Контрольная работа по "Электротехнике"

 

Министерство  Российской Федерации по делам гражданской  обороны, чрезвычайным ситуациям и  ликвидации последствий стихийных  бедствий

 

 

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ ГОСУДАРСТВЕННОЙ

ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ

 

 

 

 

Контрольная работа

 

ДИСЦИПЛИНА: Электротехника

 

 

 

 

 

 

        Литвинова Виктора Владимировича 

 

    

Специальность 280104.65– 

Пожарная безопасность

Вариант 06

Курс 2

Форма обучения: заочная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сыктывкар

2010

 

Содержание:

Задача №1.………………………………………………..…….………стр.3 

Задача №2……………………………………………………………... стр.5

Задача №3………..…………………………………………………..…стр.7

Задача №4…………………..…………………………………..………стр.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача  № 1.

         Для цепи постоянного тока  со смешанным соединением резисторов (сопротивлений), определить: 1) величины  сопротивлений, отмеченных в табл. 1 знаком вопроса, 2)токи, проходящие через каждый резистор,3)расход электроэнергии в цепи за время t =100 ч. Проверить решение задачи, применив 1-й закон Кирхгофа.

Вариант	Номер рисунка	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	R4, Ом	R5, Ом	rэкв. Ом	U,I,P
06	6	7	3	15	20	5	?	I=10A

Определить:

1) r_экв - ?

2) I₁, I₂, I₃, I₄₁, I₄₂, I₅ - ?

3) Q_t -? t= 100 ч

Решение.

1. Найдем общее эквивалентное сопротивление цепи (r_экв). Метод полсчета общего эквивалентного сопротивления цепи со смешанным соединением резисторов сводится к  последовательному упрощению схемы. Сопротивление R₄ и R₅ соединены параллельно. R₁+R₂ и R₃ так же соединены параллельно. Найдем их сопротивление.

2. Найдем токи, протекающие через каждый резистор.

 

 

 

U₁ – напряжение цепи резисторов R₁,R₂,R₃;

U₂ – напряжение цепи резисторов R₄,R₅.

 

3. Найдем общую мощность цепи;

                             P=U_AB·I = 100^.10=1000 Вт=1 кВт.

          Определим расход энергии;

                             W=P·t=1^.10=10 кВт ^.ч.

         Проверяем баланс мощностей;

                                                                                                                                    P=P₁+P₂+P₃₊P₄=I₂²R₅+I₃²R₄+I₄²(R₁+R₂)+I₅²R₃=8^2.5+2^2.20+6²·10+4^2.15=320+80+360+240=1000 Вт = 1 кВт.

                                        1 кВт=1 кВт,

         что свидетельствует о правильном  решении задачи.

 

Ответ: 10 Ом; 10 А; 8 А; 2 А; 6 А; 4 А; 1 кВт;

Задача  № 2

 

Для цепи переменного  тока (рис. 26-39) определить величины, перечисленные  в последней графе табл. 2. Номер рисунка со схемой и данные к задаче указаны  там же. Построить в масштабе векторную диаграмму цепи с кратким описанием порядка ее построения

 

 

Вариант	Номер рисунка	; Ом	; Ом	; Ом	; Ом	; Ом	; Ом	I,U,S,P,Q,Z,L,φ˚,C	Определить
06	31	4	2	-	-	-	-	Φ=53˚;U=100 B	XL1,I,φ˚,S,P,Q

 

 

 

Определить: XL1,I, φ˚,S,P,Q - ?

Решение.

 

1) Сначала находим полные сопротивления:

 

Находим коэффициент  мощности:

Sin φ=0,8

2) Дальше нужно определить общий ток I неразветвленной части цепи.

 

Из треугольника токов 

 

 

         

Находим по таблице величину угла сдвига фаз в градусах: φ=10˚.

 

4. Строим Векторную диаграмму

 

Строим диаграмму: 1) горизонтально в масштабе откладываем  вектор напряжения (напряжение U общее для всех ветвей):

                 

2) под углом φ в сторону отставания от вектора напряжения (вниз) откладываем в масштабе вектор тока, а под углом φ в сторону опережения (вверх) откладываем в масштабе вектор тока I.

 

5. Независимо от расчетного или геометрического способов подсчета общего тока мощности определяются:

полная мощность S=U·I = 100·10 = 1000 (B·A);

активная мощность P=U·I·Cosφ =1000·0,6 = 600 (Вт);

реактивная  мощность Q=U·I·Sinφ = 1000·0,8 = 800 (вар).

Ответ: 10 Ом; 10 А; 53^o; 1000 B·A; 600 Вт; 800 вар;

 

Задача  № 3

 

Три этажа цеха швейной фабрики женской одежды освещаются лампами накаливания. Осветительные  приемники включены по схеме "звезда с нейтральным проводом" в трехфазную четырехпроводную цепь, которая получает питание от распределительного пункта цеха (рис №1). Линейное напряжение U_л, фазное U_ф. В Фазу A включено n₁, в фазу B-n₂ и фазу С - n₃ ламп мощностью по Р_лампы каждая. Ток лампы I_лампы, сопротивление лампы rлампы. Фазные токи I_A, I_B, I_C, ток в нейтральном проводе I₀. Активные мощности фаз P_A, P_B ,P_C, активная мощность трех фаз Р. Сопротивление фазы А – r_A. Израсходованная осветительной аппаратурой активная энергия W_A. Время работы цепи t.

 

Вариант

Uл, В

Uф, В

n1 лампы

n2 лампы

n3 лампы

Pламп Вт

IА A

IВ А

IС А

I0 А

PА кВт

PВ кВт

PС кВт

P кВт

Iлампы А

rлампы Ом

rА Ом

t ч

Wa

06

380

-

?

?

?

300

-

?

?

-

2.1

1.2

1.8

?

?

?

-

160

?

 

Определить: n₁, n₂, n₃, I_B - ?, I_C - ?, P - ?, I_Л - ?, r_Л - ?, W_a - ?

 

Решение.

 

1. Определяем фазные (линейные) токи по закону Ома

 

U_A = U_B = U_C = U_л/√3 = 380/1,73 = 219,615 ≈ 220 В;

 

 

 

Р_ф1 = Р_А = n₁*P_ламп => n₁ = 7

Р_ф2 = Р_В = n₂*P_ламп => n₂ = 4

Р_ф3 = Р_С = n₃*P_ламп => n₃ = 6

 

 

 

 

 

Полную мощность определяем как сумму мощностей  фаз:

 

Р = P_A + P_B + P_C = 2,1+1,2+1,8 = 5,1 кВт;

 

 

Ответ: 7;4;6; 5,45 А; 8,18 А; 5,1 кВт; 2,2 А; 5,3 Ом; 336 кВт·ч;

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача  № 4      

Трехфазный  асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором приводит в движение грузовой подъемник, установленный в здании универсама. Линейное напряжение U_1, ток, потребляемый двигателем из сети I₁ . Частота тока в сети f₁=50Гц,частота тока в обмотке ротора f ₂ . Активная мощность, потребляемая двигателем P₁, полезная мощность P₂, суммарные потери в двигателе SP, коэффициент мощности cosj к.п.д. двигателя h, вращающий момент M, развиваемый двигателем при работе электромеханического подъемника. Число пар полюсов p. Частота вращающего магнитного потока n_1, частота вращения ротора n₂ и его скольжение s. Используя значения данных двигателя, указанных для вашего варианта в табл. определить неизвестные величины, против которых в соответствующих графах таблицы поставлен знак вопроса.

Электропровод: трехфазный асинхронный двигатель-механизм грузового подъемника   f₁=50Гц

Вариант

U1, В

I1, А

P1, КВт

P2н, кВт

hн

SP, кВт

cosj

M, Н*м

n1, об/мин

n2, об/мин

S, %

f, Гц

p

06

380

16

?

?

0,81

?

0.89

?

3000

2940

-

-

?

 

Определить:

P₁ - ? P_2н - ? SP - ?  M - ? p - ?

Решение

1. Определить потребляемую  двигателем мощность по формуле:

 

 

2. Полезную мощность P_1н и суммарные потери в двигателе определим по формуле:

 

Откуда

 

 

 

3. Номинальный момент вращения M_н определим по уже известной формуле

По условию  задачи n2H=2940 об/мин. Ближайшая величина частоты вращения магнитного поля (синхронная частота ) n1 =3000 об/мин. Следовательно

 

4. При промышленной частоте f₁=50Гц = const формула примет вид:

 

 

 

 

Ответ: 9,4 кВт; 7,614 кВт; 1,786 кВт; 25 Н·м; 1