Цепи постоянного тока. Основные методы расчета
Федеральное агентство по образованию РФ
Государственное образовательное учреждение
профессионального высшего образования
Волгоградский государственный архитектурно-строительный
университет
Кафедра энергоснабжения и теплотехники
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
В ЗАДАЧАХ И ПРИМЕРАХ
Учебно-методические указания к изучению курса и расчёту задач
Волгоград 2007
УДК 621.38 (076.5)
Электротехника и электроника в задачах и примерах:
учебно-методические указания к изучению дисциплины и расчёту задач /
сост. В.Н.Злобин, А.С. Кудашев, В.В. Лукин, М.А. Першина;
ВолгГАСУ. — Волгоград,2007. 41 с.
Указан перечень разделов и тем для изучения дисциплины «Электротехника и электроника». Представлены общие методические указания по изучению этой дисциплины, вопросы для самопроверки знаний по отдельным темам, методические рекомендации по решению задач и выполнению контрольных работ, требования к их оформлению. Приведены примеры расчётов одного варианта задач по дисциплине «Электротехника и электроника», которые должны помочь студентам в их самостоятельной работе над дисциплиной и при расчёте домашних заданий. В приложении приведены необходимые для расчётов табличные данные. Библиографический список содержит современную справочную литературу, необходимую для использования в расчётах задач, а также при курсовом и дипломном проектировании.
|
|
|
Для студентов специальности «Энергообеспечение предприятий» (направление подготовки дипломированного специалиста 650800 «Теплоэнергетика») различных форм обучения, а также могут быть полезны студентам других специальностей.
Табл.11 Ил.17 Библиогр. 20 назв. Прил.5
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»
1. Изучение дисциплины связано с некоторыми трудностями, поскольку о процессах, происходящих в различных электрических цепях и устройствах, можно судить только по наблюдениям за показаниями измерительных приборов. Теория этих процессов излагается на математической основе, следовательно, изучение курса требует от студента умения свободно пользоваться математическим аппаратом. Для успешного овладения курсом требуются также знания физики, особенно по разделу «Электричество».
2. Изучение дисциплины должно вестись систематически и сопровождаться составлением подробного конспекта. В конспект рекомендуется включать все виды учебной работы: лекции, самостоятельную проработку учебников, решение задач, лабораторный практикум, ответы на вопросы самопроверки.
|
|
|
3. После прочтения какого-либо раздела по учебникам или конспекту лекции рекомендуется воспроизвести в памяти и записать в тетрадь определения, выводы формул, начертить схемы, графики и ответить на вопросы для самопроверки. Такой метод даст возможность проверить усвоение материала и запомнить основные элементы прочитанного. Систематическое накопление записей приводит, в конечном счете, к составлению конспекта всего курса.
4. После усвоения теории по одной теме, нужно разобрать (по задачникам, указанным в списке литературы или другим) решения задач, относящихся к этой теме, и самостоятельно решить несколько задач. Решение задач способствует лучшему пониманию и закреплению теоретических знаний. Контрольные работы служат для этой же цели. Их следует рассматривать не как дополнительную нагрузку, а как одну из форм изучения и повторения курса. Правильное решение задач контрольных работ является критерием степени усвоения материала студентом.
5. Такую же цель, но в ином плане, преследуют лабораторные занятия. Проводимые в электротехнической лаборатории несложные исследования дают возможность непосредственно наблюдать явления и процессы, теория которых излагается в учебниках и на лекциях. Поэтому студент должен активно участвовать в выполнении всех лабораторных работ.
|
|
|
6. При изучении теории электрических цепей, электромагнитных устройств и электрических машин, элементной базы современных электронных устройств и самих этих устройств, а также методов решения задач главное внимание следует уделять разбору происходящих в них физических процессов.
Простое запоминание формул, характеристик, уравнений, схем недостаточно для понимания происходящих в цепях и устройствах явлений.
7. Следует иметь в виду, что все темы изучаемой дисциплины являются в равной мере важными, и нет таких тем и вопросов, которыми можно пре-небречь. Как и в любой другой науке, нельзя приступать к изучению после-дующих глав, не усвоив предыдущих. Теоретический материал каждой темы имеет существенное практическое значение.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
Цепи постоянного тока. Основные методы расчета
1. Какое соединение называется последовательным, параллельным, сме-шанным, треугольником, звездой? 2. Начертите схему электрической цепи, состоящей из источника питания, потребителя (не содержащего ЭДС) и соединительных проводов. Обозначьте элементы схемы и напишите выражение закона Ома для всей цепи. 3. Напишите закон Ома для участка цепи, содержащего только приемник энергии (пассивный). 4. Сформулируйте законы Кирхгофа и запишите их выражения. 5.Выведите выражение для эквивалентного сопротивления участка цепи, состоящего из нескольких параллельно соединенных сопротивлений. 6. Напишите выражение для эквивалентного сопротивления двух параллельно соединенных резисторов. 7. Сформулируйте определения понятий линейной и нелинейной цепей постоянного тока. 8. Начертите вольтамперную характеристику линейного и какого-нибудь нелинейного элементов. 9. Изложите сущность методов расчета электрических цепей с несколькими источниками: методы непосредственного применения законов Кирхгофа, контурных токов и узлового напряжения. 10. На чем основывается метод наложения? Как производится расчет цепи по этому методу?
|
|
|
Однофазные цепи
1. Что называют мгновенным, амплитудным, средним и действующим значениями напряжения и тока? 2. Дайте определение периода и частоты переменного тока и укажите, в каких единицах их измеряют. 3. Как выражается зависимость частоты переменного тока от числа пар полюсов и частоты вращения генератора?
4. Как можно изобразить (задать) синусоидальные величины? 5. Начертите векторную диаграмму, а также временные графики тока, напряжения и мощности цепи с активным сопротивлением. 6. Объясните природу индуктивного сопротивления в цепи при переменном токе. 7. Начертите векторную диаграмму, а также временные графики тока, напряжения и мощности цепи с активным и индуктивным сопротивлениями. 8. Начертите треугольники напряжений, сопротивлений и мощностей для цепи с активным и индуктивным сопротивлениями. 9. Дайте определение активной, реактивной и полной мощности, в каких единицах они измеряются?
10. Начертите векторную диаграмму тока и напряжений неразветвленной цепи с активным, индуктивным и емкостным сопротивлениями. 11. Укажите условия возникновения резонанса напряжений. 12. Начертите векторную диаграмму напряжения и токов разветвленной цепи.
Трехфазные цепи
1.Перечислите преимущества трехфазных установок перед однофазными.
2. Начертите схемы соединений генераторов (трансформаторов) и потре-бителей переменного тока звездой и треугольником, указав при этом фазные и линейные токи и напряжения. 3. Напишите соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями при соединении симметричной нагрузки звездой и треугольником. 4. Для каких целей применяется четырехпроводная трехфазная система и каково назначение нейтрального провода? 5. Можно ли ставить предохранитель в нейтральном проводе? 6. Начертите векторные диаграммы напряжений и токов при соединении звездой и треугольником в случае симметричной нагрузки. 7. Какими формулами выражается мощность трехфазной цепи? 8. Можно ли обмотки трехфазного электродвигателя переключить со звезды на треугольник, и при каком условии?
Магнитные цепи
1. Что такое магнитный поток, магнитная индукция, напряженность маг-нитного поля и в каких единицах они измеряются? 2. Какой зависимостью характеризуются свойства ферромагнитных материалов? В какой форме она задается? 3. Начертите петлю гистерезиса ферромагнитного материала и обо-значьте на ней характерные точки: остаточной магнитной индукции, коэрци-тивной силы. 4. Сформулируйте закон полного тока и поясните его применение при расчете. 5. Начертите схему неразветвленной магнитной цепи с воздушным зазором в ферромагнитном сердечнике. Напишите для нее закон полного тока. 6. Прямая и обратная задачи расчета указанной выше цепи. Способы расчета. 7.Выведите закон Ома для магнитной цепи. Почему это выражение не может быть непосредственно использовано для расчета магнитной цепи? 8. Изложите метод расчета симметричной разветвленной магнитной цепи.
Трансформаторы
1. Назначение и принцип работы трансформатора. Может ли работать трансформатор на постоянном токе? 2. Напишите выражения для действующих значений ЭДС, наводимых в первичной и вторичной обмотках трансформатора основным магнитным потоком. 3. Назовите режимы работы трансформатора. Для чего предназначен опыт холостого хода трансформатора? 4. Что называют коэффициентом трансформации трансформатора? 5. Напишите уравнение магнитодвижущих сил в трансформаторе. 6. Напишите уравнение токов трансформатора и объясните физический смысл составляющих первичного тока. 7. Объясните, почему магнитный поток трансформатора практически не зависит от нагрузки.
8. Напишите уравнения напряжений (уравнения электрического состояния) для первичной и вторичной обмоток и объясните смысл каждого из членов этих уравнений. 9. С какой целью проводят опыт короткого замыкания трансформатора? 10. Что называется процентным изменением напряжения трансформатора? 11. Какие потери в трансформаторе являются постоянными и какие — переменными? 12. Напишите общее выражение для КПД трансформатора с учетом коэффициента нагрузки. 13. Как устроен трехфазный трансформатор? 14. Перечислите номинальные параметры силовых трансформаторов.
Асинхронные машины
1. Объясните принцип действия асинхронного двигателя. 2. Как образуется вращающееся магнитное поле в асинхронном двигателе? Основные условия его получения. 3. Какой формулой выражается зависимость частоты вращения магнитного поля статора асинхронного двигателя от числа пар полюсов и частоты напряжения сети? 4. Что называется скольжением в асинхронном двигателе? Как изменяется скольжение? 5. Как осуществить изменение направления вращения ротора асинхронного двигателя (реверси-рование)? 6. Почему ротор асинхронного двигателя вращается с частотой, меньшей частоты вращения магнитного поля статора? 7. От каких величин зависит вращающий момент асинхронного двигателя? 8. Изобразите меха-ническую характеристику асинхронного двигателя. Какая её часть со-ответствует устойчивой работе двигателя, а какая — неустойчивой? 9. Каков КПД современных асинхронных двигателей? 10. Как изменяется КПД асинхронного двигателя при переходе от холостого хода к полной нагрузке?
11. Как изменяется коэффициент мощности асинхронного двигателя при изменении нагрузки? 12. Какие существуют пути уменьшения пускового тока в асинхронных двигателях? 13. Перечислите возможные способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей. Какой из них наиболее перспективный? 14. Перечислите номинальные параметры асинхронных двигателей.
Синхронные машины
1.Изложите устройство синхронной машины. 2. Принцип действия син-хронного двигателя. 3. Какие частоты вращения может иметь ротор син-хронного двигателя при частоте напряжения сети 50 Гц в зависимости от числа пар полюсов статора? 4. В чем проблема пуска синхронных двигателей? Как осуществляется пуск синхронных двигателей? 5. Объясните явление выпадения из синхронизма синхронного двигателя. 6. Начертите механическую и U-образные характеристики синхронного двигателя. 7. Как влияет изменение тока возбуждения на режим работы синхронного двигателя? 8. Возможно ли регулирование частоты вращения в синхронном двигателе? 9. Как используется синхронный двигатель для улучшения коэффициента мощности потребителя?
Машины постоянного тока
1. Изобразите схематически устройство машины постоянного тока.
2. Объясните принцип работы двигателя постоянного тока. 3. Объясните уст-ройство и назначение коллектора. 4. Напишите формулу противоЭДС, наво-димой в обмотке якоря двигателя постоянного тока. 5. От каких величин за-висит вращающий момент двигателя постоянного тока? 6. Напишите урав-нение электрического состояния двигателя постоянного тока. 7. Перечислите способы возбуждения машин постоянного тока. 8. Начертите электрическую схему двигателя постоянного тока с параллельным и последовательным воз-буждением. 9. Перечислите способы регулирования частоты вращения двига-теля постоянного тока и укажите их преимущества и недостатки. 10. Как осуществляется пуск двигателей постоянного тока? Каким образом осущест-вляется реверсирование двигателей постоянного тока?
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 106; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!