Методические указания к решению задач

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Институт электроэнергетики и информатики

Кафедра информационных технологий

ЗАДАНИЯ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»

И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ЕЕ ВЫПОЛНЕНИЯ

(ФГОС-2010)

для студентов заочной формы обучения

направления подготовки 230400.62 Информационные системы и технологии

профиля подготовки «Информационные технологии в медиаиндустрии»

Екатеринбург 2012

Задания к контрольной работе по дисциплине «Электротехника и электроника» и методические указания для ее выполнения. Екатеринбург, ФГАОУ ВПО «Рос. гос. проф.- пед. ун-т», 2012. 38 с.

Составитель зав. кафедрой информационных технологий, канд. пед. наук, доцент Прокубовская А.О.

Одобрены на заседании кафедры информационных технологий. Протокол от «__» ____________ 2012. № ____/14-10-11.

Заведующая кафедрой А.О. Прокубовская

Рекомендованы к печати методической комиссией Института электроэнергетики и информатики РГППУ. Протокол «__» ____________ 2012. № ____/14-10-11.

Зам. председателя методической

комиссии ЭлИн РГППУ А.А. Карпов

Введение

Дисциплина «Электротехника и электроника» основана на знаниях и умениях, сформированных в рамках дисциплин «Информатика», «Математика», «Физика», имеет практическую направленность и является базовой для всех дисциплин, изучающих электромагнитные явления в различных устройствах, способы их представления и анализа работы с использованием компьютеров.

Целью данной дисциплины является формирование у студентов представлений о теоретических и прикладных аспектах современной электротехники и электроники, а также навыков расчета, выбора и эксплуатации электротехнических, электронных и электромеханических устройств.

Дисциплина «Электротехника и электроника» относится к базовой части профессионального цикла. Целями ее изучения являются:

1) приобретение студентами знаний о моделях и способах моделировании технических (электронных) устройств;

2) формирование у студентов практических умений по моделированию технических (электронных) устройств и их анализу;

3) формирование у будущих бакалавров готовности к использованию информационных и коммуникационных технологий при построении и анализе моделей электронных устройств;

4) изучение передового опыта в области моделирования технических (электронных) устройств.

В контексте названных целей содержание данной учебной дисциплины сочетает в себе следующие три важнейших аспекта:

· мировоззренческий аспект, связанный в основном с формированием представлений о роли электротехники и электроники в современной науке и технике;

· методический аспект, касающийся формирования соответствующей компетенций у студентов;

· прикладной аспект, связанный с овладением студентами основными приемами компьютерного моделирования технических (электронных) устройств.

Дисциплина «Электротехника и электроника» связывает общую естественно-научную подготовку в области математики и физики с информационно-технологической.

Контрольные задачи

Задача 1

Для электрической цепи, показанной на рис. 1.1 – 1.10, составить систему уравнений, необходимых для определения токов по первому и второму законам Кирхгофа, определить токи во всех ветвях, пользуясь любым известным методом расчета электрических цепей постоянного тока. Правильность решения задачи проверить, составив уравнение баланса мощности. Исходные данные приведены в табл. 1.

Задача 2

На рис. 2.1 – 2.10 представлена сложная электрическая цепь однофазного синусоидального тока. Частота питающей сети 50 Гц. Параметры цепи указанны в табл. 2. Определить токи, напряжения, мощности на всех участках цепи. Построить в масштабе векторные диаграммы токов и напряжений. Правильность решения проверить, составив уравнения баланса активной, реактивной, полной мощностей.

Задача 3

Рассчитать линейную электрическую цепь с несинусоидальной ЭДС, изменяющейся по закону:

Данные для расчета и схема электрической цепи такие же, как в задаче 2 Амплитуда гармоники тройной частоты и постоянная составляющая определяются следующим образом:

По результатам расчета построить графики изменения токов в ветвях, определить полную, активную, реактивную мощности, мощность искажения цепи.

Рис. 1.1	Рис. 1.2.
Рис. 1.3	Рис. 1.4
Рис. 1.5	Рис. 1.6
Рис. 1.7	Рис. 1.8
Рис. 1.9	Рис. 1.10
Рис. 2.1	Рис. 2.2
Рис. 2.3	Рис. 2.4
Рис.2.5	Рис. 2.6
Рис. 2.7	Рис.2.8
Рис. 2.9	Рис. 2.10

Таблица 1

	№ Варианта			Рис.			E1, B		E2, B		E3, B			R1, Ом		R2, Ом			R3, Ом			R4, Ом			R5, Ом		R6, Ом
	1			1.1			34		27		37			8		3			12			14			17		2
	2			1.2			20		11		30			16		5			8			17			12		8
	3			1.3			23		31		15			13		11			9			10			18		9
	4			1.4			32		17		37			7		9			6			17			9		19
	5			1.5			15		14		11			5		12			1			15			5		3
	6			1.6			22		18		26			17		16			15			19			13		12
	7			1.7			39		31		24			7		5			19			3			1		11
	8			1.8			40		38		33			2		15			3			4			10		10
	9			1.9			29		39		14			1		5			9			8			8		11
	10			1.10			21		38		23			10		8			14			4			18		5
	11			1.1			26		14		31			14		19			12			16			12		8
	12			1.2			21		34		22			19		7			18			13			10		12
	13			1.3			18		22		21			5		4			19			9			12		18
	14			1.4			26		19		30			13		4			13			13			15		7
	15			1.5			34		29		18			12		12			11			18			18		7
	Продолжение таблицы 1
	№ Варианта			Рис.			E1, B		E2, B		E3, B			R1, Ом		R2, Ом			R3, Ом			R4, Ом			R5, Ом		R6, Ом
	16			1.6			13		25		13			20		14			12			15			8		10
	17			1.7			16		32		22			12		11			15			8			10		16
	18			1.8			35		27		24			11		13			6			18			18		16
	19			1.9			15		27		29			18		9			18			13			3		17
	20			1.10			40		27		16			18		15			15			16			12		10
	21			1.1			37		34		12			4		5			19			13			15		5
	22			1.2			36		35		36			8		17			3			12			13		2
	23			1.3			30		33		34			18		9			4			6			12		19
	24			1.4			13		11		27			10		8			17			10			9		14
	25			1.5			23		21		37			15		2			10			3			13		16
	26			1.6			38		38		28			17		3			16			1			7		11
	27			1.7			26		20		10			1		1			14			18			10		15
	28			1.8			21		33		12			5		20			20			6			10		9
	29			1.9			31		21		40			9		12			7			14			8		16
	30			1.10			27		29		23			6		9			19			11			1		19
	Продолжение таблицы 1
	№ Варианта			Рис.			E1, B		E2, B		E3, B			R1, Ом		R2, Ом			R3, Ом			R4, Ом			R5, Ом		R6, Ом
	31			1.1			28		37		30			4		8			6			15			5		20
	32			1.2			30		25		31			15		16			5			19			8		12
	33			1.3			20		10		12			2		7			4			11			13		1
	34			1.4			11		14		29			12		1			5			19			19		3
	35			1.5			16		35		27			5		2			11			16			1		9
	36			1.6			14		31		23			4		12			4			5			2		8
	37			1.7			29		26		35			15		8			15			19			5		15
	38			1.8			18		31		34			11		16			5			8			19		5
	39			1.9			18		11		20			13		8			12			3			6		8
	40			1.10			25		15		36			1		3			7			20			8		14
	41			1.1			29		28		24			7		20			11			13			9		2
	42			1.2			12		30		36			6		18			14			8			20		10
	43			1.3			28		31		16			17		1			6			13			6		6
	44			1.4			13		18		33			6		10			18			2			11		13
	45			1.5			32		35		27			19		19			3			5			10		7
	Продолжение таблицы 1
	№ Варианта			Рис.			E1, B		E2, B		E3, B			R1, Ом		R2, Ом			R3, Ом			R4, Ом			R5, Ом		R6, Ом
	46			1.6			24		30		20			16		4			5			10			14		10
	47			1.7			23		30		35			17		11			20			8			9		4
	48			1.8			31		14		38			2		16			19			12			14		19
	49			1.9			17		22		15			11		4			13			16			5		17
	50			1.10			17		39		31			11		11			12			1			16		17
		51			1.1			22		28		28			11		16			18			3			19		2
		52			1.2			37		22		20			5		13			5			10			7		14
		53			1.3			22		18		11			6		20			10			8			9		3
		54			1.4			11		21		25			16		16			9			6			14		13
		55			1.5			22		29		11			9		8			14			16			10		15
		56			1.6			26		36		26			13		11			7			2			17		12
		57			1.7			31		19		20			1		20			14			11			10		12
		58			1.8			19		39		40			7		18			12			3			19		15
		59			1.9			15		23		26			1		7			17			3			5		16
		60			1.10			23		29		21			1		10			8			9			3		9
		Продолжение таблицы 1
№ Варианта			Рис.			E1, B			E2, B		E3, B		R1, Ом			R2, Ом		R3, Ом			R4, Ом			R5, Ом			R6, Ом
		61			1.1			12		36		22			2		6			7			14			14		18
		62			1.2			34		23		29			14		10			13			10			15		14
		63			1.3			28		17		20			8		10			4			18			14		14
		64			1.4			29		27		33			20		7			13			19			16		17
		65			1.5			35		26		33			6		1			5			15			19		14
		66			1.6			15		26		27			18		7			12			19			8		16
		67			1.7			33		14		29			10		1			11			16			5		15
		68			1.8			21		29		37			19		10			16			1			18		14
		69			1.9			27		16		29			19		19			5			12			3		15
		70			1.10			37		29		20			15		20			19			3			17		20
		71			1.1			38		39		12			19		17			3			10			9		18
		72			1.2			34		37		27			9		7			12			3			10		10
		73			1.3			16		15		18			3		19			19			10			12		17
		74			1.4			21		38		37			12		6			15			4			5		20
		75			1.5			37		39		27			6		8			18			11			12		6
		Продолжение таблицы 1
	№ Варианта			Рис.			E1, B		E2, B		E3, B		R1, Ом			R2, Ом		R3, Ом			R4, Ом				R5, Ом		R6, Ом
		76			1.6			28		26		39			11		12			5			15			17		18
		77			1.7			30		35		10			19		8			2			15			16		19
		78			1.8			21		23		38			12		11			12			8			6		3
		79			1.9			25		10		11			12		13			8			11			8		10
		80			1.10			16		17		21			12		2			19			12			5		8
		81			1.1			24		22		17			11		16			18			3			13		19
		82			1.2			29		25		20			4		11			10			13			17		11
		83			1.3			28		12		34			19		4			19			19			2		6
		84			1.4			34		30		21			11		17			12			5			7		10
		85			1.5			30		35		32			4		4			19			5			2		2
		86			1.6			32		25		40			18		11			4			16			10		19
		87			1.7			39		30		38			20		6			6			7			9		17
		88			1.8			14		20		21			8		4			18			12			14		13
		89			1.9			12		18		16			18		15			7			4			11		5
		90			1.10			19		37		35			12		3			10			9			17		18
		Окончание таблицы 1
	№ Варианта		Рис.				E1, B		E2, B		E3, B		R1, Ом			R2, Ом		R3, Ом			R4, Ом				R5, Ом		R6, Ом
		91			1.1			32		39		11			8		11			20			19			15		12
		92			1.2			39		34		39			18		12			5			9			4		6
		93			1.3			33		20		17			20		5			6			2			11		17
		94			1.4			19		17		38			18		12			7			3			5		10
		95			1.5			39		35		10			5		9			4			8			14		10
		96			1.6			21		34		16			18		13			15			15			12		14
		97			1.7			29		12		16			13		8			15			10			2		2
		98			1.8			34		35		19			19		7			13			20			3		15
		99			1.9			24		14		26			13		14			13			15			16		12
		100			1.10			33		38		19			18		7			10			10			4		6

Таблица 2

№ Варианта		Рис.		E, B		R1, Ом		R2, Ом		R3, Ом		C1, мкФ		C2, мкФ		C3, мкФ		L1, мГн		L2, мГн		L3, мГн
1		2.1		248		109		256		171		44.00		—		35.72		—		460		—
2		2.2		160		265		251		223		—		34.28		—		528		483		582
3		2.3		137		248		192		185		—		15.19		—		605		—		387
4		2.4		123		109		277		—		—		—		12.30		644		376		—
5		2.5		107		109		—		143		—		49.25		20.32		615		—		462
6		2.6		112		240		167		—		35.81		16.51		—		—		—		444
7		2.7		190		184		188		174		20.03		—		—		—		592		590
8		2.8		188		240		223		173		—		—		35.07		439		—		—
9		2.9		203		119		175		230		—		—		31.53		—		588		—
10		2.10		136		—		131		—		21.51		33.36		—		—		—		373
11		2.1		149		103		299		149		17.96		—		15.02		—		462		—
12		2.2		217		275		151		244		—		28.32		—		428		433		649
13		2.3		201		155		289		110		—		23.14		—		543		—		381
14		2.4		201		160		179		—		—		—		48.47		483		362		—
15		2.5		136		132		—		132		—		20.36		44.63		392		—		414
Продолжение таблицы 2
№ Варианта		Рис.		E, B		R1, Ом		R2, Ом		R3, Ом		C1, мкФ		C2, мкФ		C3, мкФ		L1, мГн		L2, мГн		L3, мГн
16		2.6		216		217		195		—		30.87		24.83		—		—		—		504
17		2.7		157		256		270		164		42.43		—		—		—		551		352
18		2.8		132		287		268		216		—		—		31.95		522		—		—
19		2.9		113		162		235		122		—		—		34.72		—		334		—
20		2.10		159		—		247		—		44.82		21.05		—		—		—		532
21		2.1		126		271		298		199		39.33		—		37.71		—		535		—
22		2.2		121		295		186		258		—		30.31		—		503		325		589
23		2.3		225		189		275		200		—		33.92		—		319		—		619
24		2.4		140		244		116		—		—		—		44.11		319		633		—
25		2.5		138		103		—		146		—		32.65		28.61		534		—		600
26		2.6		141		124		214		—		16.21		25.57		—		—		—		566
27		2.7		216		151		154		282		36.24		—		—		—		362		642
28		2.8		130		149		112		137		—		—		38.45		560		—		—
29		2.9		196		176		220		164		—		—		10.71		—		390		—
30		2.10		242		—		138		—		33.83		26.63		—		—		—		601
Продолжение таблицы 2
№ Варианта		Рис.		E, B		R1, Ом		R2, Ом		R3, Ом		C1, мкФ		C2, мкФ		C3, мкФ		L1, мГн		L2, мГн		L3, мГн
31		2.1		230		169		151		271		40.00		—		21.50		—		359		—
32		2.2		167		279		142		291		—		10.54		—		323		535		472
33		2.3		237		109		144		231		—		43.02		—		359		—		615
34		2.4		174		177		124		—		—		—		48.17		530		307		—
35		2.5		248		267		—		111		—		12.86		31.75		450		—		578
36		2.6		123		265		208		—		23.12		40.27		—		—		—		612
37		2.7		193		281		123		279		40.96		—		—		—		377		406
38		2.8		156		292		169		223		—		—		41.54		479		—		—
39		2.9		236		130		168		267		—		—		29.62		—		545		—
40		2.10		249		—		184		—		23.29		42.90		—		—		—		577
41		2.1		110		145		147		177		25.05		—		38.27		—		444		—
42		2.2		228		192		192		186		—		39.35		—		635		301		333
43		2.3		147		149		221		160		—		17.72		—		630		—		462
44		2.4		193		115		225		—		—		—		14.16		371		584		—
45		2.5		223		117		—		266		—		38.04		19.58		616		—		413
	Продолжение таблицы 2
№ Варианта		Рис.		E, B		R1, Ом		R2, Ом		R3, Ом		C1, мкФ		C2, мкФ		C3, мкФ		L1, мГн		L2, мГн		L3, мГн
46		2.6		105		154		130		—		15.09		45.41		—		—		—		543
47		2.7		245		135		136		238		37.55		—		—		—		650		638
48		2.8		107		256		119		295		—		—		36.62		301		—		—
49		2.9		177		184		159		268		—		—		39.91		—		312		—
50		2.10		175		—		133		—		42.60		24.78		—		—		—		617
	51		2.1		124		227		170		238		30.10		—		34.95		—		325		—
	52		2.2		144		254		215		265		—		27.43		—		341		559		448
	53		2.3		148		142		144		247		—		15.88		—		432		—		491
	54		2.4		170		263		109		—		—		—		32.16		388		626		—
	55		2.5		161		199		—		278		—		11.59		23.89		434		—		630
	56		2.6		115		221		224		—		30.25		19.05		—		—		—		374
	57		2.7		226		153		234		127		11.47		—		—		—		573		318
	58		2.8		136		279		111		271		—		—		26.93		452		—		—
	59		2.9		147		130		112		268		—		—		12.35		—		504		—
	60		2.10		199		—		217		—		24.25		34.31		—		—		—		582
	Продолжение таблицы 2
№ Варианта		Рис.		E, B		R1, Ом		R2, Ом		R3, Ом		C1, мкФ		C2, мкФ		C3, мкФ		L1, мГн		L2, мГн		L3, мГн
	61		2.1		219		179		295		161		43.34		—		21.43		—		461		—
	62		2.2		195		140		118		271		—		33.44		—		512		345		370
	63		2.3		132		169		208		152		—		49.52		—		616		—		318
	64		2.4		141		146		265		—		—		—		12.01		623		569		—
	65		2.5		221		272		—		216		—		45.19		13.15		408		—		573
	66		2.6		167		297		201		—		48.62		25.37		—		—		—		603
	67		2.7		234		194		162		133		32.58		—		—		—		558		466
	68		2.8		216		256		267		283		—		—		36.66		571		—		—
	69		2.9		123		279		245		264		—		—		26.89		—		500		—
	70		2.10		233		—		200		—		46.92		46.52		—		—		—		462
	71		2.1		141		297		274		258		20.08		—		38.40		—		582		—
	72		2.2		109		155		294		131		—		27.37		—		363		521		428
	73		2.3		162		173		108		109		—		27.80		—		501		—		565
	74		2.4		161		253		292		—		—		—		31.87		621		485		—
	75		2.5		155		222		—		150		—		16.51		45.13		320		—		447
	Продолжение таблицы 2
№ Варианта		Рис.		E, B		R1, Ом		R2, Ом		R3, Ом		C1, мкФ		C2, мкФ		C3, мкФ		L1, мГн		L2, мГн		L3, мГн
	76		2.6		246		225		233		—		19.57		49.87		—		—		—		588
	77		2.7		225		293		127		114		43.99		—		—		—		381		468
	78		2.8		234		169		145		291		—		—		31.83		318		—		—
	79		2.9		115		131		113		253		—		—		35.97		—		462		—
	80		2.10		183		—		221		—		19.28		25.88		—		—		—		553
	81		2.1		170		288		149		244		41.70		—		11.25		—		615		—
	82		2.2		120		205		216		296		—		22.99		—		427		446		366
	83		2.3		243		145		160		284		—		41.34		—		303		—		414
	84		2.4		118		246		210		—		—		—		34.36		441		353		—
	85		2.5		231		141		—		177		—		26.08		37.32		397		—		415
	86		2.6		194		114		205		—		49.34		42.02		—		—		—		481
	87		2.7		227		239		108		128		20.59		—		—		—		566		351
	88		2.8		122		122		111		176		—		—		33.78		448		—		—
	89		2.9		232		209		173		228		—		—		12.69		—		391		—
	90		2.10		159		—		203		—		23.75		30.24		—		—		—		361
	Окончание таблицы 2
№ Варианта		Рис.		E, B		R1, Ом		R2, Ом		R3, Ом		C1, мкФ		C2, мкФ		C3, мкФ		L1, мГн		L2, мГн		L3, мГн
	91		2.1		141		289		187		192		12.53		—		28.80		—		446		—
	92		2.2		141		221		298		163		—		15.84		—		341		444		321
	93		2.3		186		200		117		186		—		41.20		—		558		—		528
	94		2.4		116		236		218		—		—		—		17.10		639		347		—
	95		2.5		175		199		—		226		—		26.31		40.80		584		—		387
	96		2.6		240		298		215		—		33.01		20.73		—		—		—		546
	97		2.7		189		147		171		164		24.59		—		—		—		402		643
	98		2.8		147		243		106		207		—		—		34.56		528		—		—
	99		2.9		102		294		160		190		—		—		25.00		—		319		—
	100		2.10		176		—		111		—		24.69		44.16		—		—		—		514

методические указания к решению задач

Задачи по расчету электрических цепей весьма разнообразны. Поэтому не представляется возможным предложить единую методику их решений, однако общие рекомендации одинаковы:

1. Уясните содержание задачи, изобразите ее электрическую схему, выпишите заданные и искомые величины.

2. Проанализируйте схему электрической цепи: выясните возможности ее упрощения и наглядного изображения, уясните, сколько ветвей, узлов и независимых контуров она содержит.

3. Разметьте схему, т.е. обозначьте все ее узлы, укажите заданные и принятые направления ЭДС, напряжений и токов. Индексы токов в ветвях рекомендуется выбирать такими же, как у элементов данной цепи.

4. Составьте план решения задачи.

5. Обязательно сопровождайте решение задачи пояснительным текстом, т.е. указывайте законы, на основании которых составлены уравнения, смысл преобразований в схемах и формулах, последовательность действий, комментируйте полученные результаты.

6. Во избежание ошибок при числовых расчетах все значения величин подставляйте в формулы в основных единицах СИ (В, А, Ом, Гн и т.д.), для чего все производные единицы следует перевести в основные, например: 1кВ = 10³ В, 1 мкФ = 10^-6 Ф и т.д.

7. Проанализируйте полученные в процессе решения результаты: реальны ли найденные значения величин, возможны ли полученные режимы, правильны ли единицы полученных физических величин.

8. Проверьте правильность полученных результатов каким-либо другим методом, например, решите задачу другим способом или составьте баланс мощностей.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 44; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!