Задачи для самоподготовки к экзаменам
Электротехника
Контрольное задание №2
с методическими указаниями и вопросами: для самопроверки, подготовки к экзаменам, типовыми текстовыми вопросами для подготовки к сдаче зачетов, допуска и защиты лабораторных и практических работ, для учащихся заочников 3 курса специальности: № 190304 «Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог»
(Локомотивы, вагоны)
Разработал: В.В Иванов преподаватель
«Красноярского техникума железнодорожного транспорта»
Красноярск 2011 г.
УДК 621.3
И 20
Рецензент:
А.А.Литвинцев, преподаватель КрИЖТ ИрГУПС
УДК 621.3
И 20
Иванов, В.В «Электротехника». Методические указания и практические задания для студентов дневного отделения образовательных учреждений среднего профессионального образования железнодорожного транспорта для специальности 190623 Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог.(Локомотивы, вагоны.)190701 Организация движения на железнодорожном транспорте. Базовый уровень среднего профессионального образования /В.В. Иванов ;КТЖТ КрИЖТ ИрГУПС. – Красноярск: КрИЖТ ИрГУПС, 2012.-55 с.
Рекомендовано к изданию методическим советам КрИЖТ
Печатается в авторской редакции
© В.В.Иванов,2012
© Красноярский институт железнодорожного транспорта, 2012
Пояснительная записка
Настоящая работа включает в себя задачи предусматривающие расчет однофазных, трёхфазных электрических цепей переменного тока, а также задачи, связанные с измерением мощности, энергии, определение параметров элементов электрических цепей
Учащимся необходимо составлять электрические схемы цепей к задачам по словесному описанию. При вычерчивании схем необходимо применять условные графические обозначения согласно ГОСТу, соблюдая ЕСКД ( Единую систему Конструкторской Документации)
Решение задач целесообразно выполнять по мере изучения теоретического материала и методических указаний, относящихся к данной задаче.
Методические указания у выполнению контрольной работы помещены в данной работе.
При выполнении контрольной работы необходимо:
- Аккуратно записать условия задачи;
- Вычерчивать схемы, к задачам применяя условия графические обозначения согласно ГОСТу, соблюдая ЕСКД (Единую систему конструкторской документации);
- Решения задач сопровождать краткими и четкими пояснениями;
- Размерность всех величин должна соответствовать международной системе единиц (М.С.Е.);
- Оставлять поля шириной 25-30 мм для замечания рецензента.
Задание на контрольную работу составлено в 50 вариантах. Вариант контрольной работы определяется двумя последними цифрами шифра учащегося, а номера задач варианта указаны в таблице вариантов
| Две последние цифры шрифта | № варианта | Номера задач | Две последние цифры шрифта | № варианта | Номера задач |
| 01 или 51 | 1,20,21,31,41,60 | 26 или 76 | 6,15,21,31,46,56 | ||
| 02 или 52 | 2,19,22,32,42,58 | 27 или 77 | 8,13,23,32,47,57 | ||
| 03 или 53 | 3,18,23,33,43,56 | 28 или 78 | 10,11,25,33,48,58 | ||
| 04 или 54 | 4,17,24,34,44,54 | 29 или 79 | 7,14,27,34,49,59 | ||
| 05 или 55 | 5,16,25,35,45,52 | 30 или 80 | 9,12,29,35,50,60 | ||
| 06 или 56 | 6,15,26,36,46,59 | 31 или 81 | 1,20,22,36,41,60 | ||
| 07 или 57 | 7,14,27,37,47,57 | 32 или 82 | 3,18,24,37,42,59 | ||
| 08 или 58 | 8,1328,38,48,55 | 33 или 83 | 5,16,26,38,43,58 | ||
| 09 или 59 | 9,12,29,39,49,53 | 34 или 84 | 7,14,28,39,44,57 | ||
| 10 или 60 | 10,11,30,40,50,51 | 35 или 85 | 9,12,30,32,45,56 | ||
| 11 или 61 | 1,20,21,40,50,60 | 36 или 86 | 2,19,30,33,46,55 | ||
| 12 или 62 | 2,19,22,39,49,59 | 37 или 87 | 4,17,28,34,47,54 | ||
| 13 или 63 | 3,18,23,38,48,58 | 38 или 88 | 6,15,26,48,53,36 | ||
| 14 или 64 | 4,17,24,37,47,57 | 39 или 89 | 8,13,24,49,52,37, | ||
| 15 или 65 | 5,16,25,36,46,56 | 40 или 90 | 10,11,22,50,51, | ||
| 16 или 66 | 6,15,26,35,45,55 | 41 или 91 | 10,11,29,35,50,51 | ||
| 17 или 67 | 7,14,27,34,44,54 | 42 или 92 | 8,13,27,36,49,52 | ||
| 18 или 68 | 8,13,28,33,43,53 | 43 или 93 | 6,15,25,37,48,53 | ||
| 19 или 69 | 9,12,29,32,42,52 | 44 или 94 | 4,17,23,32,47,54 | ||
| 20 или 70 | 10,11,30,31,41,51 | 45 или 95 | 2,19,21,33,46,55 | ||
| 21 или 71 | 1,20,21,40,41,51 | 46 или 96 | 1,20,21,34,45,56 | ||
| 22 или 72 | 2,19,22,39,42,52 | 47 или 97 | 3.18,23,35,44,57 | ||
| 23 или 73 | 3,18,23,38,43,53 | 48 или 98 | 5.16,25,36,43,58 | ||
| 24 или 74 | 4,17,24,37,44,54 | 49 или 99 | 7,14.27,32,42,59 | ||
| 25 или 75 | 5,16,25,36,45,55 | 50 или 00 | 9,12,29,31,41,60 |
Задача №1
Схема, потребляющая переменный ток I =10. А и активную мощность P= 1,2 кВт, имеет индуктивность L= 0,051 Гн. Частота f =50 Гц.
Начертите эквивалентную схему нагрузки. Определите напряжение U переменного тока, полное Z активное R и реактивное ХL сопротивление нагрузки, полную S и реактивную Q мощности и значение cos ϕ схемы
Начертите векторную диаграмму напряжений, выбрав самостоятельно масштаб mU . Вектор тока отложите горизонтально.
Составьте уравнения мгновенных значений тока и приложенного напряжения.
Задача №2
Прибор подключен к синусоидальному напряжение U= 30 В с частотой f = 50 Гц. Прибор потребляет полную мощность S= 180 В.А. Измерения показали, что прибор обладает индуктивностью L= 9,55 мГн.
Начертите эквивалентную схему нагрузки прибора. Определите I, активную P и реактивную Q мощности, потребляемые прибором, а также полное Z, активное R и реактивное ХL сопротивление прибора, вычислите его коэффициент мощности cos ϕ.
Начертите векторную диаграмму напряжения, выбрав самостоятельно масштаб mU. За основу возьмите вектор тока, отложив его горизонтально.
Составьте уравнения мгновенных значений тока и приложенного напряжения.
Задача №3
Электрическая схема подключена к синусоидальному изменяющемуся напряжению U= 25 В, имеющему частоту f= 50 Гц. Схема потребляет активную мощность P= 100 Вт и имеет коэффициент мощности cos ϕ= 0,8. В схеме отсутствуют емкостные элементы.
Начертите эквивалентную схему нагрузки, которой обладает электрическая схема. Определите значение тока I, реактивной Q и полной S мощностей потребляемых схемой. Вычислите полное Z, активное R и реактивное ХL сопротивления схемы, а также величину индуктивности.
Начертите векторную диаграмму напряжения, выбрав самостоятельно масштаб mu. За основу возьмите вектор тока, отложив горизонтально. Составьте уравнения мгновенных значений тока и приложенного напряжения.
Задача №4
Электрическая схема потребляет переменный ток I= 2 А и активную мощность Р= 48 кВт. Коэффициент мощности схемы cos ϕ = 0,8. Частота тока f= 50 Гц. В схеме отсутствуют емкостные элементы.
Начертите эквивалентную систему нагрузки, которой обладает электрическая схема. Определите приложенное напряжение U, полную S и реактивную Q мощности потребляемые схемой, а также полное Z активное R и реактивное ХL сопротивление схемы и её индуктивность L.
Начертите векторную диаграмму напряжений, выбрав самостоятельно масштаб mU. За основу возьмите вектор тока, отложив его горизонтально. Составьте уравнения мгновенных значений тока и приложенного напряжения.
Задача №5
Нагрузка, в которой отсутствуют емкостные элементы, имеющая коэффициент мощности cos ϕ= 0,8, подключена к источнику переменного тока с напряжением U= 20 В и частотой f= 50 Гц. Амперметр показал величину тока в цепи I= 4 А.
Начертите эквивалентную схему нагрузки. Определите полную S, активную Р и реактивную Q мощности, потребляемые нагрузкой, а также полное Z, активное R и реактивное ХL её сопротивление, вычислите величину индуктивности L нагрузки.
Начертите векторную диаграмму напряжений, выбрав самостоятельно масштаб mU. За основу возьмите вектор тока, отложив его горизонтально. Составьте уравнения мгновенных значений тока и приложенного напряжения.
Задача №6
Электрический прибор, обладающий индуктивностью L= 19,1 мГн и активным сопротивлением R= 8 Ом подключен к источнику синусоидального напряжения U= 20 В частотой f= 50 Гц.
Начертите эквивалентную схему прибора. Определите значения тока в цепи I, полной S, активной P, реактивной Q мощностей, а также полное Z, и реактивное ХL сопротивления прибора, вычислите его коэффициент мощности cos ϕ.
Начертите векторную диаграмму напряжений, выбрав самостоятельно масштаб mU. За основу возьмите вектор тока, отложив его горизонтально. Составьте уравнения мгновенных значений тока приложенного напряжения.
Задача №7
Электрический аппарат, обладающий индуктивностью L=25,5 мГн и активным сопротивлением R= 6 Ом подключен к источнику синусоидального напряжения частотой f= 50 Гц. Включенный в цепь амперметр показал ток I= 4А
Начертите эквивалентную схему нагрузки аппарата. Определите значения напряжения U источника, расход полной S, активной Р, реактивной Q мощностей, полной Z и индуктивное ХL сопротивления аппарата, а также его коэффициент мощности cos ϕ
Начертите векторную диаграмму напряжений, выбрав самостоятельно масштаб mU. За основу возьмите вектор тока,отложив его горизонтально. Составьте уравнения мгновенных значений тока и приложенного напряжения.
Задача №8
Электрическое устройство без емкостных элементов, подключено к источнику переменного тока с частотой / = 50 Гц. Включенные в цепь ваттметр и амперметр показали соответственно значения мощности Р = 200 Вт и тока / = 10 А. Вычислено также потребление устройством полной мощности S = 250 ВА.
Начертите эквивалентную схему нагрузки, которой обладает устройство. Определите значения напряжения U источника, расход реактивной Q мощности,
а также активной R, реактивное Xl сопротивления устройства, его индуктивность L и коэффициент мощности cos ср.
Начертите векторную диаграмму напряжений, выбрав самостоятельно выбрав самостоятельно масштаб lllv. За основу возьмите вектор тока, отложив его горизонтально. Составьте уравнения мгновенных значений тока и приложенного напряжения.
Задача №9
Катушка индуктивности ,обладающая активным сопротивлением R= 5 Ом и индуктивным ХL =12 Ом подключена к переменному напряжению частотой f= 50 Гц величиной U= 130 В
Начертите схему цепи. Определите полное сопротивление Z, индуктивность катушки L, силу тока в цепи I, коэффициент мощности cos ϕ, полную S, активную P и реактивную мощности Q, потребляемый цепью.
Постройте векторную диаграмму напряжений, выбрав применяемый масштаб mU . За основу возьмите вектор тока, отложив его горизонтально. Составьте уравнения мгновенных значений тока приложенного напряжения.
Задача № 10
По катушке индуктивности, подключенной к источнику переменного тока f= 50 Гц проходит ток I= 24 А. Реактивная мощность, потребляемая цепью Q= 3456 вар. Подключенный фазометр показывает = 0,8.
Начертите схему цепи. Определите напряжение цепи, полное сопротивление Z, активное R, и индуктивное XL. Вычислите величину индуктивности катушки , полную S и активную P мощности, расходуемые катушкой.
Постройте векторную диаграмму напряжений, выбрав применяемый масштаб mU . За основу возьмите вектор тока, отложив его горизонтально. Составьте уравнения мгновенных значений тока и приложенного напряжения.
Задачи №11-20
К катушке индуктивности, имеющей активное сопротивление R и, при фиксированном положении сердечника, индуктивность L подключен последовательно конденсатор ёмкостью С. Для контроля за состоянием элементов электрической цепи в неё включены приборы: ваттметр, показывающий расход активной мощности Р, фазометр, фиксирующий сдвиг фазы между напряжением U, подаваемый в цепь и током I, амперметр и два вольтметра, подключенные к зажимам катушки и конденсатора ( их показания соответственно UK и UС) . Начертите схему цепи с измерительными приборами. Используя данные таблицы 2 в графе, соответствующей номеру вашего варианта, рассчитайте аналитически недостающие в графе данные. Найдите значения параметра элемента цепи, указанного в примечании, при включении которого наступит резонанс напряжения. Параметры другого элемента остаются неизменными. Вычислите все величины, указанные в таблице, при условии резонанса напряжения. Сделайте вывод по результатам вычислений. Постройте векторную диаграмму напряжений дл обоих вариантов расчета, выбрав удобный масштаб mU. Cоставьте уравнения мгновенных значений тока и приложенного напряжения для варианта резонанса напряжения
Таблица 2
| № № | Элементы цепи | Заданные показания приборов | S | Z | Приме | |||||||||
| п/п | R | L | С | Р | cos ср | и | I | UK | Uc | / | Ом | чание | ||
| Ом | Гн | мкФ | Вт | В | А | В | в | Гц | вар | В.А. | ||||
| 0,19 | 106,1 | - | - | - | - | - | - | - | - | Изм-. емк. | ||||
| - | 0,095 | - | - | - | - | - | - | - | Изм. инд. | |||||
| - | - | - | - | - | - | - | - | Изм. емк. | ||||||
| 0,159 | - | - | - | - | - | - | - | - | Изм. инд. | |||||
| - | - | 159,2 960 | - | - | - | - | - | - | Изм. емк. | |||||
| - | 0,32 | 159,2 540 | - | - | - | - | Изм. емк. | |||||||
| - | - | - | Изм. инд. | |||||||||||
| - | - | - | - | - | Изм. инд. | |||||||||
| - | - | - | 0,6 | 266,6 - | - | Изм. емк. | ||||||||
| - | - | 79,6 320. | 0,8 | - | - | - | Изм. инд. |
Задачи №21-30
К прибору, обладающему активным сопротивлением Rпр и индуктивностью Lпр и зашунтированному конденсатором емкостью С, подведено переменное напряжение U с частотой f. В ветвях включены амперметры: последовательно с прибором (Iпр) и конденсатором (Ic) . В неразветвленной части цепи подключены: ваттметр (Р) и амперметр ( I )
Начертите схему электрической цепи с включенными в неё перечисленными выше приборами. Исходя из данных, указанных в таблице 3, графе, соответствующей номеру задачи, вычислите токи в ветвях, а затем графическим способом определите ток в неразветвленной части цепи. Результат подтвердите аналитическим расчетом, используя метод разложения токов на активную и реактивную составляющие. Вычислите полную S, реактивную Q и активнуюP мощности, расходуемые цепью, а также коэффициент мощности. Определите величину емкости шунтирующего прибор конденсатора, при которой наступит в цепи резонанс токов и вычислите для этого случая токи в ветвях и неразветвленной части цепи. Выбрав приемлемый масштаб mU, постройте для случая резонанса токов векторную диаграмму токов, взяв за основу вектор приложенного напряжения
| Таблица 3. | |||||
| №№ | Элементы цепи | Эл. параметры цепи | |||
| п/п | R | L | С | и | / |
| Ом | Гн | мкФ | В | Гц | |
| 21 | 16 | 0,038 | 318,5 | 80 | 50 |
| 22 ' | 32 | 0,076 | 79,6 | 120 | 50 |
| 0,204 | 53,07 | ||||
| 24 | 8 | 0,019 | 398 | 50 | 50 |
| 25 | 6 | 0,025 | 265,3 | 60 | 50 |
| 26 | 32 | 0,076 | 127,4 | 200 | 50 |
| 27 | 12 | 0,051 | 212,3 | 60 | 50 |
| 28 | 8 | 0,019 | 637 | 20 | 50 |
| ■а а | 0,025 0,013 | 318,5 637 | 20 40 | 50 50 |
Задачи № 31-35
Потребитель с равномерной активной нагрузкой фаз, соединенный звездой, подключен к трехфазной цепи переменного тока промышленной частоты с линейным напряжением UL . Ток потребителя I. Для измерения мощности потребителя используются два одинаковых ваттметра с ценой деления СР ( постоянная прибора). Измерительные приборы включены через измерительные трансформаторы напряжения (Ктн) и тока (Ктт)
Начертите схему измерения со включенными в неё через измерительные трансформаторы ваттметрами, амперметром и вольтметром, измеряющим линейное напряжение.
Определите:
1. Показания амперметра и вольтметра, а также на несколько делений ( αi и αU ) отклонились от стрелки
2. Показания ваттметров и число делений, на которые отклонились их стрелки
3. Мощность потребителя Р
Данные для своего варианта задачи возьмите в таблице 4
Таблица 4.
| Данные \ №№ задач | |||||
| Линейное напряжение Uл ,кВ | 5,4 | 6,0 | 9,5 | ||
| Ток потребителя Iп, А | |||||
| Измерит.тр-р,напряж Ктн | 6000/100 | 6000/100 | 10000/100 | 10000/100 | 10000/100 |
| Цена деления ваттметров Cp, Вт/дел | |||||
| Номин.ток амперметра IH, A | |||||
| Номин.напряж. вольтметра UH, B | |||||
| Число делений амперметра бHA | |||||
| Число делений вольтметра бHB |
Задачи № 36-40
Потребитель с равномерной нагрузкой фаз, соединенный треугольником, подключен к трёхфазной цепи переменного тока промышленной частоты.
Линейное напряжение сети Uл .Для измерения мощности потребителя используются два одинаковых одноэлементных ваттметра, включенных через измерительные трансформаторы напряжения (Ктн ) и тока (Ктт ). Показания ваттметров Р1 и Р2.
Начертите схему измерения.
Определите:
1. Активную мощность потребителя Р
2. Реактивную мощность потребителя Q
3. Полную мощность потребителя S
4. Коэффициент мощности потребителя cos ϕ
5. Линейный и фазный токи потребителя Iл , Iф
Данные для своего варианта задачи возьмите в таблице 5
Таблица 5
| Данные / №№ задач | |||||
| Линейное напряжение Uл , кВ | 9,5 | 5,2 | 5.4 | ||
| Измерит.тр-р,напряж Ктн | 10000/100 | 10000/100 | 10000/100 | 6000/100 | 6000/100 |
| Измерит.тр-р тока Ктт | 150/5 | 150/5 | 150/5 | 50/5 | 50/5 |
| Показание ваттметра Р1 , Вт | |||||
| Показание ваттметра Р2 ,Вт |
Задачи № 45-50
Предприятие потребляет активную мощность Р и питается от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением U. Коэффициент мощности потребителя – cos ϕ. Энергосистема установила предприятию оптимальной- cos ϕ1 и на предприятии для повышения коэффициента мощности нагрузки были установлены типовые конденсаторные батареи.
Начертите принципиальную схему включения нагрузки предприятия и конденсаторной батареи. Определите мощность питающего предприятие трансформатора по установки батарей конденсаторов, оптимальную реактивную мощность, необходимую мощность конденсаторной батареи.
С учетом нескомпенсированной реактивной мощности, определите необходимую мощность питающего трансформатора после компенсации
Вычислите расход тока предприятием до и после повышения коэффициента мощности
Исходные данные для решения задачи приведены в таблице 6, данные комплексных конденсаторных установок на номинальное напряжение 380 В приведены в таблице 7.
Таблица 6
| Исходные данные |      Номера задач  41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 |
| Напряжение, В | 380 380 380 380 380 380 380 380 380 380 |
| Мощность Р, кВт | 1200 1000 1500 2000 1800 1300 1400 2100 950 2200 |
| Cos ϕ | 0,943 0,928 0,913 0,955 0,891 0,955 0,928 0,928 0,858 0,928 |
| Cos ϕ1 | 0,968 0,955 0,943 0,978 0,929 0,98 0,955 0,98 0,891 0,971 |
Таблица 7
| Тип установки | Qд квар | Тип установки | Qд квар | Тип установки | Qд квар |
| УК-0,36-75 | УК-0,38-220Н | УК-0,38-330Н | |||
| УК-0,38-78 | УК-0,38-225 | УК-0,38-430Н | |||
| УК-0,38-110Н | УК-0,38-300Н | УК-0,38-450 | |||
| УК-0,38-150Н | УК-0,38-320Н | УК-0, 38-540Н |
Задача №51
Измерение активного сопротивления катушки выполнено косвенным методом при помощи амперметра и ваттметра. При этом были использованы: ваттметр типа Д- 307, имеющий предел измерения ( номинальную мощность ) Рн =1 кВт и класс точности ϒд = 1,5%; амперметр типа Э-379 с пределом измерения ( номинальным током) IH= 5 А и классом точности ϒд = 1,5%
Показание приборов: амперметра I- 2А , ваттметра Р= 500 Вт
Начертите схему измерения
Определите:
1. Величину активного сопротивления катушки Rк
2. Наибольшие возможные относительные погрешности измерения тока и измерения мощности ϒнвР
3. Наибольшую возможную относительную погрешность измерения сопротивления ϒнвР
4. Наибольшую абсолютную погрешность измерения сопротивления ∆Rнаиб
Задача № 52
Измерение активного среднего сопротивления проведено косвенным методом дважды по двум возможным схемам измерения ( с включением амперметра перед вольтметром и после вольтметра) . сопротивление амперметра RA = 1 Ома, сопротивление вольтметра Rv = 3 кОм. При включении амперметра перед вольтметром показания приборов были I1= 0,5 А, U1 = 24 В, при включении амперметра после вольтметра показания приборов стали: I2= 0,5 А, U2= 24,5 В
1. Определите сопротивления Rх' и Rх" приближенного по закону Ома для обоих вариантов схем измерения
2. Выберите верную схему измерения сопротивления косвенным методом, обосновав выбор расчетом и начертите эту схему. Укажите системы применяемых приборов
3. Определите точное значение измеряемого сопротивления Rx согласно выбранной схеме
4. Вычислите относительную погрешность измерения сопротивления ϒ, которая получилась бы при расчете сопротивления приближенного по закону Ома и применении неточной схему измерения
5. Укажите приборы, которые применяют для измерения сопротивлений
Задача № 53
Измерение емкости электроустановки проведено дважды при питании схемы измерения переменным током частотой f= 100 Гц.
Сначала без учета активного сопротивления емкость была определена по показаниям амперметра и вольтметра. При этом показания приборов были: I1= 0,88, I1= 7 В
Затем измерение было проведено точнее с учетом активного сопротивления. Для этого в схему был включен дополнительно ваттметр. Показания приборов при этом были:I2 =0,88, U2= 7В, P2=1,55 Вт
1. Начертите обе схемы измерения, укажите системы применяемых приборов
2. Определите значения измеренных емкостей С1 и С2 для каждой из схем
3. Вычислите относительную погрешность измерения ϒ, получившуюся при отсутствии учета активного сопротивления конденсатора
4. Укажите, какими ещё приборами может быть измерена емкость
Задача № 54
Измерение индуктивности катушки проведено дважды при питании схемы измерения переменным током частотой f = 200 Гц
Сначала без учета активного сопротивления катушки индуктивность была определена по показаниям амперметра и вольтметра. При этом показания были: I1 =1,75, U1 = 44 В
Затем измерение было проведено более точно с учетом активного сопротивления катушки. Для этого в схему был включен дополнительно ваттметр. Показания приборов при этом были: I2= 1,75 A, U2 = 44 B, P= 33,5 Вт
1. Начертите обе схемы измерения, укажите системы применяемых приборов
2. Определите значения измеренных индуктивностей L1 и L2 для каждой из схем
3. Вычислите относительную погрешность измерения ϒ, получившуюся при отсутствии учета активного сопротивления катушки
4. Укажите, какими ещё приборами может быть измерена индуктивность
Задача № 55.
Измерение взаимной индуктивности двух катушек выполнено методом последовательного соединения катушек с использованием амперметра, вольтметра и ваттметра. Питание схемы измерения осуществлялось от сети переменного тока частотой / = 50 Гц.
При согласованном включении катушек показания приборов были: /с = 3 A, Uc = 100 В, Рс = 90 Вт.
При встречном включении катушек показания приборов были: /в = 6,25 А, Ub= 100 В, Рв = 390 Вт.
1. Начертите обе схемы измерения, укажите системы применяемых приборов.
2. Определите:
а) общую индуктивность двух согласованно включенных катушек Lc;
б) общую индуктивность двух встречно включенных катушек Lb;
в) взаимную индуктивность катушек М.
3. Укажите, какими еще методами можно измерить взаимную индуктивность.
Задача № 56.
А. Сопротивление изоляции между двумя проводами воздушной линии было измерено с помощью одного вольтметра, рассчитанного на номинальное напряжение £Ун = 150 В и номинальный ток /н = 0,75 мА. Провода линии на противоположном конце были разомкнуты. Показание вольтметра при измерении напряжения между проводами А и В составило U\ = 110 В, а при включении вольтметра последовательно в цепь одного из проводов его показание стало
C/v = 40 В.
Б. Для измерения сопротивления изоляции между каждым проводом линии и землей использовался указанный выше вольтметр. Измеренное напряжение между проводами А и В составило U = 110 В, а напряжения между каждым проводом и землей соответственно равны Ua= 25 В, С/в = 20 В.
1. Начертите схему измерения для первого опыта и две необходимые схемы измерения для второго опыта.
2. Определите:
а) сопротивление Ry;
б) сопротивление изоляции между проводами Rx,
в) сопротивление изоляции Ra между проводом А и землей;
г) сопротивление изоляции Rb между проводом В и землей.
3. Укажите, какие приборы служат для непосредственного измерения сопротивления изоляции электроустановок.
Задача № 57.
Потребитель, подключенный fc однофазной цепи сети рассчитан на номинальное значение напряжения Uн = 380 В и номинальное значение тока /н = 80 А.
Необходимо измерить напряжение Ui, ток h, активную мощность Рi установки.
1.Начертите схему измерения.
2.Используя таблицы, приведенные в методических указаниях к задачам, выберите необходимые вольтметр, амперметр, ваттметр и измерительный трансформатор тока.
Определите:
а) ток установки Ii, если показания амперметра /а = 3,5 А;
б) активную мощность потребителя Pi, если показание ваттметра Pw = 1130 Вт;
в) коэффициент мощности установки cos ср;
г) какому классу точности будет удовлетворять трансформатор тока, если при классе точности 0,5% его номинальное сопротивление яа = 0,2 Ом, а при классе точности 1% номинальное сопротивление = 0,4 Ом.
Сопротивления обмотки амперметра za = 0,004 Ом, токовой обмотки
ваттметра zv = 0,02 Ом, переходное сопротивление контактов Zk = 0,1 Ом. Для присоединения приборов используется медный провод сечением 5 = 4 мм', расстояние от трансформатора тока до приборов I = 20 м.
Задача № 58.
Потребитель, подключенный к однофазной сети, рассчитан на максимальные значения напряжения LWc = 10 кВ и тока /макс = 280 А. Коэффициент мощности потребителя cos ср = 0,9.
Необходимо измерить напряжение U\, ток h и активную мощность потребителя Pi.
1.Начертите схему измерения.
2.Используя таблицы, приведенные в методических указаниях и задачам, выберите все необходимые электроизмерительные приборы и измерительные трансформаторы.
Определите:
а) ток установки Ii, если показание амперметра /а = 4 А;
б) напряжение установки U\, если показание вольтметра £Л = 98 В;
в) активную мощность потребителя по известным значениям I\, U\ и cos ср;
г) показания ваттметра в ваттах Pw;
д) постоянную ваттметра Ср и число делений шкалы а р, на которое отклонится стрелка ваттметра;
е) проверьте возможность подключения к измерительному трансформатору напряжения, имеющему номинальную мощность S* = 75 В А. при классе точности 0,5%, обмоток напряжения выбранных приборов, если мощности, потребляемые вольтметром и обмоткой напряжения ваттметра соответственно равны Sv = 2 В.А. и Sw - 2,5 В.А.
Задача № 59.
На однофазном индукционном счетчике типа СО написано: Uн = 220 В, /н =10 А, 1 кВт-ч = 2500 оборотов диска, класс точности уд = 2,5%.
При проверке счетчика на номинальном напряжении U= 220 В при токе / = 7,5 А и cos ср = 1, диск счетчика сделал N = 140 оборотов за время t = 120 с.Начертите схему включения в сеть однофазного индукционного счетчика и поясните обмотки счетчика, количество и назначение выводов от обмоток.
Определите:
1. Номинальную постоянную счетчика С»;
2. Действительную постоянную счетчика Сд;
3. Энергию, учтенную счетчиком Ww,
4. Энергию, действительно израсходованную в цепи, Жд;
5. Относительную погрешность счетчика yw.
Задача № 60.
На однофазном индукционном счетчике типа СО указано его номинальное передаточное число : 1 кВт-ч = 750 оборотов диска и класс точности уд = 2,5%.
Начертите схему включения в сеть однофазного индукционного счетчика и поясните обмотки счетчика, количество и назначение выводов от обмоток.
Определите:
1. Номинальную постоянную счетчика Сн;
2. Значение действительной постоянной счетчика Сд, при котором будет обеспечиваться класс точности счетчика уд = 2,5%.
3. Сколько оборотов N должен сделать диск счетчика за время t = 5 мин при неизменной активной мощности цепи Р = 500 Вт, чтобы относительная погрешность счетчика соответствовала его классу точности?
4. Энергию Wh, учтенную при TV оборотов диска счетчика;
5. Энергию Wд , действительно израсходованную в цепи за t = 5 минут.
Вопросы для самоподготовки к экзаменам:
1 Цепи переменного тока :параметры преобразования энергии.
2 Определение,уравнение мгновенных,амплитудных,действующих значений ЭДС напряжения тока.
3 Сдвиг фаз в цепях переменного тока.
4 Активная,реактивная энергия в цепях переменного тока.
5 Сопротивления в цепи переменного тока.
6 Мощности в цепях переменного тока.
7 Закон Ома для цепи переменного тока.
8 Поверхностный эффект.Польза,вред.
9 Фаза,начальная фаза,определения,схемы,векторные диаграммы.
10 Цепь переменного тока с активным сопротивлением.
11 Цепь переменного тока с индуктивностью.
12 цепь переменного тока с емкостью.
13 Цепь переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и индуктивности.
14 Резонанс напряжений.Условие создания,применение.
15 Цепь переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и емкости.
16 Общий случай расчета неразветвленной цепи переменного тока.
17 Симметричные,несимметричные потребители.
18 Назначение нейтрали(нуля).
19 Резонанс токов:условие создания,векторная диаграмма.
20 Коэффициент мощности,значение для энергетики,экологии.
21 Соединения потребителя треугольником.Определения,схемы,фазные,линейные напряжения,токи.
22 Расчет трехфазного потребителя:соединение треугольником при несимметричной нагрузке.
23 Преимущества трехфазной системы по сравнению с однофазной.
24 Вращающееся трехфазное магнитное поле.
25 Активные мощности в трехфазной системе.
26 Реактивные мощности в трехфазной системе.
27 Соединение генереторов,потребителей звездой.
28 Соединение генераторов,потребителей треугольников.
29 Расчет трехфазного потребителя:соединение треугольником при симметричной нагрузке.
30 Получение трехфазной симметричной системы.
31 Расчет трехфазного потребителя:соединение звездой,несимметричная нагрузка.
32 Расчет трехфазного потребителя:соединение звездой при симметричной нагрузке.
33 Действующее значение тока,напряжения в несинусоидальных цепях.
34 Реактивная мощность в несиносоидальных цепях