WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 |

«В. М. Прошин, Г. В. Ярочкина Сборник задач по электротехнике Рекомендовано Федеральным государственным учреждением Федеральный институт развития образования в качестве учебного ...»

-- [ Страница 1 ] --

НачальНое профессиоНальНое образоваНие

В. М. Прошин, Г. В. Ярочкина

Сборник задач

по электротехнике

Рекомендовано

Федеральным государственным учреждением

«Федеральный институт развития образования»

в качестве учебного пособия для использования

в учебном процессе образовательных учреждений,

реализующих программы Федерального государственного

образовательного стандарта начального

профессионального образования

Регистрационный номер рецензии 108 от 12 августа 2010 г. ФГУ «ФИРО»

4-е издание, стереотипное Москва Издательский центр «Академия»

2013 УДК 621.3(075.32) ББК 31.2я722 П 847 Рецензенты:

преподаватель спец. дисциплин ГОУ СПО СК № 41 Л. А. Кочеткова;

преподаватель высшей категории ПК № 13 Г. И. Никольская Прошин В. М.

П 847 Сборник задач по электротехнике: учеб. пособие для нач.

проф. образования / В. М. Прошин, Г. В. Ярочкина. — 4-е изд., стер. — М. : Издательский центр «Академия», 2013. — 128 с.

ISBN 978-5-4468-0025- Учебное пособие является частью учебно-методического комплекта по дисциплинам общепрофессионального цикла для технических профессий.

Каждая глава содержит краткие теоретические сведения по изучаемому материалу с необходимыми для расчета формулами. Кроме того, включены примеры решения типовых задач и анализ отдельных тестовых вопросов, задачи по каждой теме, часть из которых представлена в виде тестов.

Учебное пособие может быть использовано при изучении общепрофессиональной дисциплины «Электротехника» в соответствии с ФГОС НПО для технических профессий Для учащихся учреждений начального профессионального образования.

УДК 621.3(075.32) ББК 31.2я Оригинал-макет данного издания является собственностью Издательского центра «Академия», и его воспроизведение любым способом без согласия правообладателя запрещается Прошин В. М., Ярочкина Г. В., Образовательно-издательский центр «Академия», Оформление. Издательский центр «Академия», ISBN 978-5-4468-0025- Уважаемый читатель!

Данное учебное пособие является частью учебно-методического комплекта по профессиям технического профиля.

Учебное пособие предназначено для изучения общепрофессиональной дисциплины «Электротехника».

Учебно-методические комплекты нового поколения включают в себя традиционные и инновационные учебные материалы, позволяющие обеспечить изучение общеобразовательных и общепрофессиональных дисциплин и профессиональных модулей.

Каждый комплект содержит учебники и учебные пособия, средства обучения и контроля, необходимые для освоения общих и профессиональных компетенций, в том числе и с учетом требований работодателя.

Учебные издания дополняются электронными образовательными ресурсами. Электронные ресурсы содержат теоретические и практические модули с интерактивными упражнениями и тренажерами, мультимедийные объекты, ссылки на дополнительные материалы и ресурсы в Интернете. В них включен терминологический словарь и электронный журнал, в котором фиксируются основные параметры учебного процесса: время работы, результат выполнения контрольных и практических заданий. Электронные ресурсы легко встраиваются в учебный процесс и могут быть адаптированы к различным учебным программам.

Учебно-методический комплект разработан на основании Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования с учетом его профиля.

ПреДисловие Электротехника относится к тем дисциплинам, изучение которых помимо теоретических знаний требует больших практических навыков. Это, в первую очередь, лабораторные работы, выполняемые на специальном оборудовании в лаборатории электротехники в соответствии с разработанными методическими указаниями.

Это также практические занятия, направленные на изучение конкретного электротехнического устройства или оборудования, знакомство с его конструкцией, принципом действия, основными характеристиками. Кроме того, это задачи и вопросы, призванные использовать полученные теоретические сведения применительно к конкретным темам, разделам, элементам, устройствам. Наконец, это контрольные материалы, способствующие проверке знаний учащихся не только преподавателем, но и самими учащимися.

Задачи, предлагаемые для неэлектротехнических специальностей, отмечены *. Задачник составлен в первую очередь для учащихся и поэтому, чтобы не перегружать их, имеет ограниченный объем задач и вопросов по каждой теме для самостоятельного решения. В то же время в задачнике много внимания уделено решению типовых задач, что помогает учащимся представлять и понимать ход их решения или сформулировать ответ на вопросы, поставленные в последующих разделах. В качестве вопросов часто предлагается изобразить схему или конструкцию какого-либо устройства, пояснить принцип его действия, что позволяет проверить понимание учащимися принципиальных вопросов изучаемой темы.

В задачнике учтено, что основы электростатики подробно разбираются на уроках физики, и поэтому данный раздел здесь не представлен. Не включен также раздел, связанный с электроприводом, элементами автоматики и измерением неэлектрических величин электрическими методами, поскольку они подробно изучаются в курсе «Автоматизация производства», сопутствующем курсу «Электротехника». Вызвано это в первую очередь недостаточным числом часов по «Электротехнике» в учреждениях начального профессионального образования.



Каждая глава состоит из четырех разделов. Сначала приводятся основные определения, формулы и соотношения, позволяющие вспомнить учащимися пройденный материал и использовать эти сведения при решении задач или ответах на вопросы. Затем даются примеры решения типовых задач и анализ задач, сформулированных в виде вопросов и тестов с подробными пояснениями, помогающими понять алгоритм решения аналогичных задач, которые приведены в подразделе «Задачи и вопросы для самостоятельного решения». Там, где это необходимо, даны ответы на предлагаемые задачи.

В Приложениях 1 — 8 приводятся основные справочные данные, используемые при расчетах.

1.1. линейные Электрические цепи основные определения, формулы При расчетах электрических цепей на практике часто выражают сечение проводника, представляющее собой незначительную величину, не в метрах квадратных, а в миллиметрах квадратных.

ЭДС — электродвижущая сила; ЭЦ — электрическая цепь.

Плотность тока в проводнике, A/мм2: j = I/S, где I — сила тока в проводнике, А; S — сечение проводника, мм2.

Сопротивление проводника, Ом: R = l/S = l/(S), где — удельное сопротивление, Ом · мм2/м; — удельная проводимость, м/(Ом · мм2);

l — длина проводника, м; S — сечение проводника, мм2.

Проводимость проводника, См (сименс) — величина, обратная сопротивлению: G = 1/R.

Зависимость сопротивления проводника от температуры: R2 = = R1[1 + (T2 - T1)], где R1 и R2 — сопротивления проводника при температуре T1 и T2 соответственно; — температурный коэффициент, Ом/°С.

Закон Ома для электрической цепи: I = Е/(R + r0) и ветви: I = U/R, где Е — ЭДС, В; r0 — внутреннее сопротивление источника питания, Ом; U и R — соответственно напряжение и сопротивление ветви.

Первый закон Кирхгофа — алгебраическая сумма токов в узле равна нулю: I = 0.

Второй закон Кирхгофа — алгебраическая сумма ЭДС в замкнутом контуре равна алгебраической сумме падений напряжений:

Мощность, Вт, — это скорость, с которой совершается работа А, производимая электрическим током силой I при напряжении U за время t: Р = A/t = (UIt)/t = UI = U2/R = I 2R.

Баланс мощностей — электрическая мощность, вырабатываемая источниками, равна мощности, потребляемой нагрузкой и вспомогательными элементами: Рист = Рнагр + Рвсп.

Эквивалентное сопротивление электрической цепи при последовательном включении резисторов: Rэкв = Ri.

Эквивалентная проводимость (сопротивление) электрической цепи при параллельном включении резисторов: Gэкв = Gi (Rэкв = = 1/( 1/Ri)).

Эквивалентная ЭДС и внутреннее сопротивление при последовательном включении источников питания: Еэкв = Еi; r0экв = r0i.

Эквивалентная ЭДС и внутреннее сопротивление при параллельном включении источников питания: Еэкв = Е; r0экв = 1/( 1/r0i).

примеры решения типовых задач 1.1. Вычислить плотность тока в проводнике диаметром d = 1 мм, если сила тока I равна 10 А.

Решение. Определяем площадь сечения проводника Вычисляем плотность тока Ответ. Плотность тока в проводнике 12,7 А/мм2.

1.2. ЭДС источника питания электрической цепи равна 110 В, внутреннее сопротивление источника 2 Ом; амперметр, включенный последовательно с нагрузкой, показывает 5 А. Чему равно сопротивление нагрузки?

Решение. В соответствии с законом Ома для ЭЦ: I = Е/(R+r0) находим сопротивление R, равное сопротивлению нагрузки:

Ответ. Сопротивление нагрузки равно 20 Ом.

1.3. Вычислить ток, протекающий через электрическую лампу, и ее сопротивление в рабочем состоянии, если мощность лампы Р = 75 Вт, а напряжение U = 220 В.

Решение. Мощность лампы P = UI, откуда I = P/U = 75/220 = 0,34 А.

Сопротивление ее находим из закона Ома:

Ответ. Сопротивление лампы в рабочем состоянии — 647 Ом, ток через нее — 0,34 А.

1.4. Имеется разветвление, состоящее из четырех параллельно включенных резисторов с сопротивлениями соответственно: R1 = = 10 Ом, R2 = 5 Ом, R3 = 4 Ом, R4 = 8 Ом. Ток I, втекающий в точку разветвления (рис. 1.1), равен 20 А. Определить токи, протекающие в каждой ветви.

Решение. Вычислим эквивалентное сопротивление параллельно включенных резисторов:

Rэкв = 1/(1/R1+1/R2+1/R3+1/R4) = 1/(1/10+1/5+1/4+1/8) = 1,48 Ом.

Определим падение напряжения на Rэкв, создаваемое протекающим током:

Вычислим токи в каждой ветви в соответствии с законом Ома:

Проверим правильность расчетов, используя первый закон Кирхгофа:

Таким образом, сумма токов в узле с достаточной точностью равна нулю, т. е. задача решена верно.

Ответ. Токи в ветвях соответственно равны: 2,96 A; 5,92 A; 7,4 A;

3,7 A.

1.5. При протекании одного и того же тока по проводнику одного и того же сечения температура нагрева проводника круглого сечения выше, чем квадратного. Почему?

Решение. Проводник нагревается до тех пор, пока не наступит равновесие между количеством теплоты, подводимой к проводнику, и количеством теплоты, отводимой через внешнюю поверхность.

Количество подводимой теплоты определяется сечением проводника, по которому течет ток. Для круглого сечения — Sкр = d2/4, для квадратного со стороной Х — Sкв = Х2. Поскольку Sкр = Sкв, то Х = Отводимая теплота определяется внешней поверхностью проводника и при длине Таким образом, поверхность охлаждеРис. 1.1. К задаче 1.4 ния проводника с квадратным сечением на 13 % больше, чем с круглым. А это значит, что проводник с квадратным сечением будет нагреваться меньше, чем с круглым.

Ответ. Проводник с квадратным сечением нагревается меньше, так как площадь его охлаждения больше, чем у проводника с круглым сечением.

1.6. Для простой ЭЦ с несколькими источниками питания и смешанным включением приемников (рис. 1.2) известны ЭДС и внутренние сопротивления источников, а также сопротивления приемников: Е1 = Е2 = Е3 = Е4 = Е0 = 4,5 В; r01 = r02 = r03 = r04 = r0 = 1 Ом; R1 = = 20 Ом, R2 = 40 Ом, R3 = 60 Ом.

Определить силу тока в ветвях (I1, I2, I3) и падения напряжений на каждом элементе цепи (U1, U2, U3, Ur0э). Проверить правильность расчетов, составив уравнение баланса мощностей.

Алгоритм расчета Вычисляем:



Pages:     || 2 |

Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Учреждение образования БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра электротехники ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ МИНСК 2007 УДК 621.3 + 621.38] (07) ББК 31.2 я7 + 32.85 я7 Э 45 Методические указания к лабораторным занятиям по дисциплине Электротехника и электроника рассмотрены на заседании методической комиссии агроэнергетического факультета и рекомендованы к...»

«Высшее профессиональное образование БакалаВриат Ю. Г. Подкин, т. Г. ЧикуроВ, Ю. В. данилоВ электротехника и электроника В дВух томах Под редакцией Ю. Г. Подкина том 1 электротехника Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по образованию в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению Конструирование и технология электронных средств УДК...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра электроснабжения и электротехники УТВЕРЖДАЮ: Председатель методической комиссии энергетического факультета В.В.Федчишин “12” сентября 2011г ПРОГРАММА И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по прохождению научно-исследовательской практики для магистрантов Направление подготовки: 140400.68 Электроэнергетика и электротехника Магистерская программа: Энергоэффективность, энергоаудит и управление...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ И ПИЩЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Н.А. Афанасьева, Л.П. Булат Второе издание, переработанное и дополненное ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА Учебное пособие Допущено Научно-методическим советом Минобразования и науки РФ по электротехнике и электронике в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлениям...»

«2163 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра электрооборудования ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторной работе № 9 по курсу Электротехника и электроника Для студентов неэлектротехнических специальностей Составители: А. А. Красичков, Е. В. Чуркина Издательство ЛГТУ УДК 621.31 (07) К...»

«Федеральное агентство по образованию _ Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет ЛЭТИ Курсовое программирование на С++ Методические указания к курсовой работе Санкт-Петербург Издательство СПбГЭТУ ЛЭТИ 2006 Федеральное агентство по образованию _ Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет ЛЭТИ Курсовое программирование на С++ Методические указания к курсовой работе Санкт-Петербург Издательство СПбГЭТУ ЛЭТИ 2006 УДК 681.3.016 (018) Курсовое...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Южно-Уральский государственный университет Кафедра электротехники 621.38(07) Б834 Бородянко В.Н. ЭЛЕКТРОНИКА Лабораторные работы Челябинск Издательство ЮУрГУ 2009 УДК 621.38(075.8) Одобрено учебно-методической комиссией энергетического факультета Рецензент А.И. Школьников Бородянко В.Н. Электроника. Лабораторные работы: Методические указания к проведению лабораторных работ. – Челябинск: Изд-во Б834 ЮУрГУ,...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный архитектурно-строительный университет СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА Методические указания к лабораторной работе № 2 Составитель Э.С. Астапенко Томск 2012 Система автоматического регулирования напряжения генератора: методические указания / Сост. Э.С. Астапенко. – Томск: Изд-во Том. гос....»

«МПС СССР ВСЕСОЮ ЗНЫ Й ЗАОЧНЫ Й ИНСТИТУТ И Н Ж ЕН ЕРО В Ж Е Л Е ЗН О Д О РО Ж Н О ГО ТРАНСПОРТА ПОДЛЕЖИТ ВОЗВРАТУ Одобрено кафедрой Электротехники ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ Задание на контрольную работу № 1 с методическими указаниями для студентов III курса специальностей ЭЛЕКТРИФИКАЦИЯ Ж ЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА И АВТОМАТИКА, ТЕЛЕМЕХАНИКА И СВЯЗЬ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖ НОМ ТРАНСПОРТЕ М о с к в а — ВВЕДЕНИЕ В современном представлении метрология является н а у ­ кой об измерениях,...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Оренбургский государственный университет Н.Г. Семенова, Н.Ю. Ушакова, Н.И. Доброжанова ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ К ЛАБОРАТОРНОМУ ПРАКТИКУМУ. Часть 1 Рекомендовано Ученым советом федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Оренбургский государственный...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.