Индивидуальные задания выполняются и предоставляются на проверку преподавателю в соответствии с графиком изучения дисциплины

Индивидуальное домашнее задание состоит из ряда задач, охватывающих основные разделы курса. Количество и номера задач для выполнения уточняются преподавателем согласно учебному плану направления.

Приведены примеры решения типовых задач.

К каждой задаче дается таблица с численными данными на 20 вариантов. Номер варианта, выполняемого студентом, определяется по двум последним цифрам учебного шифра студента. Если число, образованное этими цифрами, больше 20, то из него следует вычесть 20 столько раз, чтобы в результате получилось число не превышающее 20. Оно и будет номером варианта.

Контрольную работу следует выполнять в отдельной тетради, на обложке которой указать: фамилию, имя и отчество, домашний адрес, номер учебного шифра, номер контрольной работы и номер варианта.

Задачи, входящие в контрольные работы, весьма разнообразны, поэтому можно предложить такие общие рекомендации к их решению и оформлению:

1. Уяснить содержание задачи, изобразить электрическую схему цепи, выписать заданные и искомые величины.

2. Проанализировать схему электрической цепи, то есть выяснить, сколько ветвей ( ), узлов ( ) и независимых контуров ( ) она содержит и определить возможности ее упрощения.

3. Разметить схему, т.е. обозначить ее узлы, показать заданные и принятые направления ЭДС, напряжений и токов. Индексы токов в ветвях рекомендуется выбирать такими же, как индексы у элементов данной ветви.

4. Выбрать способ решения задачи, если нет рекомендаций в условии. Предварительно ознакомиться с теорией по учебнику и методикой решения подобных задач по сборнику задач.

5. Во избежание ошибки при числовых расчетах все значения величин подставлять в формулы в основных единицах системы СИ (В, А, Ом, Ф, Гн и т.д.), для чего все производные единицы следует перевести в основные, например: 1 кВ = В; 1 мкФ = Ф; 1 мГн = Гн и т. д. Проанализировать в процессе решения задачи полученные результаты: реальны ли найденные значения величин (КПД меньше единицы, сопротивление положительно), возможны ли подобные режимы, правильны ли единицы полученных физических величин и др.

6. Проверить правильность полученных результатов каким-либо методом, например, решив задачу другим способом, составить баланс мощностей и т.п.

7. При чистовом оформлении контрольной работы текст, формулы и числовые расчеты вписывать четко и аккуратно, без помарок.

8. На каждой странице оставить поле шириной не менее 3 см.

9. При числовых расчетах рекомендуется придерживаться определенного порядка: искомая величина описывается формулой, затем подставить числовые значения величин, результат расчета (числовое значение) искомой величины и единица измерения. Расчеты выполнить до двух или трех значащих цифр.

10. Решение задачи обязательно сопровождать пояснениями, т. е. назвать законы, на основании которых составлены уравнения, смысл преобразований в схемах и формулах, последовательность действий, комментировать полученные результаты.

11. Электрические схемы чертить с помощью чертежных инструментов при соблюдении ГОСТов на условные графические изображения элементов этих схем (можно пользоваться изображениями элементов схем в приведенных ниже задачах). Следует строго придерживаться установленных буквенных обозначений электрических величин.

12. Графики представить выполненными аккуратно желательно на миллиметровой бумаге. Оси координат чертить сплошными линиями со стрелками на концах. Масштабы шкал по осям необходимо выбрать равномерными, начиная с нуля, таким образом, чтобы использовалась вся площадь координатной плоскости. Цифры шкал нанести слева от оси ординат и под осью абсцисс. Буквенное обозначение шкалы и единицу измерения величины записать над числами шкалы ординат и под осью абсцисс, справа от последнего числа шкалы.

13. Векторные диаграммы строят в масштабе, который указывается таким образом:

14. В конце контрольной работы поставить дату выполнения и подпись.

15. Если контрольная работа не зачтена или зачтена при условии внесения исправлений, то все необходимые поправки делают в конце работы в разделе ”Работа над ошибками”. Нельзя вносить какие-либо исправления в текст, расчеты или графики, просмотренные преподавателем.

16. В случае затруднений, возникающих при решении задач, которые не удается преодолеть с помощью учебной литературы, студент может обратиться в университет для получения устной или письменной консультации.

Контрольные задачи

Задача 1. В электрической цепи, схема которой изображена на рис.1.1-1.10 по заданным величинам сопротивлений резисторов и мощности , измеряемой ваттметром, определить токи во всех ветвях схемы и напряжение источника питания. Составить баланс мощности.

Номера	Данные к задаче 1
Вар.	Рис.	, Вт	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом
	1.1
	1.2
	1.3
	1.4
	1.5
	1.6
	1.7
	1.8
	1.9
	1.10
	1.1
	1.2
	1.3
	1.4
	1.5
	1.6
	1.7
	1.8
	1.9
	1.10

Задача 2.В электрической цепи, схема которой изображена на рис.2.1-2.20 известны параметры элементов цепи. К зажимам цепи приложено синусоидальное напряжение , изменяющееся с частотой Гц. Определить показания приборов: амперметра, вольтметра электромагнитной системы, ваттметра и коэффициент мощности на входе цепи.

Номера	Данные к задаче 2
Вар	Рис.	, В	, мкФ	, мкФ	, мкФ	, мГн	, мГн	, мГн	, Ом	, Ом	, Ом
	2.1			-	-	-		15,9
	2.2		-		-	15,9	-	15,9			-
	2.3		-	-		-	-	15,9
	2.4		-	-		15,9	15,9	-	-
	2.5				-	-	-	19,1		-
	2.6			-	-	-	-
	2.7		-	-		15,9		-	-
	2.8			-	-		-	63,7	-
	2.9		-			63,7	-	-	-
	2.10		-		-	-	-	19,1
	2.11		63,7	-		-	31,8	-	-	-
	2.12			-	-	-	38,2	-		-
	2.13		-	-		-	63,7	-		-
	2.14		-		-	-	-			-
	2.15		-	-			-	-			-
	2.16			-	-	-	-	38,2	-
	2.17		-		-	-	-	47,8			-
	2.18			-	-	-		-		-
	2.19			-	-	-		-			-
	2.20		-			-	-	38,2		-

Задача 3. Для электрической цепи, схема которой изображена на рис.3.1-3.3, по заданным параметрам = и линейному напряжению рассчитать фазные и линейные токи, фазные напряжения, активную и реактивную мощности симметричного трехфазного приемника. Определить фазные и линейные токи, ток в нейтральном проводе (для четырехпроводной схемы) и фазные напряжения для одного из несимметричных режимов цепи, указанных в примечании.

Построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений для симметричного режима.

Задача 4. Для электрической цепи, схема которой изображена на рис.3.1-3.3, по заданным параметрам = и линейному напряжению рассчитать фазные и линейные токи, фазные напряжения, активную и реактивную мощности симметричного приемника. Построить векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений.

Номера	Данные к задачам 3 и 4
Вариант	Рис.	Лин. напр ,В	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом	, Ом	Примечание
	3.1					6(инд)	6(инд)	6(инд)	Обрыв фазы "а"
	3.3					-	-	-	Обрыв фазы "bc"
	3.1					5(емк)	5(емк)	5(емк)	Кор.замык. ф "c"
	3.3					3(инд)	3(инд)	3(инд)	Обрыв лин. пров. "C"
	3.2		-	-	-	(емк)	(емк)	(емк)	Обрыв лин. пров. "А"
	3.3		-	-	-	(инд)	10 (инд)	10 (инд)	Обрыв лин. пров. "В"
	3.1					-	-	-	Кор.замык. ф. "а"
	3.3		-	-	-	(емк)	(емк)	(емк)	Обрыв лин. пров. "C"
	3.2					8(инд)	8(инд)	8(инд)	Кор.замык. ф. "В"
	3.3					(инд)	12 (инд)	12 (инд)	Обрыв лин. пров. "А"
	3.1					6(инд)	6(инд)	6(инд)	Кор.замык. ф. "В"
	3.3					-	-	-	Обрыв фазы "cа"
	3.2					(инд)	16 (инд)	16 (инд)	Обрыв лин. пров. "C"
	3.3					(емк)	(емк)	(емк)	Обрыв фазы "ав"
	3.2					(инд)	15 (инд)	15 (инд)	Обрыв лин. пров. "А"
	3.3					-	-	-	Обрыв фазы "вс"
	3.1		-	-	-	(емк)	(емк)	(емк)	Кор.замык. ф. "С"
	3.3		-	-	-	(емк)	(емк)	(емк)	Обрыв лин. пров. "В"
	3.1					(инд)	16 (инд)	16 (инд)	Кор.замык. ф. "С"
	3.2					(инд)	15 (инд)	15 (инд)	Обрыв фазы "В"

Задача 5. Подъемный электромагнит имеет магнитопровод и якорь прямоугольного сечения (рис. 5.1), выполненные из листовой электротехнической стали 1212 . Катушка электромагнита имеет витков. Воздушный зазор между стержнями и якорем электромагнита имеет длину мм. Определить величину тока в катушке для создания подъемной силы .

Данные к задаче 5
Вариант	с, см	w, витков	F, кН	Вариант	c, см	w, витков	F, кН
			1,5
	3,5				8,5
			2,5
	4,5				9,5
	5,5
					5,5		5,5
	6,5
					6,5
	7,5

Задача 6. Трехфазный трансформатор имеет номинальную мощность , первичное номинальное линейное напряжение , вторичное линейное напряжение холостого хода , напряжение % и мощность номинального короткого замыкания, мощность холостого хода . Ток холостого хода составляет k процентов от номинального тока. Определить коэффициент мощности холостого хода , сопротивления первичной и вторичной обмоток , , , , расчетные сопротивления , , . Построить внешнюю характеристику = ( ) и зависимость КПД от нагрузки = ( ) при = 0.25; 0.5; 0,75; 1,0; 1,25 и =0,8. Нарисовать Т-образную схему замещения трансформатора.

Примечание. Для построения внешней характеристики воспользоваться изменением вторичного напряжения:

%= ( + );

= (1- );

= ; = ;

; .

Данные к задаче 6
Вар-т	Группа соедин.	, кВА	, кВ	В	%,	, Вт	, Вт	k%
			6,3		5,0
			6,3		5,0
					5,0
					5,0
					5,0			7,5
					5,0
					5,0
					6,5			7,5
					5,5			6,6
					4,5
					4,7
					4,5
					4,5
					4,5			2,8
					4,7			2,8
					4,7			2,6
					4,5			2,4
					4,5			2,4
					4,5			2,3

Задача 7. Генератор независимого возбуждения имеет следующие номинальные данные: номинальная мощность , номинальное напряжение , сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии . Определить электромагнитную мощность генератора и относительное изменение напряжения на его зажимах при переходе от номинального режима к режиму холостого хода. Построить внешнюю характеристику генератора. Реакцией якоря и падением напряжения в контактах щеток пренебречь.

Указание. Ознакомиться с решением задачи 11.2 по [9, с.216-217], при этом следует помнить, что в генераторе с независимым возбуждением изменение нагрузки не оказывает влияния на магнитный поток.

Данные к задаче 7
Вар-т	, кВт	, В	, Ом	Вар-т	, кВт	, В	, Ом
			0,064				0,051
			0,041				0,017
	5,5		0.095				0,05
			0,051				0,096
	7,5		0,343		4,0		0,87
			0,042		3,0		1,6
	13,2		1,046				0,092
			0,106		2,5		1,47
			0,106				0,01
			0,085		1,25		2,72

Задача 8. Электродвигатель постоянного тока с параллельным возбуждением серии 2П характеризуется следующими номинальными величинами: номинальной мощностью ; номинальным напряжением ; частотой вращения якоря ; КПД ; сопротивлением цепи якоря ; сопротивлением цепи возбуждения . Определить: ток I, потребляемый электродвигателем из сети при номинальной нагрузке; номинальный момент на валу электродвигателя; пусковой момент при токе (без учета реакции якоря) и соответствующее сопротивление пускового реостата; частоту вращения якоря при токе якоря, равном номинальному, но при введении в цепь возбуждения добавочного сопротивления, увеличивающего заданное в условии задачи значение на 30%. Построить естественную механическую характеристику двигателя. Начертить схему включения двигателя.

Задача 9. Электродвигатель постоянного тока параллельного возбуждения имеет следующие номинальные величины: номинальную мощность на валу ; напряжение ; частоту вращения якоря ; КПД ; сопротивление цепи якоря ; сопротивление цепи возбуждения . Определить частоту вращения якоря при холостом ходе; частоту вращения якоря при номинальном моменте на валу двигателя и при включении в цепь якоря добавочного сопротивления, равного 3 . Построить естественную и реостатную (при в цепи якоря) механические характеристики n(M) электродвигателя. Нарисовать схему включения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.

Данные к задачам 8 и 9
Вариант	, кВт	, В	n, об/мин	, %	, Ом	, Ом
	1,0			71,5	0,6
	2,0				0,805
	5,3			79,5	0,46	96,3
	7,5				0,55	25, 6
				83,5	0,565	15,9
				82,5	0,042	72,5
					0,136	46,7
	5,2			81,5	0,26	72,5
				85,5	0,338
					0,036	49,2
				91,5	0,031	31,7
	3,0			87,5	0,125
	18,5				0,473	49,7
				87,5	0,237	38,6
					0,059	20,2
				89,5	0,0075	22,8
					0,0116	25,6
				89,5	0,026
				81,5	0,071
				89,5	0,185	40,6

Задача 10. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором питается от сети с линейным напряжением 380В частотой f=50Гц. Величины, характеризующие номинальный режим двигателя: мощность на валу ; скольжение ; коэффициент мощности ; КПД ; число пар полюсов p; кратности максимального и пускового моментов относительно номинального и . Определить ток, потребляемый двигателем из сети; частоту вращения ротора при номинальном режиме; номинальный, максимальный и пусковой моменты; критическое скольжение, пользуясь приближенной формулой ; величины моментов, используя эту формулу и частоты вращения ротора, соответствующие значениям скольжений: ; ; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0. Построить механическую характеристику n(M) электродвигателя.

Задача 11.Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет следующие величины, характерные для номинального режима: мощность на валу ; скольжение ; коэффициент мощности ; КПД ; число пар полюсов p; значения отношений начального пускового и максимального моментов и . Двигатель подключен к сети с линейным напряжением 220В частотой f = 50 Гц. Определить: ток, потребляемый двигателем из сети; номинальную частоту вращения ротора; номинальный, максимальный и пусковой моменты.

Данные к задачам 10 и 11
Вар-т	, кВт	, %		%	p
	0,75		0,87	5,9		2,2	2,0
	0,12		0,7	9,7		2,2	2,0
			0,9	2,3		2,3	1,7
			0,9	1,4		2,5	1,2
	0,25		0,65	9,0		2,2	2,0
	4,0		0,84	4,4		2,4	2,0
			0,9	2,0		2,3	1,4
			0,9	1,2		2,3	1,2
	0,18		0,62	11,5		2,2	2,2
	3,0		0,76	4,7		2,5	2,0
		90,5	0,9	2,1		2,4	1,3
			0,89	2,0		2,2	1,2
	0,55		0,65	9,0		1,7	1,6
	7,5		0,75	2,5		2,2	1,4
			0,81	1,8		2,1	1,3
			0,85	1,5		2,3	1,2
			0,78	1,7		1,8	1,0
		92,5	0,83	1,6		1,8	1,0
		90,5	0,75	2,5		1,8	1,0
		91,5	0 76	1,5		1,8	1,0

Задача 12. Производственный механизм приводится во вращение асинхронным двигателем. Изменение момента на валу двигателя за цикл работы производственного механизма изображается нагрузочной диаграммой на рис. 12.1. Синхронная частота вращения магнитного поля равна . Определить методом эквивалентных величин [2, с.228-231] расчетную мощность выбираемого двигателя. Выбрать типоразмер асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором для и по справочнику [13, с.27-72]. Проверить выбранный двигатель на перегрузочную способность и по пусковому моменту с учетом возможного понижения напряжения сети на 10%, т.е. и .