37338

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА, ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

Книга

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В РЕЗУЛЬТАТЕ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ СТУДЕНТ ДОЛЖЕН: ЗНАТЬ: теорию электромагнитных полей и электрических цепей; назначение и принцип действия трансформаторов; принципы построения автогенераторов и усилителей на транзисторах; принципы построения выпрямителей на полупроводниковых диодах; принципы построения электроприводов управляемых микроконтроллерами; принципы работы средства измерения электрических и неэлектрических параметров технологических процессов; назначение и особенности построения интегральных...

Русский

2013-09-24

831.5 KB

24 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ

(образован в 1953г)

Кафедра Информационных технологий

Дистанционное     Информ.-3.03.22.02. зчн. плн.

обучение      Информ.-3.03.22.02. зчн. скр.

Информ.-4.03 21.02. зчн. плн.

Информ.-4.03 21.02. зчн. скр.

Информ.-3.03 17.06. зчн. плн.

Информ.-3.03 17.06. зчн. скр.

Информ.-3.03 07.02. зчн. плн.

Информ.-3.03 07.02. зчн. скр.

Информ.-4.03 27.13. зчн. плн.

Информ.-4.03 27.13. зчн. скр.

Иноземцев И.М., Гаврилюк Я.Д., Иванов О.А.

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА,

ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

И ЭЛЕКТРОНИКА

Рабочая программа, методические документы, тематика

контрольных работ

www.msta.ru

Москва 2004

УДК.6.21.317.

“Электротехника и электроника”, “Общая электротехника и электроника”. Рабочая программа, методические документы, тематика контрольных работ. –М., МГУТУ, 2004

Рабочая программа, методические документы, тематика контрольных работ для студентов 2 и 3 курсов спец. 2202, 1706, 0702, 2102, 2713 заочной формы обучения.

Авторы:  Иноземцев И.М.  проф., д.т.н.

 Гаврилюк Я.Д. доц., к.т.н.

 Иванов О. А.    доц., к.т.н.

Рецензент: проф. Попов А.А.

Редактор:   Свешникова Н.И.

Московский государственный университет технологий и управления. 2004г.

                              109004, Москва, Земляной вал, 73


СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

1.Общие указания по изучению дисциплины  4

1.1.Рабочая программа дисциплины 4

1.2.Рекомендованная литература 4

1.3.Организационно-методические  данные 4

1.4..Цель преподавания дисциплины 3

1.5.Содержание рабочей  программы 5

1.6.Учебная программа дисциплины согласно

государственным стандартам по специальностям 6

2.КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ 6

2.1.Требования к выполнению контрольных заданий 6

2.2.Оформление контрольной работы 7

3.КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1 8

Задача 1Расчет трехфазной системы 8

Методические указания к задаче №1 8

Задача 2 Расчет последовательно-параллельной цепи 10

Методические указания к задаче №2 11

Задача 3 Измерение  активной мощности в трехфазной цепи 15

Методические указания к задаче №3 15

Задача 4 Расчет операционного усилителя                                  18

Методические указания к задаче №4 20

Задача 5Расчет входного каскада операционного усилителя 21

Методические указания к задаче №5 22

4.КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА  2…………………………………23

Задача 6. Расчет оптрона светодиод-фоторезистор 23

Методические указания к задаче №6 24

Задача7.Расчет трехфазного выпрямителя 24

Методические указания к задаче №7 25

Задача 8.Расчет механической характеристики электродвиг 27

Методические указания к задаче №8 27

Задача 9.Выбор  мощности электродвигателя…………………30

Методические указания к задаче №9 31

Вопросы  к экзамену 32

Приложение № 1 33

Приложение № 2 34

Приложение № 3 35

Приложение № 4 35

Приложение № 5 36

Приложение № 6 36

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ.

1. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

  1.   ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Изучаемый курс имеет важнейшее значение в инженерной подготовке современного специалиста. Без знания электротехники и электроники инженер не может квалифицированно эксплуатировать современное оборудование и грамотно управлять технологическими процессами.

Работы, проводимые в лаборатории, позволяют изучить физические процессы и принципы действия электрических и электронных устройств, а также приобрести инженерные навыки по проведению и оформлению результатов эксперимента.

1.2.РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. А.С. Касаткин, М.В. Немцов. Электротехника.- М.: Высшая школа, 2003

2. И.М. Иноземцев, А.Е. Краснов. Электротехника и электроника.учебно-практическое пособие. МГУ ТУ,2004.

3. Электротехника и электроника в 3-х книгах под ред. В.Г. Герасимова.- М.: Энергоатомиздат, 1997…1999.

3. В.И. Карлащук. Электронная лаборатория на IBM PC.-М.: Солон-Р,2001.

4. Д.И. Панфилов и др. Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях. Практикум на Electronics Workbench.-М.: Додэка,2000.

5. Электротехнический справочник, в 4-х томах, под ред. В.Г.Герасимова -М.; МЭИ, 1998…1999.

1.3. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

1.3.1. ЦЕЛЬ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

- Изучение вопросов теории и практики использования в пищевых отраслях промышленности электротехнических и электронных устройств и установок.

- Изучение методов расчета электрических и электронных цепей.

В РЕЗУЛЬТАТЕ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ СТУДЕНТ ДОЛЖЕН:

ЗНАТЬ:

- теорию  электромагнитных полей и электрических цепей;

- назначение и принцип действия трансформаторов;

- принципы построения автогенераторов и усилителей на транзисторах;

- принципы построения выпрямителей на  полупроводниковых  диодах;

- принципы построения  электроприводов, управляемых   микроконтроллерами;

- принципы работы средства измерения электрических и неэлектрических параметров технологических процессов;   

- назначение и особенности построения   интегральных микросхем;

УМЕТЬ:

-рассчитать трехфазные и однофазные электрические цепи переменного тока, состоящие из R,L,C – элементов;

-включать в трехфазную цепь потребители переменного тока;

-выбрать трансформатор для питания электроустановок;

-выбирать электродвигатель и другие элементы электропривода;

-пользоваться электроизмерительными приборами для измерения электрических и неэлектрических величин.

1.4. СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ

1. Введение. Развитие электроэнергетики и электроники. Задачи комплексной автоматизации пищевой промышленности на основе достижений микроэлектроники и вычислительной техники. Перспективы развития микропроцессорной техники как базы научно-технического прогресса.

1 часть. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО

И ПОСТОЯННОГО ТОКА

2. Элементы электрических цепей. Линейные, нелинейные, активные и пассивные элементы электрических цепей. Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности. Полупроводниковые резисторы, выпрямительные диоды и стабилитроны. Тиристоры. Биполярные и полевые (униполярные) транзисторы. Основные параметры. Характеристики. Оптоэлектронные приборы. Датчики света: лампы накаливания и светодиоды. Приемники света: фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы.

3. Однофазные цепи синусоидального тока. Основные понятия и определения. Законы Ома и Кирхгофа. R, L, C-элементы в цепи переменного тока. Векторные диаграммы. Треугольник сопротивлений. Резонанс напряжений. Резонанс токов. Мощности в цепи синусоидального тока. Коэффициент мощности и его экономическое значение. Методы компенсации реактивной мощности.

4. Трехфазные цепи. Понятие о трехфазной системе электрических цепей. Получение трехфазного тока. Соединение звездой и треугольником. Свойство симметричных трехфазных цепей. Векторные диаграммы токов и напряжений. Мощность трехфазной цепи. Симметричный и несимметричный режим работы цепи.

2 часть. ЭЛЕКТРОНИКА.

5. Электронные устройства на микросхемах и транзисторах. Усилители электрических сигналов. Классификация и типы усилителей. Коэффициент усиления. Схемы включения транзисторов в усилительных каскадах. Обратная связь в усилителях. Усилители, выполненные на интегральных микросхемах. Операционные усилители. Автогенераторы. Импульсные устройства и логические схемы. Выпрямители. Стабилизаторы напряжения.

6. Микропроцессоры. Назначение микропроцессоров, их структурные схемы. Основные элементы микропроцессоров и микроЭВМ, их назначение и взаимодействие. Логические схемы И, ИЛИ, НЕ, ИЛИ-НЕ, И-НЕ на МДП и КМДП-интегральных схемах. Основные характеристики микропроцессоров, выпускаемых промышленностью и применяемых в пищевых машинах.

7. Средства электрических измерений. Измерение электрических величин. Основные метрологические понятия, погрешности измерений. Электронные измерительные приборы с цифровым отсчетом. Автоматические измерительные приборы. Измерительные трансформаторы.

3 часть. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И ЭЛЕКТРОПРИВОД.

8. ТРАНСФОРМАТОРЫ. Назначение. Принцип действия. Режим холостого хода. Работа трансформатора под нагрузкой. Опыт короткого замыкания. Трехфазный трансформатор. Автотрансформатор.

9. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА. Устройство и принцип действия трехфазного асинхронного двигателя. Характеристики. Реверсирование двигателя. Пуск двигателя. Регулирование скорости. Устройство и принцип действия синхронных машин. Области применения. Тиристорный электропривод электродвигателей переменного тока.

10. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА. Устройство и принцип действия. Работа машин в режиме генератора и двигателя. Классификация машин по способу возбуждения. Реверсирование. Области применения двигателей постоянного тока.

11. ЭЛЕКТРОПРИВОД И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ. Основные понятия об электроприводе. Применение ЭВМ и микропроцессоров в системах управления электроприводами. Выбор двигателей. Схемы электроснабжения предприятий. Особенности электроснабжения предприятий пищевой промышленности. Рациональное использование электрических электроприводов.

1.5.УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИН СОГЛАСНО

ГОСУДАРСТВЕННЫМ СТАНДАРТАМ ПО СПЕЦИАЛЬНОСТЯМ

По специальности 22.02.

Основные понятия и законы электромагнитного поля и теории электрических и магнитных цепей; теория линейных электрических цепей (цепи постоянного. синусоидального и несинусоидальных токов0,методы  анализа линейных цепей с двухполюсными и многополюсными элементами; трехфазные цепи; переходные процессы в линейных цепях и методы их расчета; нелинейные  электрические и магнитные постоянного и переменного тока; переходные процессы в нелинейных цепях; аналитические и  численные методы анализа нелинейных цепей; цифровые (дискретные) цепи и их характеристики; теория электромагнитного поля, электростатическое поле, стационарные электрические и магнитные поля; переменное электромагнитное поле; электромагнитное экранирование; численные методы расчета электромагнитных полей при сложных граничных условиях; современные пакеты прикладных программ расчета электрических цепей и электромагнитных полей на ЭВМ.

Схемы замещения, параметры и характеристики полупроводниковых приборов; усилительные каскады  переменного и постоянного тока; частотные и переходные характеристики, обратные связи в усилительных устройствах; операционные и решающие усилители; активные фильтры; компараторы; аналоговые ключи и коммутаторы; вторичные источники питания; источники эталонного напряжения и тока; цифровой ключ; базовые элементы, свойства и сравнительные характеристики современных интегральных систем и элементов; методы и средства автоматизации схемотехнического проектирования электронных схем.

                                По специальности 21.02.

                                По специальности 17.о6

2. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

2.1. ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

Студенты выполняют контрольные работы в соответствии с учебными планами. При выполнении двух контрольных работ в первую входят задачи №1,2,3,4,5, а во вторую – №6,7,8,9.

В тех случаях, когда учебным планом предусмотрено выполнение одной работы:

-Студенты  специальности 23.01.02. решают задачи №1,4,6,7 .

-Студенты специальности 21.02

-Студенты специальности О7.02

Данные каждой задачи приведены в двух таблицах. Номер варианта определяется двумя последними цифрами учебного шифра студента: по предпоследней цифре шифра выбирается для данной задачи строка в таблице, имеющей нечетный номер, по последней цифре шифра для этой задачи выбирается строка в таблице, имеющей четный номер. Например, для шифра 236-2102-00 при решении задачи 4 выбираются данные, приведенные в 3 строке таблицы 7 и в 6 строке таблицы 8. При однозначном учебном шифре следует в таблице, имеющей нечетный номер, выбирать нулевую строку. Например, шифр 7-М-94 читать как 07-1706-00.

В задаче 2 данные необходимые для решения приведены в таблице 3, а схема выбирается по таблице-рисунку 5. По предпоследней цифре выбирается номер строки в таблице, по последней цифре – номер схемы. Например, для шифра 236-2102-00 выбираются данные таблицы 3, находящиеся в строке 3 и схема 6 таблицы- рисунка 5.

2.2. ОФОРМЛЕНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Перед решением каждой задачи должно быть записано полностью условие задачи и вычерчена заданная схема. Электрические величины должны записываться с соблюдением действующих стандартов. Обозначения электрических величин в тексте, формулах и на схемах и графиках должны быть согласованы. Схемы, диаграммы и графики должны выполняться на клетчатой бумаге с помощью чертежных инструментов, а не от руки.

3.КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1

ЗАДАЧА 1. РАСЧЕТ  ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

К симметричной трехфазной сети с линейным напряжением Uл подключеныпотребители энергии Zа, Zв и Zс, каждый из которых  состоит из, последовательно включенных активного сопротивления R, индуктивности L и емкости С.

Исходная четырехпроводная трехфахзная  система приведена на рис.1.

На исходной схеме  обозначены восемь рубильноов, которые все находиться в исходном выключенном состоянии.

В таблице 1  приведены  номера рубильников, которые должны быть  включены и тех которые остаются выключенными для каждого из вариантов задания.

Для схемы, которая образуется при заданном для данного варианта задания  распределения включенных и выключенных  рубильников, согласно данным таблицы 1 и для параметров приемников электроэнергии Zа, Zв , Zс, приведенных в таблице 2, необходимо:

  1.  Начертить исходную схему, показав на ней, какие рубильник замкнуты, какие  остались разомкнуты.
  2.  Начертить схему, которая получилась для заданного варианта включения рубильников  Неподключенные провода и элементы схемы не показывать.
  3.  Определить действующие значения токов и напряжений на всех участках цепи, принебрегая сопротивлениями проводов.
  4.  По результатам расчета построить векторную диаграмму для заданного в

Рис 1.Исходная четырехпроводная трехфазная система


ТАБЛИЦА 1

№ строки

Включены рубильники

Выключены рубильники

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Р1, Р2,Р4,Р7,Р8

Р2, Р3,Р5,Р7,Р8

Р1, Р2, Р3, Р7, Р8

Р4, Р5, Р6, Р7

Р4, Р5, Р6

Р1, Р2, Р3, Р8

Р4, Р5, Р7

Р2, Р4, Р5, Р7, Р8

Р1, Р2,Р4,Р6

Р1, Р2, Р3

Р3,Р5,Р6

Р1, Р4, Р6

Р4, Р5, Р6

Р1, Р2, Р3,Р8

Р1, Р2, Р3, Р7, Р8

Р4, Р5, Р6, Р7

Р1, Р2, Р3, Р6, Р8

Р1, Р3, Р6

Р3, Р5, Р7, Р8

Р4, Р5, Р6, Р7,Р8

ТАБЛИЦА 2

строки

Источник энергии

Параметры нагрузки

Линейное

напряжение Uл, В

Частота сети f, Гц

Rа=Rв,

Ом

Rс,

Ом

LА=LВ=LС,

Гн

САВ

МкФ

Сc,

мкФ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

660

380

220

42

36

36

42

220

380

660

50

100

200

500

400

50

100

400

200

500

572

165

110

10,5

31,2

15,6

21

55

329

115

330

95

191

18,5

18

9

36,4

95,3

190

286

1,5915

0,7958

0,3979

0,0159

0,0199

0,1273

0,0637

0,1592

0,3183

0,1273

18,7

2,67

2,57

4,67

12,4

7,78

439

0,803

3,79

0,464

2,97

4,74

1,3

8,06

4,9

8,28

26,1

1,15

1,09

1,17

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ

1.Начинать рещение задачи надо с построения исходной трехфазной четырех проводной системы, схема которой приведена  на рис1., замкнув на ней те из рубильников,которые должны быть замкнуты, согласно вашему варианту задания.

Пример преобразования исходной схемы для варианта задания, определяемого третей строчкой в таблице 1, приведен на рис 2. В том случае рубильники Р1,Р2,Р3,Р7,Р8, замкнуты,а рубильники Р4,Р5,Р6 -разомкнуты

2. Убираем те части схемы, которые оказались  не подключенными  к фазам

А,В,С и нейтрали N.  В результате  получим четырехпроводную трехфазную систему, приведенную на  рис3.В этой системе приемники электроэнергии Zа, Zв , Zс, включены по схеме звезды с средней точкой соединеной с нейтральным проводом.

Рис.3.Четырехпроводная трехфазная система с приемниками электроэнергии Zа, Zв , Zс, подключенными по схеме звезды.

 

3.Переходим к расчетам  результирующих сопротивлений приемников электроэнергии. Zа, Zв и Zс. Для  этого надо воспользоваться известными формулами для реактивных и полных сопротивлений и параметрами приемников электроэнергии, приведенными в табл 2. Для пример возмем  пятую строку.

Реактивное сопротвление индуктивности в фазе А,равно

XLA= 2L= 2 400 0,0199=50 Ом

Реактивное сопротвлении емкости в фазе А,равно

ХсА=1/(2C)= 1/(2 400  12,4 10 -6)=31,2 Ом.

Полное реактивное сопротивление в фазе А,равно

Х АLA  ХсA=50 –31,2 =18,6 Ом

Так как величина  индуктивного сопротивления оказалась больше чем величина емкостного сопротивления,то мы имеем  автивно-индуктивную нагрузку в фазе А  и вектор тока   будет отставать  от вектора   на угол

  А = arc tg (X/R)= arc tg (18,8/31,2)=60 градусов.

Определим величину полного сопротвления в фазе А

ZA= √ RA2+XA2 =√ (31,2)2+(18,8)2

Определим величину тока в фазе А.Известно,что фазное наряжение

равно  линейному  деленном на корень квадратный из 3

Определяем фканое напряжение

Uф= Uл/√3=36/1,73=20,8 В.

Iа=Ua/Za=20,8/

Аналогично определяем  знчения тока и сдвиг его по фазе  для приемника энергии в фазах В и С

6.Переходим к построению векторной диаграммы. Начинаем построение с выбора масштабов для векторов напряжений  и токов,Величины фазных напряжени при расчете получились равными 20,8, Поэтому целесообразно выбрать масштаб равный 4В /1 см. При этом величны векторов UА Uв Uс будут равны около 5 см.  ,

Соответственно для тока масштав

Вектора фазных  напряжений в фазах А,В,С, сдвинуты между слбой на 120 градусов

Веторная диаграмма приведена на рис.4.

Рассмотрим для пример другой вариант

Поэтому следует начертить схему заданной цепи, не показывая на ней отвлекающие внимание неподключенные провода и элементы, имеющиеся в схеме рис.1. Например, если по заданию включены рубильники Р1,Р2,Р4,Р6, а остальные рубильники выключены, схема рис.1 упрощается и становится такой, как на рис.2.

Рис.4

Начертив такую схему, легко увидеть, на какое напряжение включен тот или иной элемент. Так, в нашем случае два сопротивления Zа и Zс соединены параллельно и включены на линейное напряжение Uса.

Полное сопротивление , где значения реактивного сопротивления X определяется по заданной частоте f, индуктивности L и емкости С. При последовательном соединении L и C 

X=XL-Xс = 2L-1/(2C).

Токи в сопротивлениях нагрузки находятся по закону Ома

I1=Uл/Zа;  I2=Uл/Zс.

В сопротивление Zв (рис.1) ток равен нулю, т.к. это сопротивление не подключено к источнику энергии: рубильники Р5 и Р7 выключены и ток в этом сопротивлении протекать не может. Ток в линейном проводе А в данном случае равен току в линейном проводе С. На основании первого закона Кирхгофа эти токи равны геометрической сумме токов параллельно включенных ветвей.

IA=Ic =I1 +I2

Токи в линейном проводе В и в нулевом проводе равны нулю, так как рубильники Р7 и Р8 разомкнуты.

Значения токов Iа и Iс могут быть определены графически из векторной диаграммы. Поскольку все графические методы расчетов не могут обеспечить высокую точность результатов, все вычисления при решении задач достаточно проводить с точностью 5%. При построении векторной диаграммы нужно помнить, что в активном сопротивлении векторы тока IA  и напряженияU совпадают по направлению. При активно-индуктивной нагрузке ток отстает по фазе от напряжения на некоторый угол , а при активно-емкостной – ток опережает по фазе напряжение. Величины углов сдвига по фазе можно определить по значениям сопротивлений:

=arc tg (X/R).

Рассмотрим другой пример решения задач. Пусть по условию задачи (данные табл.2) ZA имеет активно-индуктивный характер, а ZC – активно-емкостной. Построим векторную диаграмму. Выбираем масштабы для тока и для напряжения. В выбранном масштабе откладываем в произвольном направлении (например, горизонтально) вектор напряженияUca =Uл. В зависимости от характера нагрузки и от величины углов с соблюдением масштабов строим векторы токов I1 иI2. Их геометрическая сумма дает вектор тока в линейном проводе (рис.2а).

Рис.3

Довольно громоздкая по начертанию, содержащая много коммутирующих рубильников схема (рис.1) легче преобразуется в схему заданного варианта, если обратить внимание на некоторые ее особенности. Два сопротивления нагрузки ZA и ZC всегда подключены к зажимам источника A и C. Что касается сопротивления ZB, то оно будет подключено к зажиму источника B только при включенном рубильнике P7. Чтобы сопротивление оказалось включенным на фазное напряжение источника, необходимым условием является включение рубильника P8.

Пусть трехфазный потребитель, соединенный по схеме треугольника, питался от симметричного источника с глухо заземленной нейтралью. В результате аварийного обрыва провод, соединявший сопротивление ZB с зажимом A источника, упал на землю. Получившуюся в результате этого схему можно представить схемой рис.3 для случая, когда включены рубильники P2, P4, P5, P7, P8 и выключены – P1, P3, P6 (рис.3).

Из этой схемы видно, что сопротивления ZA и ZC включены на линейные напряжения, а сопротивление ZB оказалось включенным на фазное напряжение источника. По условию источник энергии – симметричная трехфазная сеть, следовательно, фазное напряжение в 3 раз меньше линейного.

Токи в сопротивлениях нагрузки найдутся по закону Ома I=U/Z. Значения сопротивлений можно определить на основании данных табл.2:

XL=2fL;    Xc=1/(2fC);    X=XL–Xc;   .

Токи в проводах линии связаны с токами в сопротивлениях нагрузки соотношениями:

IA= –I1; IВ=I3I2 ; IC=I1I3 ; IN=–I2.

И их можно определить графически из векторной диаграммы. Построение векторной диаграммы начинаем с построения в выбранном масштабе симметричной системы векторов линейных и фазных напряжений источника (рис.4).

Сопротивление ZA включено на линейное напряжениеUca, поэтому и угол, под которым строится вектор токаI1 , должен отсчитываться от вектора напряжения Uca. На рис.4 этот вектор построен в предположении, что ZA имеет активно-индуктивный характер (Xla, Xca). При активно-индуктивной нагрузке ток отстает от напряжения на угол, значение которого можно определить из треугольника сопротивлений

а =arc tg (Xа/Rа).

Аналогично рассуждая, построим вектор токаI3 в сопротивлении Zс, которое включено на напряжениеUвс.

Сопротивление Zв подключено к фазному напряжениюUв и по отношению именно к этому напряжению нужно ориентировать вектор токаI2. Предполагая активно-емкостной характер сопротивления Zв (XlB<XcB), вектор тока строим опережающим по фазе вектор напряжения на угол

в =arc tg (Xв/Rв).

ЗАДАЧА 2. В данной электрической цепи (рис. 5) любым способом найти действующие значения токов и напряжений на всех участках цепи. По результатам расчета построить топографическую векторную диаграмму. Определить активную, реактивную и полную мощности для каждого участка цепи. Составить уравнение балансов мощностей. Параметры схемы приведены в таблице 3. 

ТАБЛИЦА 3.

Номер

строки

Источник энергии

Параметры элементов

Напряжение

 U, В

Частота

f , Гц

Сопротивление

R, Ом

Индуктивность

L, мГн

Емкость

C, мкФ

1

660

50

295

940

10.8

2

380

50

170

541

18.7

3

220

400

78

31

5.12

4

127

50

57

181

56

5

42

50

19

60

169

6

42

400

15

6

26.8

7

127

400

45

18

8.86

8

220

200

55

44

14.5

9

380

200

95

76

8.38

0

660

200

165

131

4.82

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ 2

Рассчитать цепь переменного тока, содержащую активные, индуктивные и емкостные сопротивления. Для ее решения следует воспользоваться методом преобразования сложной электрической цепи в более простую путем замены параллельных и последовательных сопротивлений эквивалентными.

Прежде всего, следует разобраться, какие элементы схемы в заданной электрической цепи соединены последовательно и какие параллельно. Решать задачу лучше в такой последовательности.

  1.  Если участок цепи содержит последовательно соединенные элементы, определить его полное сопротивление Z:

,   где  X=XLXс;  Xс=1/(2fC);     XL=2fL.

Заменить в схеме последовательно соединенные элементы на участке цепи эквивалентным сопротивлением Zэкв.

  1.  В полученной эквивалентной схеме выявить участки цепи, соединенные параллельно, и определить проводимость каждого участка:

Активную проводимость g=R/Z2, Реактивную проводимость b=X/Z2,

Полную проводимость .

  1.  Найти эквивалентные проводимости:

Причем при определении эквивалентной проводимости bl и bс берутся с противоположными знаками. По полученным значениям эквивалентных проводимостей определяем эквивалентные сопротивления параллельных участков цепи:

Zэкв=1/Yэкв;       Rэкв=g ЭКВ/Y2экв;           Xэкв=bЭКВ/Y2экв.

  1.  Преобразовать схему путем замены всех сопротивлений одним эквивалентным сопротивлением Z’экв.
  2.  Определить общий ток, потребляемый схемой   I=U/Z’экв.
  3.  Зная общий ток цепи и сопротивление каждого участка цепи, определить по закону Ома напряжения и токи на различных участках цепи.
  4.  Построить векторную диаграмму.

  1.  Мощности определяются как произведения квадрата тока на соответствующие сопротивления: активная мощность P=I2 *R, реактивная мощность Q=I2 *X, полная мощность S=I2 *Z.

Расчет потребляемых мощностей:


При расчете Qпотр иметь в виду, что реактивные мощности на индуктивном и емкостном сопротивлениях берутся с противоположными знаками.

Баланс мощностей:

S источника =U*I1=Sпотр.

Рассмотрим пример расчета электрической цепи и построение векторной диаграммы для схемы рис.6: U=400B; r1=r2=100 Ом; f=100Гц; L=0,184Гн; C=27,6 мкФ.

Прежде, чем построить векторную диаграмму, необходимо определить токи и напряжения на всех участках цепи.

Для ветви с током I3 полное сопротивление Z3 равно ее реактивному сопротивлению X3=L, где – угловая частота (=2f),

=2*100=628 рад/c, Z3=X3l=628*0,184=115 Ом.

Сопротивление ветви adb имеет активную r2 и реактивную x2 составляющие, причем

X2с=Xc=-1/C=-1/(628*27,6*10-6)=-57,7 Ом.

Полное сопротивление находится как гипотенуза прямоугольного треугольника из треугольника сопротивлений (рис.7)

Сопротивления ветви с током I1 :

X1с=-1/C=-57,7 Ом;

Нетрудно заметить, что между точками a и b схемы имеем параллельно включенные сопротивления Z2 и Z3 (рис.8), которые можно заменить одним сопротивлением Zэкв (рис.9).

 Рис.8.     Рис.9.   Рис.10.

Для этого подсчитаем проводимости:

g2=r/Z22 =0,0075 Cм;   b2=X2/Z22 = –0,0043 Cм;

g экв/=g2=0,0075 См;   b экв/=b2+b3=0,0044 См;

g3=0;    b3=1/Хз=0,0087 Cм;        Yэкв/=(g2 экв+b2 экв)=0,0087 См.

После этого можно определить сопротивления:

Zэкв=1/Yэкв=115 Ом;   rэкв=gэкв/Y2экв=100 Ом;

Хэкв=b экв./Y2экв=57,7 Ом;

Сопротивления Z1 и Zэкв включены последовательно и их можно заменить одним, им эквивалентным Z’экв (рис.10):


Теперь можно определить ток   I
1=U/Z=400/200=2A.

Напряжение между точками a и b Uab =I1*Zэкв=2*115=230В и по закону Ома токи I2 и I3:  I2=Uab/Z1=230/115=2A,    I3=Uab/Z3=230/115=2A.

Напряжения на элементах схемы Uad и Udb :

Uad=I2*r2=2*100=200 B   Udb=I2*X2=2*(–57,7)=–115 B

Действующее значение напряжения не может быть величиной отрицательной, поэтому берется ее абсолютное значение:

Напряжение Uka=I1* r1=200 B;  Напряжение  Umk=I1*X1с=115 B.

Построение векторной диаграммы начинаем с вектора тока I2, в более сложной из параллельных ветвей. В выбранном масштабе откладываем в произвольном направлении (например, горизонтально) вектор тока I2 (рис.11). С началом вектора тока I2 совместим точку а топографической диаграммы напряжений. Из точки а по направлению тока I2 откладываем напряжениеI2*Z2 между точками a и d ,т.к. падение напряжения на активном сопротивлении совпадает по фазе с током.

Напряжение между точками d и b на емкостном сопротивлении отстает от тока I2 на 90°, поэтому вектор падения напряжения откладываем в масштабе напряжений из точки d под углом 90° по ходу часовой стрелки. Соединив на диаграмме точки a и b, получим напряжениеUab, которое равно геометрической сумме напряженийUad иUdb.

К ветви, содержащей индуктивность, будет приложено напряжение Uab. Оно по фазе опережает токI3 на 90°. Поэтому вектор токаI3 проводим до конца вектора токаI2 повернутым по ходу часовой стрелки на угол 90° по отношению вектораUab. В соответствии с первым законом Кирхгофа вектор токаI1 получаем как геометрическую сумму векторов токовI2 иI3. На участке bn падение напряжения равно нулю, поэтому точки b и n на топографической диаграмме совпадают. Для того, чтобы получить на диаграмме точку m, нужно еще отложить векторы падений напряжения на участках ak и km. Падение напряжения Uka на сопротивлении Z1 совпадает по фазе с токомI1 , а напряжениеUkm отстает от тока на 90°, причем конец вектораUka совпадает с началом вектораUab. Соединив точки m и n на топографической диаграмме, получим вектор и направление приложенного к цепи напряжения U.

Мощности P, Q, S можно определить как произведения квадрата тока на соответствующие сопротивления: P=I2*r;   Q=I2*X;   S=I2*Z.

Применительно к рассматриваемому примеру значения мощностей для потребляемой энергии:

Уравнения баланса мощностей: Sисточника=U*I1=Sпотр.

ЗАДАЧА 3. Для измерения активной мощности P трехпроводной трехфазной цепи необходимо выбрать два одинаковых ваттметра с номинальным током Iном, номинальным напряжением Uном и числом делений шкалы max. Нарисуйте соответствующую Вашему варианту схему включения ваттметров.

Используя данные табл.4 и 5, определите мощности, измеряемые каждым из ваттметров P1 и P2 и числа делений шкалы (1 и 2), на которые отклоняются стрелки ваттметров, если нагрузка равномерная и имеет активно-индуктивный характер. Начертите, соблюдая масштабы, векторную диаграмму, выделив на ней векторы токов и напряжений, под действием которых находятся последовательные и параллельные цепи ваттметров.

          ТАБЛИЦА 4

Номер строки

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

P, кВт

3

3

2,9

2,9

2,8

1,5

1,5

1,4

1,4

1,4

cos

0,97

0,94

0,91

0,89

0,87

0,97

0,94

0,91

0,89

0,87

         ТАБЛИЦА 5

Номер

строки

Фазовое

напряжение, B

Нагрузка

включена

Токовые цепи ваттметров

включены в провода

1

220

Звездой

A и B

2

380

треугольником

A и B

3

220

Звездой

A и C

4

220

треугольником

A и B

5

220

Звездой

B и C

6

380

треугольником

B и C

7

127

Звездой

A и C

8

127

Звездой

B и C

9

220

треугольником

B и C

0

380

треугольником

A и C

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ 3

Если трехфазная цепь трехпроводная, то независимо от схемы соединения нагрузки, будь то звезда или треугольник, независимо от того, равномерная нагрузка или нет, мощность всей системы можно измерить двумя однофазными или одним трехфазным (двух-элементным) ваттметрами. Токовые обмотки ваттметров включают в какие-либо две фазы, а обмотки напряжения – между третьей (незанятой) фазой и той фазой, в которую включена токовая обмотка данного ваттметра. Возможные схемы включения ваттметров показаны на рис.12.

При использовании этих схем общая мощность равна алгебраической сумме показаний обоих ваттметров.

Построим векторную диаграмму токов и напряжений, действующих на измерительные системы приборов, включенных по схеме (рис.12 а). Нагрузку считаем симметричной, соединенной звездой, активно-индуктивного характера с разностью фаз между током и напряжением в каждой фазе .

Рис.12-а   Рис.12-б   Рис.12-в

Показания ваттметра, включенного в цепь переменного тока, пропорциональны произведению трех величин: тока в его последовательной цепи, напряжения на параллельной цепи и косинуса угла между этими током и напряжением. Из векторной диаграммы (рис.13) видно, что в рассматриваемом случае показание первого ваттметра равно Р2=Ic*Ucb*Cos(30), а показание второго – Р1=Ia*Uab*Cos(30+). Здесь берем напряжение Ucb, равное - Ubc, так как генераторный конец обмотки напряжения второго ваттметра подключен к фазе С, а не к В. Сумма показаний ваттметров равна


где индексом л обозначены линейные, а индексом ф – фазные величины.

На рис.14 построена векторная диаграмма, иллюстрирующая работу схемы (рис.12 б).

Рис.13.       Рис.14.

Для симметричного режима векторы линейных напряжений образуют равносторонний треугольник ABC. Линии, соединяющие центр тяжести этого треугольника с его вершинами, можно рассматривать как фазные напряжения приемника, соединенного звездой. При активно-индуктивной нагрузке токи отстают по фазе от напряжений на угол φ.

Первый ваттметр включен на напряжение Uac (заметим,Uac= –Uca) и имеет ток в последовательной цепи Ia. Измерительная система второго ваттметра находится под действием напряжения Ubc и тока Ib. Векторы этих токов и напряжений показаны утолщенными линиями.

Построив векторную диаграмму, можно установить, что ваттметр, включенный в опережающую фазу, показывает пропорционально cos(–30) при индуктивном характере нагрузки, а ваттметр, включенный в отстающую фазу, показывает пропорционально cos (+30) при индуктивном и пропорционально

cos (–30) при емкостном сдвиге фаз. Кроме того, только при равномерной активной нагрузке (=0) показания обоих ваттметров одинаковы и равны половине общей измеряемой мощности. При любой другой (не активной) нагрузке, даже если она равномерна, ваттметры показывают разные значения.

В случае включения нагрузки треугольником векторы линейных токов получаются как геометрические разности векторов токов фазовых и для симметричной системы углы в 30 будут между фазовыми и линейными токами. Например, линейные токи Iв и Iс в последовательных обмотках ваттметров схемы (рис.12 в) можно выразить через соответствующие фазовые токи (рис.15).

Iв=Iвс–Iав,  Iс=Iса–Iвс.

Фазовые токи отстают от фазовых (они же линейные) напряжений на угол .

Угол между вектором тока Iв и вектором напряжения Uва, приложенного к параллельной цепи первого ваттметра, обозначен 1 . Из векторной диаграммы (рис.15) видно, что значение этого угла

Угол между вектором тока Iс и вектором напряженияa, приложенного к параллельной цепи второго ваттметра, 2=30+.

Тогда первый ваттметр покажет мощность P1=UлIлcos 1,

а второй ваттметр P2=UлIлcos 2.

Для получения мощности P всей трехфазной цепи необходимо алгебраически, то есть с учетом знаков, сложить показания ваттметров.

В зависимости от значения угла сдвига фаз в цепи показания одного ваттметра отличаются от показаний другого, причем показания одного ваттметра всегда положительны, а показания второго могут стать отрицательными. При сдвиге фаз более 60 (работа многих электрических машин в режиме холостого хода) cos(+30) – величина отрицательная, стрелка второго ваттметра отклонится в обратную сторону от нуля. Для отчета отрицательных значений мощности переключают зажимы одной из обмоток ваттметра (токовой или обмотки напряжения), и общая мощность в этом случае равна разности показаний ваттметров.

При выборе ваттметров нужно учесть, что их измерительные цепи включены на линейные токи и на линейные напряжения. Для симметричных трехфазных цепей при соединении звездой линейные токи равны фазным, а линейные напряжения враз больше фазных. При соединении треугольником равны фазовые и линейные напряжения, а линейные токи в  раза больше фазовых. Активная мощность симметричной трехфазной цепи связана с линейными величинами соотношением

и всегда равна сумме мощностей во всех фазах.

Шкалы многопредельных приборов всегда выполняются в относительных делениях, например, делятся на 100 или 150 делений. Значения измеряемой величины, приходящиеся на одно деление шкалы, называют ценой деления или постоянной прибора. Она равна:

С= предел измерения/число делений шкалы

Переносные приборы обычно выполняются на несколько пределов измерения. Для ваттметров пределы измерения указываются по току и по напряжению. В большинстве случаев ваттметры выполняются для значения cosφ=1 и поэтому их предел измерения в ваттах определяется путем перемножения номинальных значений тока и напряжения.

Для ваттметра со шкалой, имеющей αmax делений, постоянная равна

C=(Iном*Uном)/αmax,    Вт/дел.

Если стрелка ваттметра отклонилась на α делений, значение измеряемой этим ваттметром мощности, равно P=C*α Вт.

Пределы измерения выбранных ваттметров должны быть не меньше значений тех токов и напряжений, на которые они будут включены. Для уменьшения инструментальной измерений желательно, чтобы предел измерения превышал значение измеряемой величины не более, чем на 25%, во всяком случае, желательно, чтобы отсчет показаний производился во второй половине шкалы.

При выборе типа ваттметров в случае отсутствия справочников можно воспользоваться таблицей (приложение 1).

ЗАДАЧА 4. Расчет операционного усилителя (ОУ). Операционные усилители являются одной из распространенных интегральных полупроводниковых схем. Они широко используются для усиления сигналов от датчиков различных параметров технологических процессов.

Рис.16. Схема ОУ, с цепью отрицательной обратной связи.

ЗАДАНИЕ: Рассчитать коэффициент усиления по напряжению ОУ при введении отрицательной обратной связи (Kuoc), обеспечивающей заданный линейный динамический диапазон амплитудной характеристики. Рассчитать необходимую величину сопротивления в цепи обратной связи Roc. Построить амплитудную характеристику для заданного типа операционного усилителя, работающего в номинальном режиме без обратной связи. Построить амплитудную характеристику ОУ при введении отрицательной обратной связи. Схема ОУ, охваченного отрицательной обратной связью, приведена на рис.16. Исходные данные для расчета приведены в таблице 6 и 7.

ТАБЛИЦА 6

Номер

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Тип ОУ

КР544УД1А

КР544УД1Б

КР544УД2А

КР544УД2Б

КР544УД2В

Rr,кОм

10

12

15

20

30

40

45

50

14

18

ТАБЛИЦА 7

Номер

Динамический диапазон усилителя

Д=Uвх.диф.макс/Uвх.диф.мин.

0

24

1

64

2

256

3

4096

4

1024

5

64

6

256

7

4096

8

1024

9

64

Параметры операционных усилителей приведены в таблице 8.

ТАБЛИЦА 8

Параметры

Норма ТУ

КР544УД1А

КР544УД1Б

КР544УД2А

КР544УД2В

КР544УД2В

Коэффициент усиления

напряжения Kuo не менее

105

50*103

20*103

10*103

20*103

Средний входной ток Iвх

не более

0,05

0,1

0,1

0,5

1,0

Напряжение смещения нуля

не более Uвых, см. макс., мВ

20

30

30

50

50

Эффективное напряжение

шума, приведенное ко входу

в полосе частот 0,1-10кГц

не более Uш вх, кВ

5

5

10

10

10

Диапозон выходного

напряжения U вых. макс.,В

не менее

+12

+12

+12

+10

+10

Частота единичного

усиления не менее f1, МГц

1

1

15

15

15

Напряжение источника

питания максимальное Е,В

155%

155%

1510%

1510%

1510%

Потребляемый ток

не более , мА

3,5

3,5

7,0

7,0

7,0

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЗАДАЧЕ 4

Усилитель охвачен отрицательной обратной связью, для чего напряжение с его выхода Uвых подается через сопротивление Rос на инвертирующий вход усилителя. Отрицательная обратная связь уменьшает коэффициент усиления, расширяет линейный динамический диапазон амплитудной характеристики усилителя и полосу пропускания.При этом приближенном Кuос определяется выражением Кuос=Rос/Rг, где Rг- внутреннее сопротивление источника сигнала.

1.Коэффициент обратной связи усилителя выбирается таким образом, чтобы обеспечить линейное усиление сигналов, подаваемых на его вход. Минимальный уровень входного сигнала Uвх.диф.мин. принимается равным 10 Uш. вх. Максимальный уровень сигнала Uвх.диф.макс. в Д раз превышает Uвх.диф.мин. Для обеспечения работы усилителя в линейном режиме необходимо, чтобы

Uвх.диф.макс.<Uвых.макс./Кuос.

Отсюда определяется величина  Кuос=Uвых.макс./Uвх.диф.макс|.

2.Величина Rос определяется из выражения RосКuос*Rг.

14

Рис.17. Амплитудная характеристика операционного усилителя КР544УД2Б.

3.Амплитудные характеристики без и с обратной связью Uвых=f(Uвх) строятся для данного типа операционного усилителя, выбранного напряжения питания Еп, коэффициентов усиления Кuо и Кuос(см.табл.8).

На рис.17 для примера построены амплитудные характеристики операционного усилителя КР544УД2Б без (зависимость а) и при введении обратной связи (зависимость b) для случая, когда: Еп=15 В.; Кuо=10000; Uвх.диф=0,5 мВ.; Кuос=2000.

ЗАДАЧА 5. Расчет входного каскада операционного усилителя с низким уровнем собственных шумов.

Для усилительного каскада на полевом транзисторе с общим истоком (схема усилителя приведена на рис.18):

1. Построить линию нагрузки на семействе выходных характеристик Ic=f(U) при Uзи=const, для заданного типа транзистора (приложение 2).

2. В рабочей точке Т при заданном напряжении смещения Uзио определить статические параметры транзистора: внутреннее сопротивление Rc и крутизну S.

3. Определить максимальное и минимальное значение тока Ic и напряжения U при подаче на затвор синусоидального входного напряжения с амплитудой Uвх.m=0,5 В.

4. Определить коэффициент усиления каскада расчетным и графическим способами.

5. Рассчитать сопротивление резистора Rи и емкость конденсатора  звена автоматического смещения.

Задано: напряжение питания схемы Еc, напряжение смещения Uзио, входное напряжение Uвх m, сопротивление нагрузки Rн, наиболее низкая частота поступающих на вход колебаний сигнала fн.

Данные для расчетов приведены в таблицах 9 и 10.

ТАБЛИЦА 9

Номер

строки

Тип

транзистора

Сопротивление

нагрузки Rн, кОм

Напряжение

питания Еп, B

Напряжение

смещения Uзио,B

0

КП302А

1,5

15

–1,0

1

КП302А

2,0

20

–0,5

2

КП302Б

0,51

20

–1,5

3

КП302Б

0,51

22

–0,5

4

КП302В

0,62

18

–1,0

5

КП302Б

0,68

20

–1,0

6

КП302В

0,62

12

–1,5

7

КП302А

1,2

12

–1,0

8

КП302Б

0,51

20

–1,0

9

КП302А

1,2

15

–0,5

ТАБЛИЦА 10

Номер строки

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Частота fн,Гц

50

150

450

200

300

100

500

400

250

350

Рис.18. Усилительный каскад на полевом транзисторе.


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЗАДАЧЕ 5

На рис.19 приведен пример графического решения задачи.

1. Вычертить выходные характеристики заданного типа транзистора Ic=f(U) при Uзи=const из приложения 2. Построить линию нагрузки на семействе выходных характеристик транзистора по уравнению Еп=U+Rн*Ic. Из уравнения следует: при Ic=0 U=Еп, при U=0 Ic=Еп/Rн.

2. Определить рабочую точку T при пересечении линии нагрузки со стоковой характеристикой при напряжении Uзи=Uзио.

3. В рабочей точке T определить статические параметры транзистора: крутизну переходной характеристики S=∆Ic/∆Uзи при Uси=const, и внутреннее сопротивление Rc=∆Uси/∆Ic при Uзи=const. Для этого через точку T провести линию, параллельную оси ординат, до пересечения с близлежащими характеристиками в точках C и D. Определить приращения 1 и Uзи=Uзи2–Uзи4 между точками C и D характеристик. Определить крутизну переходной характеристики

S= ∆Ic/∆Uзи          при U=const.

Построить характеристический треугольник относительно точки T таким образом, чтобы точка T лежала посредине гипотенузы AB. Отношение приращений ∆Uси и ∆Ic2 между точками AB на характеристике Uзи дает возможность определить внутреннее сопротивление транзистора переменному току между переходами «сток» и «исток»

Rc= Uси/Ic2 при Uси=const.

4. На семействе выходных характеристик построить входной синусоидальный сигнал указанной амплитуды Uвх.m относительно рабочей точки T. Спроектировать вершины синусоиды на линию нагрузки и определить Ic макс, Ic мин, U макс, U мин.

Построить выходное напряжение с амплитудой

Uвых m=(U макс–U мин)/2 и выходной ток с амплитудой

Iвых m=(Ic макс–Ic мин)/2.

5. Определить графически коэффициент усиления каскада

Ku граф=Uвых m/Uвх m=(U макс–U мин)/2Uвх m.

6. Рассчитать коэффициент усиления аналитически  

Кu расч=S*(Rc*Rн)/(Rc+Rн).

Сравнить значения Кu граф и Кu расч:
Кu=[(Кu граф-Кu расч)/Кu граф]*100%.

При верных расчетах Кu15%.

При большой погрешности Кu проверить правильность расчетов.

7. Определить сопротивление резистора Rи и емкость конденсатора  звена автоматического смещения

Rи=Uзио / Iсо; Cи10…20/2fRи [Ф], где Icо=ток в точке Т.

Рис.19. Пример графического расчета усилителя.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 2.

ЗАДАЧА 6. Рассчитать параметры схемы оптрона светодиод-фоторезистор, используемого в схеме управляемого делителя напряжения (рис.20). При заданных токе через светодиод Iвх, напряжении Еп и сопротивлении R2  определить сопротивление фоторезистора Rф 0 и напряжение Uвых. Определить изменение напряжения Uвых при изменении тока светодиода на величину Iвх.

Привести график Rф=F(Iвх) и указать на нем расчетные точки. Исходные данные для расчета приведены в таблицах 11 и 12.

ТАБЛИЦА 11

Номер строки

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Ток Iвх, мА

2

3

4

5

6

7

8

9

5

6

Изменение тока Iвх, мА

+1

+1

+1

–1

+2

+2

–2

–1

+2

–2

ТАБЛИЦА 12

Номер строки

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Напряжение, Еп, В

15

18

20

15

18

20

15

18

20

15

Сопротивление R2, МОм

0,63

0,47

0,33

0,39

0,47

0,62

0,56

0,89

0,47

0,56

Рис.20. Схема управляемого делителя напряжения.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЗАДАЧЕ 6

Так как последовательно с фоторезистором Rф оптрона включен резистор R2, то систему можно рассматривать как потенциометр, в котором изменение потока излучения светодиода (СД) аналогично роли движка потенциометра.

При изменении тока Iвх, проходящего по светодиоду (СД), изменяется световой поток, излучаемый на фоторезистор Rф, сопротивление которого уменьшается с увеличением светового потока. По графику зависимости сопротивления фоторезистора от входного тока оптрона (приложение 3) определяем сопротивление фоторезистора Rф 0, соответствующее заданному току Iвх, а также сопротивление Rф, соответствующее току Iвх + Iвх. или Iвх - Iвх.

Напряжение    Uвых 0=Еп*Rф 0/(Rф 0+R2).

Напряжение    Uвых=Еп*Rф 1/(Rф 1+R2).

Тогда ,

где Rф 1=Rф 0 ±Rф.

Необходимо помнить, что при увеличении Iвх сопротивление фоторезистора Rф уменьшается, а при уменьшении Iвх -увеличивается.

ЗАДАЧА 7. Рассчитать трехфазный выпрямитель с полупроводниковыми диодами, включенными по схеме с нулевым выводом (рис.21).

ЗАДАНО: Напряжение сети U 1 , выпрямленное напряжение Uн ср, ток нагрузки Iн ср, тип вентиля – диоды кремниевые серии КД202. Данные для расчетов приведены в таблицах 13 и 14.

Определить токи, напряжения в обмотках трансформатора, типовую мощность трансформатора, тип вентиля.

Вычертить схему выпрямителя с обозначением заданных и рассчитанных электрических параметров. Построить временные диаграммы рассчитанных напряжений и токов.

U2=F(ωt), Uн ср=F(ωt), Iв 1=F(ωt), Iв 2=F(ωt), Iв 3=F(ωt), Iн ср=F(ωt).

Тип вентиля определить по таблице 15.

Рис.21. Схема выпрямителя.

ТАБЛИЦА 13

Номер

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Напряжение U1, В

127

220

380

127

220

380

127

220

380

220

ТАБЛИЦА 14

Номер

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Напряжение Uн ср

100

200

220

180

240

250

150

120

100

160

Ток нагрузки Iн ср

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

1,2

2,5

3,2

2,8

ТАБЛИЦА 15

Диоды кремниевые сплавные для выпрямителей переменного тока.

Типы диодов: КД202А, КД202Б, КД202В, КД202Г, КД202Д, КД202Е, КД202Ж, КД202И, КД202К, КД202Л, КД202М, КД202Н, КД202Р, КД202С.

Электрические параметры для групп

Максимально допустимые значения

Б,Г,Е,И,Л,Н,С,А,В,Д,Ж,К,М,Р

прямой ток 3,5А    5,0А

А,Б

обратное напряжение 50 В

В,Г

100 В

Д,Е

200 В

Ж,И

300 В

К,Л

400 В

М,Н

500 В

Р,С

600 В

Среднее прямое напряжение не более 0,9 В

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЗАДАЧЕ 7

1.Определить действующее U2 и максимальное значения фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора U2 макс:

U 2=0,855*Uн ср., U 2 макс=1,21*Uн ср.

2.Определить действующее и максимальное значения тока во вторичной обмотки трансформатора :

 I2=0,587Iн ср, I2 макс=1,21*Iн ср.

 

Рис. 22

3. Определить действующее значения тока первичной обмотки трансформатора

где KT – коэффициент трансформации, равный U1/U2.

4. Определить мощность трансформатора:

5.Для выбора типа вентиля необходимо определить:

- обратное напряжение: U обр=√2*√3*U 2=2,44*U 2=2,09 Uн ср.

Максимальное значение тока через вентиль: Iв макс=I 2 макс=1,21*Iн ср.

По значениям тока U обр, Iв макс выбрать тип вентиля и выписать его электрические параметры.

6. Временные диаграммы напряжений и токов построить с учетом полученных числовых значений параметров.

На рис.22 приведен пример построения временных диаграмм напряжений и токов.

ЗАДАЧА 8. В электроприводе производственного агрегата используется асинхронный двигатель трехфазного тока с короткозамкнутым ротором. Двигатель работает в номинальном режиме при линейном напряжении Uл=380 В и при промышленной частоте f=50 Гц. Используя данные электродвигателя, указанные для вашего варианта в таблицах 16 и 17, выбрать сечение питающих проводов и номинальный ток плавких вставок предохранителей. Построить график зависимости вращающего момента от скольжения  Мвр=F(S), предварительно вычислив номинальное и максимальное значения момента, пусковой момент, а также значения вращающего момента при скольжении, равном 0,2; 0,4; и 0,6.

ТАБЛИЦА 16

Номер строки

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Iпуск/Iном

7,0

6,5

6,0

5,5

5,5

6,0

6,5

7,0

7,0

6,5

Мвр макс/Мвр ном=λ

2,2

2,1

2,0

1,9

1,8

1,7

1,7

1,8

1,9

2,0

0,89

0,78

0,87

0,86

0,81

0,86

0,88

0,84

0,86

0,82

Cosφ ном

0,89

0,78

0,89

0,87

0,82

0,86

0,88

0,85

0,87

0,83

ТАБЛИЦА 17

Номер строки

Тип двигателя

P1ном,    кВт

S ном, %

1

4A180S4Y3

22

3,5

2

4A160M4Y3

18,5

3,5

3

4A160S2Y3

15

3,5

4

4A160S6Y3

11

3,5

5

4A100L6Y3

2,2

7,0

6

4A100L4Y3

4

5,5

7

4A132S4Y3

7,5

5,5

8

4A132S6Y3

5,5

5,5

9

4A90L2Y3

3

5,5

0

4A80A2Y3

1,5

7,0

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЗАДАЧЕ 8

В каталогах и паспортах на электродвигатели мощность на валу обозначается Pном;  число оборотов ротора в минуту nНОМ; номинальный ток статорной обмотки Iном. Мощность, потребляемая двигателем из сети(мощность на входе двигателя), P1, больше мощности на валу P2( на выходе) за счет суммарных потерь энергии в двигателе. При номинальном режиме работы коэффициент полезного действия (ном  ) двигателя будет также номинальным  

                                               ном=P2 ном/ Р1 ном.

При любом соединении статорной обмотки(звездой или треугольником) формула для подсчета активной мощности P1 ном, потребляемой двигателем от сети, одна и та же:

                                    P1 ном=√3*Uл*Iл ном*cosφ НОМ ,

где Uл–линейное напряжение, подводимое к обмоткам статора электродвигателя.

По условию задачи известны мощность на валу Pном, ном; линейное напряжение Uл и cosφ НОМ . Тогда, номинальный ток двигателя определяется:

По найденному значению тока выбирается сечение медных или алюминиевых проводов из таблицы приложения 4. Алюминиевые провода сечением меньше 2,5 мм2 для питания двигателей не используют.

Стандартные плавкие вставки предохранителей выпускаются на номинальные токи 6,10,15,20,25,30,50,60,80,100,120,150 A.

Номинальный ток плавкой вставки Iвств выбирается по значению пускового тока двигателя. Для электродвигателей механизмов с легкими условиями пуска отношение пускового тока двигателя к номинальному току плавкой вставки должно быть не более 2,5, а для электродвигателей механизмов с тяжелыми условиями пуска(большая длительность разгона, частые пуски и т.п.) это отношение должно быть от 2 до 1,6. Следовательно, Iвств. =Iпуск/1,6…2,5 и нужно выбрать стандартную плавкую вставку, удовлетворяющую этому условию.

Определить величину пускового тока можно из отношения Iпуск/Iном  (таблица 16).

Частота вращения магнитного поля статора двигателя(синхронная частота) n1 зависит от числа пар полюсов двигателя (p) и частоты f1 колебаний напряжения трехфазной системы, которые подводятся к статорным обмоткам:

n1=60f1/р   об.мин.

Для нужд промышленности выпускаются электродвигатели с разным числом обмогток и соответсвенно  пар полюсов, поэтому двигатели имеют разные синхронные частоты  n1.

При любой механической нагрузке, которую может преодолеть двигатель, синхронная частота n1 остается величиной постоянной в отличие от частоты вращения ротора n2, которая всегда меньше n1 и изменяется по величине, если в процессе работы двигатель преодолевает разные тормозные моменты.

Число полюсов p и синхронную частоту n1 можно определить по типу двигателя.

Условное обозначение (маркировка) двигателей состоит из цифр и букв. Схематично это можно показать так:

4AИA, X(50 – 355) S,M,L,A,B (2…12) Y 1,2,3

Расшифровываются эти обозначения следующим образом.

4 – порядковый номер серии. Раньше выпускались двигатели серий A2 и A3, а позже начали выпускаться двигатели серии АИ (асинхронная  интерэлектро).

A –асинхронный.

Дальше указывается исполнение двигателя по способу защиты от окружающей среды:

H – защищенного исполнения. Отсутствие знака означает обдуваемое исполнение.

Затем указывается исполнение двигателя по материалу станины и щитов:

A – станина и щиты из алюминия.

X –станина алюминиевая, щиты чугунные. Отсутствие знака означает, что станина и щиты чугунные или стальные.

Указывается высота оси вращения в мм. Она может быть от 50 до 355 мм.

Размеры по длине станины обозначаются латинскими буквами:

S – станина самая короткая.

M – промежуточная.

L – длинная.

Буквами же обозначается и длина сердечника статора:

A – первая длина,

B – вторая. Отсутствие букв означает, что для данного типа сердечник только одной длины.

За буквой A или B, а если их нет, сразу же после установочного размера указывается число полюсов(2,4,6,8 или 12).

Дальше указывается климатическое исполнение электродвигателя:

Y – для умеренного климата.

Наконец, цифрой указывается категория размещения:

1 – на открытом воздухе,

2 – под навесом,

3 – в закрытых неотапливаемых помещениях.

В маркировке двигателя указывается число полюсов, а число пар полюсов будет в два раза меньше. Например, для двигателя 4A280M6Y3 - число обмоток равно 9,число полюсов 6, число пар полюсов p=3 и синхронная частота вращения магнитного поля

n1=60f1/p=60*50/3=1000 об/мин-1 .

Зная синхронную частоту n1 и номинальное скольжение sНОМ (таблица 17), можно определить частоту вращения ротора n2 .  

Скольжение s=( n1 – n2)/n1.  Откуда n2 ном= n1*(1 –sНОМ).

Здесь s подставляют в формулу не в процентах, а в сотых долях от числа. Например, если s=4%, то считают s=0,04.

Вращающий момент при номинальном режиме работы двигателя определяется по формуле Mвр.ном=9,550 P1ном/ n1ном, где Mвр.ном выажено в Н*м;   

P1ном – в Вт; n1 ном – в мин-1.

Механические параметры электродвигателя должны соответствовать параметрам приводимого им механизма во всех режимах его работы. Это соответствие проверяют, в первую очередь, по механической характеристике Mвр=F(s).

По заданной перегрузочной способности двигателя Mмакс/Mном=λ определяется максимальное значение вращающего момента Mмакс и значение скольжения sКР, при котором момент наибольший

sКР=sНОМ (λ±).

Необходимо найти оба корня этого уравнения и выбрать такое значение sКР, при котором номинальный режим был бы в области устойчивой работы двигателя, то есть должно выполняться условие: sНОМ<sКР .

При построении механической характеристики нужно учесть, что в соответствии с принципом работы асинхронного двигателя при s=0 вращающий момент на валу двигателя отсутствует, Mвр=0.

В первый момент после включения двигателя в сеть, когда уже существует вращающееся магнитное поле, но ротор в силу инерционности еще неподвижен n2=0, скольжение s=1.

Вращающий момент при таком скольжении называется пусковым - Mпуск. Величину этого момента и моментов при скольжении s=0,2; 0,4; 0,6 и 0,8 можно подсчитать по формуле: Мвр=2Мвр макс/(s/ sКР+sКР /s)

Результаты вычислений вращающего момента удобно свести в таблицу. По полученным данным нужно построить график Мвр=F(s). На графике указать точки, соответствующие номинальному, максимальному и пусковому моментам; указать области устойчивой и неустойчивой работы двигателя.

ЗАДАЧА 9. Производственный механизм работает в переменном режиме с нагрузкой Р в течение времени tц. Данные режима работы производственного механизма приведены в табл.18 и 19. Требуется построить нагрузочную диаграмму P=F(t)  работы механизма и выбрать мощность асинхронного двигателя для привода механизма (приложение 5).Выписать из приложения параметры выбранного двигателя.

ТАБЛИЦА 18

Потребляемая мощность P, кВт

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

25

10

18

5

10

15

15

15

8

8

10

25

30

20

8

25

30

30

4

4

35

50

0

30

25

0

10

4

6

6

8

8

25

0

15

30

6

6

20

20

5

4

10

4

4

5

20

10

10

10

0

15

0

8

30

0

8

6

6

6

25

10

18

0

15

15

15

8

8

8

10

25

30

5

10

25

30

30

8

8

35

40

0

20

8

10

8

15

4

4

ТАБЛИЦА 19

Продолжительность работы, мин

t1

t2

t3

t4

t5

t6

t7

t8

T9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

20

45

60

45

30

50

5

45

10

10

24

30

10

15

40

10

4

20

20

15

8

5

5

10

10

30

30

10

15

20

18

60

30

50

15

5

10

60

5

20

30

55

15

20

25

75

10

40

30

10

10

10

60

40

10

60

30

30

25

50

20

45

60

45

50

4

20

45

35

10

22

30

10

50

30

4

5

10

40

15

8

5

5

10

40

10

25

20

50

20

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЗАДАЧЕ 9

По данным, приведенным в табл.18 и 19, построить временную нагрузочную диаграмму электродвигателя (рис.23). По осям диаграммы обязательно нанести масштабные метки.

Рис.23. Пример временной нагрузочной диаграммы электродвигателя.

Мощность двигателя подбирается при заданных режимах работы по величине эквивалентной мощности, которая равна:

где tц – полное время работы электродвигателя tц=t1+t2+t3+…t9,

     Pк – мощность на валу двигателя в k-ом цикле,

     tk  –  длительность k-ого цикла работы электродвигателя.

По Pэкв выбирается мощность двигателя для привода производственного механизма из условия, что P ном(катал.)Pэкв. Величина Pном(катал.) выбирается по данным из приложения 5.

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ

  1.  Энергия и мощность электрической цепи переменного тока. Закон Ленца – Джоуля. Нарисовать схемы включения приборов для измерения мощностей.
  2.  Неразветвленная цепь, содержащая активное сопротивление и индуктивность. Методы расчета. Закон Ома, коэффициент мощности, векторная диаграмма.
  3.  Неразветвленная цепь, содержащая активное сопротивление и емкость. Методы расчета. Закон Ома, коэффициент мощности, векторная диаграмма.
  4.  Неразветвленная цепь, содержащая активное сопротивление, емкость и индуктивность. Методы расчета. Закон Ома, коэффициент мощности, векторная диаграмма.
  5.  Резонанс напряжений. Неразветвленная цепь, содержащая активное сопротивление, емкость и индуктивность. Закон Ома, коэффициент мощности, векторная диаграмма при резонансе напряжений.
  6.  Разветвленная цепь переменного тока. Методы расчета. Резонанс токов. Векторная диаграмма при резонансе токов.
  7.  Соединение обмоток генератора и приемников в звезду. Векторная диаграмма при несимметричной нагрузке. Соотношения между линейными и фазными токами и напряжениями
  8.  Четырехпроводная система. Соединение приемников в звезду. Векторная диаграмма при несимметричной нагрузке . Соотношения между линейными и фазными токами и напряжениями.
  9.  Соединение обмоток генератора и приемников энергии в треугольник. Векторная диаграмма при несимметричной нагрузке. Соотношения между линейными и фазными токами и напряжениями
  10.  Неразветвленная цепь, содержащая активное сопротивление, емкость и индуктивность. Методы расчета. Закон Ома, коэффициент мощности, векторная диаграмма. Треугольник сопротивлений. Резонанс напряжений.
  11.  Разветвленная цепь, содержащая активное сопротивление, емкость и индуктивность. Методы расчета. Закон Ома, коэффициент мощности, векторная диаграмма. Треугольник проводимостей. Резонанс токов
  12.  Мощности в цепи синусоидального тока. Схема включения приборов для измерения активной, реактивной и полной мощностей.
  13.  Измерение электрической энергии.
  14.  Коэффициент мощности и его экономическое значение. Методы компенсации реактивной мощности.
  15.  Способы повышения коэффициента мощности.
  16.  Свойства симметричных трехфазных цепей. Мощность трехфазной цепи. Симметричный и несимметричный режимы работы цепи. Режимы нейтрали.
  17.  Транзисторные усилители электрических сигналов. Классификация и особенности их применения.
  18.  Классификация и типы транзисторных усилителей. Коэффициент усиления. Схемы включения биполярных транзисторов в усилительных каскадах.
  19.  Обратная связь в усилителях. Усилители, выполненные на интегральных микросхемах.
  20.  Схемы операционных усилителей. Автогенераторы.
  21.  Импульсные устройства и логические схемы.
  22.  Выпрямители. Сглаживающие фильтры.
  23.  Логические цифровые устройства на больших интегральных схемах.
  24.  Логические схемы И, ИЛИ, НЕ, ИЛИ-НЕ, И-НЕ на МОП- и КМОП- транзисторах.
  25.  Трансформаторы. Принцип действия. Режим холостого хода. Работа трансформатора под нагрузкой.
  26.  Трансформаторы. Опытное определение параметров трансформатора.
  27.  Трансформаторы. Опыт короткого замыкания.  
  28.  Трехфазный трансформатор. Схемы включения обмоток.
  29.  Автотрансформатор.
  30.  Электропривод. Применение ЭВМ и микропроцессоров в системах управления электроприводами.
  31.  Электропривод. Выбор двигателей. Схемы электроснабжения предприятий.
  32.  Особенности электроснабжения предприятий пищевой промышленности. Рациональное использование электроприводов.
  33.  Последовательное, параллельное и смешанное соединение резисторов. Привести примеры и расчетные формулы.
  34.  Амплитуда синусоидального напряжения на входе цепи с активным сопротивлением равна 220 В, а начальная фаза = 45. Напишите выражение для мгновенного значения напряжения и постройте векторную диаграмму для тока и напряжения.
  35.  Мгновенное значение переменного тока в цепи i=7,8 sin (ωt+/4) А. Определите действующее значение тока
  36.  Амплитуда синусоидального напряжения равна 100В, начальная фаза равна -/4, частота равна 100 Гц. Напишите выражение для мгновенного значения напряжения.
  37.  На векторной диаграмме представлены напряжения U1 и U2. Напишите выражения для мгновенных значений этих напряжений.
  38.  По результатам измерений тока, напряжения и активной мощности определите параметры электрической цепи.
  39.  Определите коэффициент усиления по напряжению операционного усилителя, если известны его параметры
  40.  По результатам опытов холостого хода и короткого замыкания определите потери и КПД трансформатора.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.  ПЕРЕНОСНЫЕ ВАТТМЕТРЫ

ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ.

Тип

Номинальный

ток, A.

Номинальное

напряжение, B.

Число делений

Шкалы

Д501

2,5 – 5

150–300

75

АСТД

5

150–300–450–600

150

Д529/4

2,5 –5

37,5–75–150–300

75

Д539/1

5 – 10

30–75–150–300

75

Д539/2

5 – 10

75–150–300–600

75

Д539/3

2,5 –5

30–75–150– 300

75

Д539/4

2,5 –5

75–150–300–600

75

Д568

-2,5 – 5 –10

15–30–75–150–300

50


ПРИЛОЖЕНИЕ 2

1.        2.

   3.

1. Выходные вольтамперные характеристики полевого транзистора КП302А.

2. Выходные вольтамперные характеристики полевого транзистора КП302Б.

3. Выходные вольтамперные характеристики полевого транзистора КП302В.


ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Зависимость сопротивления фоторезистора (Rф) от входного тока оптрона.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Длительно допустимые токовые нагрузки на изолированные провода с медными и алюминиевыми жилами при прокладке сети в помещениях (температура окружающего воздуха 25С).

Сечение

жилы,

мм2

I, А

I, A

Провода медные с резиновой или полихлорвиниловой изоляцией,

проложенные открыто

Провода алюминиевые с резиновой

или полихлорвиниловой изоляцией,

проложенные открыто

Трехжильный

Трехжильный

1,5

19

2,5

25

19

4,0

35

27

6,0

42

32

10,0

55

42

16,0

75

60

25,0

95

75

35,0

120

90

50,0

145

110

70,0

180

140

90,0

220

170


ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Выпускаемые отечественной промышленностью асинхронные электродвигатели серии 4А.

Ном.мощн.,

Pн, кВт.

n

об/мин.

ном, %.

cos ном

Iпуск/Iном

Mмакс/Mном

0,18

2760

66

0,76

5,0

2,2

0,25

2760

68

0,77

5,0

2,2

0,55

2730

73

0,86

5,0

2,2

0,75

2840

77

0,87

5,5

2,2

1,1

2810

77,5

0,87

5,5

2,2

1,5

2850

81

0,85

6,5

2,2

2,2

2850

83

0,87

6,5

2,2

3,0

2880

84,5

0,88

6,5

2,2

4,0

2880

86,5

0,89

7,5

2,2

5,5

2920

87,5

0,91

7,5

2,2

7,5

2920

87,5

0,88

7,5

2,2

11

2930

88

0,9

7,5

2,2

15

2930

87,5

0,9

7,5

2,5

18,5

2930

88,5

0,92

7,5

2,5

22

2950

89

0,9

7,5

2,5

30

2940

90

0,92

7,5

2,5

37,0

2940

90

0,89

7,5

2,5

45

2940

91

0,9

7,5

2,5

55

2950

90,5

0,92

7,5

2,5

75

2960

91

0,9

7,5

2,2

90

2960

92

0,9

7,5

2,2

110

2970

91

0,89

7,0

2,2

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Шкала мощностей стандартных трехфазных силовых трансформаторов

в кВА  10;16;25;40;63;100;160;250;400;630;1000;1600;2500;4000;6300.

Иноземцев И.М., Гаврилюк Я.Д., Иванов О.А.

Электротехника и электроника. Общая электротехника и электроника.

Рабочая программ, методические документы, тематика контрольных работ.

Подписано к печати:    

Тираж: 300             

Заказ №:4070


I
С

N

EMBED Equation.3  

3

EMBED Equation.3  

Рис.6. Электрическая цепь

переменного однофазного тока.

`

EMBED Equation.3  

`

EMBED Equation.3  

I

1

Еп

 

Еп

 

+Еп

 

вых

СИ

iB3

RИ

iН

 

Rз

 

Uca

I2

I1

А

С

Uca

Ic

Iа

Za

Zc

I1

I2

Ia=I1+I2

2

1

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

Рис.2.

P8

P6

P5

P3

P2

P1

P7

ZC

ZB

ZA

N

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

C

B

A

U

 

CC

Rн

 

CC

 

-

 

Uвх1

Рис.7. Треугольник

сопротивлений.

Eп

U

Roc

 

Rr

+

Рис.1.

B

C

30

30

UB

UCB

-UB

IC

IВ

UC

UA

IA

-UB

UAB

+

IА

30

30

UBC

UAC

IC

IB

А

С

В

IA

EMBED Equation.3  

C

Рис.15.

2

Рис.5. Варианты

схем к задаче 2

30

1

60

30

N

C

IC

-IBC

ICA

UCA

UBA

IB

-IAB

IBC

UBC

IAB

-ICA

IA

Zэкв

UAB

EMBED Equation.3  

A

B

n

d

a

,

 

b

2

I

m

k

`

U

U

`

1

I

Z

jX

r

L

U

C

2

`

U

r

2

X

I1

 

ab

I3

2

 

`

I2

I

 

m

 

n

`

r1

`

2

r2

 

a

I

b

 

 

k

 

d

 

U

U

U

U

U

U

C

C

L

C

C

C

L

L

L

L

C

C

L

L

L

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

L

L

L

R

L

R

C

C

C

C

R

R

R

R

C

R

R

R

6

C

R

9

8

7

0

5

4

3

2

1

U

U

r

1

I

`

1

X

1

I

`

Рис.11. Векторная

диаграмма

A

B

C

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

N

ZA

ZB

ZC

P7

P1

P2

P3

P5

P6

P8

Рис.1.

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

 

+

 -14

-Uвых,В

 -12

 -10

Uвх.диф.=Uвх1-Uвх2

 -8

 -6

 -4

 -2

0,5

 1

1,5

 2

2,5

 3

3,5

 4

4,5

 5

-0,5

-1,5

-2,5

-3,5

-Uвх диф.

 1

-1,0

-2,0

-3,0

-4,0

-Uвх диф,мВ

 2

 4  

 6

b

 8

10

a

12

Uвых,В

Uвх2

-

+

-

+

+

 

Еп

-

`

`

`

 

C

U

CA

U

`

 

A

j

 

B

j

 

C

j

 

`Ic

 

A

U

 

UBC

B

U

`

 

3

I

`

IN

`

-

=

2

I

 

 

A

I

`

-

=

1

I

 

ис.4

Р

 

AB

U

`

 

B

I

`

 

3

I

`

-

 

2

I

`

-

`

 

 

U вых

 

 

I

Rф

UR2

R2

СД

Uвых

Еп

Uвх

Iвх

 

Н

U

 

b3

I

 

b2

I

 

3

B

 

2

B   

 

1

B   

 

b1

I

 

 

+

 

Н

I

RН

 

2C

U

 

С

 

2A

U

 

2B

U

 

В

 

А

 

1A

U

 

1B

U

 

1C

U

P8

P6

P5

P3

P2

P1

P7

ZC

ZB

ZA

N

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

C

B

 

 

МИН

C

I

*

*

W2

А

В

С

нагрузка

*

*

W1

*

*

W2

А

В

С

нагрузка

*

*

W1

А

В

С

нагрузка

*

*

W2

*

*

W1

P кВт

t, мин

0

Uзн=0

-2В

-1,5В

-1В

-0,5В

0             5              10            15             20

U, В

Ic, mA

25

30

20

15

10

5

-2,5В

Uзн=0

-2В

-1,5В

-1В

-0,5В

0             5              10            15             20

U, В

Ic, mA

40

30

20

10

Uзн=0

-2В

-1,5В

-1В

-0,5В

0             5              10            15             20

U, В

Ic, mA

25

30

20

15

10

5

-2,5В

0,01

0,02

0,03

0,04

0,08

0,1

0,2

1,0

2,0

4,0

3,0

0,8

0,5

0,4

0,3

0,6

0,06

5,0

Rф,МОм

0        2          4         6         8        10 Iвх,мА

МАКС

C

I

m

ВЫХ

I

 

0

m

ВЫХ

U

 

C1

I

D

 

C2

I

D

 

ЗИ 4

U

 

ЗИ О

U

=

ЗИ 3

U

 

ЗИ 2

U

 

ЗИ 1

U

m

ВХ

U

СИ

U

D

СИ  МАКС

U

O

СИ

U

 

СИ  МИН

U

 

CO

I

 

П

E

VН

iB2

iB3=i2CBA

iB2=i2BA

0

0

0

0

0

B

A

A

A

A

iB1=i2A

iB1

3

2

5/6

4/6

3/6

2/6

/6

U2 A

U2 C

U2 B

U2 B

U2 A

U2 МАКС

t, рад

0

UН СР

U2 МАКС

IН СР

I2 МАКС

t, рад

t, рад

t, рад

t, рад

t, рад

U2,B

 

Д

 

A

 

T

 

B

 

C

 

C

I

 

СИ

U

 

/RН

П

=E

C

ZВ

ZА

ZС

ZВ

ZА

ZС

I2

I3

I1

IN

A


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

41759. Работа менеджера с электронной записной книжкой Microsoft OneNote 2010 73.27 KB
  В отличие от бумажных систем текстовых редакторов приложений электронной почты и других офисных программ OneNote позволяет собирать и упорядочивать текстовые заметки рисунки цифровой рукописный текст аудио и видеозаписи и другие материалы в одной цифровой записной книжке на компьютере. OneNote может повысить эффективность работы поскольку вся нужная информация находится под рукой а время которое приходится тратить на поиск сведений в сообщениях электронной почты бумажных записных книжках папках и распечатках сокращается. OneNote...
41760. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМА НАПРЯЖЕНИЯ СЕЛЬСКОЙ РАДИАЛЬНОЙ СЕТИ И ВЫБОР НАДБАВОК У ТРАНСФОРМАТОРОВ 65.17 KB
  Замкнутой называют электрическую сеть магистральные линии которой получают питание не менее чем с двух сторон. Расчетная схема линии с двухсторонним питанием Рис. Схема трёхфазной распределительной линии с двухсторонним питанием а и её однофазная модель переменного тока б Рис. Результаты опыта при номинальном режиме работы линии Условия опыта 1.
41761. Исследование протокола FTP (File Transfer Protocol) 272.9 KB
  Получить практические навыки в использовании протокола FTP File Trnsfer Protocol. Провести сеансы работы с FTPсервером в активном и пассивном режимах используя Windows Commnder. Провести сеансы работы с FTPсервером в активном и пассивном режимах с помощью стандартного FTPклиента Windows.
41762. ИОННООБМЕННАЯ АДСОРБЦИЯ 63.35 KB
  В каждой порции определите кислотность для этого пипеткой отберите 10 мл элюата перенесите в стакан и титруйте 02 М NOH в присутствии фенолфталеина. Постройте кривую зависимости концентрации кислоты от объема вышедшего элюата.1 Результаты зависимости концентрации кислоты от объема элюата прошедшего через колонку № опыта Объем 02 М NOH V мл Концентрация элюата с г мл 1 n Часть 2.2 Результаты зависимости рН от объема элюата прошедшего через колонку № опыта Объем элюата V мл рН 1 n 5.
41763. Программирование на языках Техno ST и Техno FBD 1.37 MB
  Добавьте каналы хранящие значение стоимости продукта расхода продукта периода генерации рисунок 3. Рисунок 3. Для этого задайте противоположные углы кнопок щелчком левой кнопки мыши рисунок 3. Выделите строку mousePressed и вызовите контекстное меню рисунок 3.
41764. Изучение и анализ конструкций систем охлаждения транспортных двигателей 77.95 KB
  Ознакомиться с устройством систем охлаждения различных двигателей, уметь анализировать их конструктивные особенности.
41765. Работа с таблицами в MS ACCESS 52.72 KB
  Работа с таблицами в MS ACCESS. Цель работы: изучение принципов создания запросов в СУБД MS Acces. Создание запроса на выборку товара не позднее определённой даты.
41766. Использования вспомогательных средств трансформирования простых объектов в Corel Drаw 2.11 MB
  Цели занятия: Сформировать умения использовать средства привязки выравнивания и распределения объектов инструментов изменения формы объектов. Учащиеся должны научиться: Осуществляет привязку объектов к сетке направляющим; выполняет выравнивание и распределение объектов. Применять инструменты изменения формы объектов.
41767. Настройка фрезерного станка и делительной головки на нарезание зубчатого колеса с винтовым зубом 946.84 KB
  Задание: Изучить устройство станка и делительной головки. Рассчитать настройку делительной головки и настроить её на работу. Поэтому необходимо усвоить следующее: Устройство механизмов отсчёта делительной головки и методику их наладки.