроизоляционные материалы.

4. Электрическая емкость. Плоский конденсатор. Соединение конденсаторов. Энергия электрического поля.

5. Преобразование электрической энергии в тепловую энергию.

6. Электрическая цепь, электрический ток, сила тока.

7. Проводниковые материалы. Зависимость сопротивления от температуры.

8. Закон Ома для участка и полной электрической цепи.

9. Способы соединения сопротивлений.

10. Законы Кирхгофа.

11. Электрическое сопротивление. Проводимость.

12. Энергия и мощность электрической цепи, их единицы измерения.

13. Магнитная индукция и магнитная проницаемость.

14. Магнитные материалы, применяемые в электрических приборах и машинах.

15. Действие магнитного поля на проводник с током.

16. Классификация измерительных приборов, классы точности.

17. Расширение пределов измерения приборов в цепях переменного и постоянного тока.

18. Измерение тока, напряжения, сопротивления.

19. Ваттметр, электрический счетчик, способ включения в цепь переменного тока.

20. Приборы электромагнитной системы ,устройство, принцип действия, достоинства и недостатки.

21. Приборы магнитоэлектрической системы, устройство, принцип действия, достоинства и недостатки.

22. Приборы электродинамической системы, устройство, принцип действия, достоинства и недостатки.

23. Получение однофазного переменного тока.

24. Переменный ток. Амплитудное, действующее и мгновенное значение величины переменного тока, период, частота, фаза, сдвиг фаз.

25. Цепь с последовательным соединением активного и индуктивного сопротивления.

26. Электрическая цепь с последовательным включением активного и емкостного сопротивления.

27. Цепь с последовательным соединением активного, индуктивного и емкостного сопротивлений. Условия резонанса напряжений.

28. Условия и принцип действия трехфазных синхронных электрических двигателей.

29. Треугольник сопротивления и мощности при последовательном соединении R,L,C.

30. Понятие об электроприводе, структурная схема. Режимы работы электродвигателей.

31. Электрическая цепь с параллельным включением активного, индуктивного и емкостного сопротивления. Резонанс токов.

32. Передача и распределение электрической энергии.

33. Активная, реактивная и полная мощность электрической цепи

34. Принципы получения трехфазной ЭДС

35. Транзистор. Устройство, назначение и принцип действия. Условное обозначение.

36. Соединение электроприемников в «звезду». Линейные, фазные токи и напряжения.

37.Двух – полупериодная схема выпрямления с использованием средней точки вторичной обмотки трансформатора.

38. Соединение электроприемноков в «треугольник». Линейные и фазные токи и напряжения.

39. Устройство и принцип действия трансформаторов и автотрансформаторов.

40. Электрическая схема реверсивного магнитного пускателя.

41. Источники света и осветительная аппаратура на строительной площадке

42. действие электрического тока на организм человека.

43. Виды электрической сварки.

44. Использование сварочных аппаратов в строительных технологиях..

45. Особенности работы электрооборудования грузоподъемных машин.

46. Простейшие схемы электроснабжения.

47. Защитное заземление и зануление.

48. Требования к крановым электродвигателям.

49. Классификация электрических машин.

50. Классификация электрических сетей.

51. Трансформаторные подстанции и особенности их размещения на строительной площадке.

5 Список рекомендуемой литературы

1. Зайцев В.Е. Нестерова Т.А. Электротехника. Электроснабжение, электротехнология и электрооборудование строительных площадок. М.: Мастерство, 2001.

2. Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. М.: Высшая школа, 1989.

3. Зайцев В.Е., Нестерова Т.А. «Задания на лабораторные работы по электронике». Смоленск, 1966.

4. Евдокимов Ф.Е. Общая электротехника. М.: Высшая школа.

5. Чикаев Д.С., Федуркина М.Д. Электрооборудование строительных машин и энергоснабжение строительных площадок.

6. Рабинович Э.А. Сборник задач по общей электротехнике. М.: Стройздат, 1981.