|
|
Общая электротехника с основами электроники (задачи)Задача 1. Для схемы, изображенной на рис. 1, определить силу тока I5 при заданном напряжении U2=30 В. Определить мощность, потребляемую всей цепью, и расход электроэнергии за 8 часов работы. Как измениться ток I, при замыкании накоротко резистора R5 при UAB= const? Рис. 1. Решение: 1. Определим общее сопротивление разветвления R2, R3. Резисторы соединены параллельно, поэтому: Теперь схема приобретает вид, показанный на рис. 2. Рис. 2. 2. Резисторы R2,3 и R4 соединены последовательно, их общее сопротивление: Соответствующая схема приведена на рис. 3. Рис. 3. 3. Резисторы R2,3,4 и R5 соединены параллельно, их общее сопротивление: Теперь схема цепи имеет вид, приведенный на рис. 4. Рис. 4. 4. Находим эквивалентное сопротивление всей цепи: (рис.5). Рис. 5. 5. Зная напряжение U2, находим силу тока через резистор R2: Напряжение U2 приложено также к резистору R3 (см. схему рис. 1), поэтому ток через R3: . 6. Применяя первый закон Кирхгора, находим ток через резистор R4: . 7. Находим падение напряжения на резисторе R4: . 8. Определяем напряжение на резисторе R5: . 9. Определяем искомый ток через резистор R5: . 10. Для определения мощности, потребляемой всей цепью, вначале находим ток I1. Согласно первому закону Кирхгофа: . Тогда искомая мощность: . 11. За время t = 8 ч = 8 * 3600 = 28800 с расходуется электрической энергии: или в киловатт-часах: . 12. При замыкании накоротко резистора R5 схема цепи приобретает вид, приведенный на рис.6. Рис. 6. Сравнивая схему рис.6 со схемой рис.5, получаем, что до замыкания был ток , то есть, произошло увеличение тока I1 в 2,5 раза. Другими словами, увеличение тока I1 происходит из-за уменьшения общего сопротивления цепи. Задача 2. Для электрической цепи, схема которой изображена на рис. 7, известны следующие величины: активные сопротивления R1=10 Ом и R2=6 Ом; емкостное сопротивление xс1=12 Ом; ток в цепи I = 5 А. Рис.7. Определить: полное сопротивление z; напряжение U, приложенное к цепи; угол сдвига фаз ?; активную P, реактивную Q и полную S мощность цепи. Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и пояснить ее построение. Пояснить характер изменения тока, активной и реактивной мощности в цепи при увеличении частоты тока в два раза. Напряжение, приложенное к цепи, считать неизменным. Решение: 1. Определяем полное сопротивление цепи: . 2. Находим напряжение, приложенное к цепи: . 3. , откуда определяем угол сдвига фаз: . 5. Определяем реактивную мощность цепи: . 6. Находим полную мощность цепи: . 7. Определяем падение напряжения на сопротивлениях цепи: Построение векторной диаграммы начинаем с выбора масштабов для тока и напряжения. Задаемся масштабом по напряжению: в 1см - 10 В. Построение векторной диаграммы начинаем с вектора тока I, который откладываем по горизонтали длиной (рис. 8). Рис. 8. Вдоль вектора тока I откладываем векторы падений напряжения на активных сопротивлениях . Их длины соответственно . Из конца вектора напряжение откладываем в сторону отставания от вектора тока на 90? вектор падения напряжения на конденсаторе длиной . Геометрическая сумма векторов равна вектору полного напряжения, приложенного к цепи. 8. При увеличении частоты тока в 2 раза уменьшиться также в 2 раза емкостное сопротивления . Это приведет к уменьшению полного сопротивления цепи (менее чем в 2 раза) и к соответствующему увеличению тока. Активная мощность из-за этого увеличится. Реактивная мощность определяется по формуле . Так как ток I увеличится, а сопротивление xc1 уменьшится, то характер изменения I и xc1 (на что влияет в свою очередь соотношение сопротивлений R1 + R2 и xc1). Поэтому выяснить, что произойдет с реактивной мощностью при увеличении частоты в 2 раза, можно лишь путем расчета. Так как новое значение емкостного сопротивления будет , то т.е. получено, что при увеличении частоты тока в 2 раза реактивная мощность уменьшится по абсолютной величине, не изменившись по знаку. Контрольная работа № 2 Задача 2. Для питания пониженным напряжением цепей управления электродвигателями на пульте установлен однофазный двух-обмоточный трансформатор номинальной мощностью Sном= 400 В?А . Номинальное напряжение вторичной обмотки Uном2 = 12 В. Коэффициент трансформации К=18,3. Магнитный поток в магнитопроводе Фм = 0,02 Вб. Частота тока в сети f = 50 Гц. Трансформатор работает с номинальной нагрузкой. Потерями в трансформаторе можно пренебречь. Определить: номинальное напряжение первичной обмотки Uном1; номинальные тока в обмотках Iном1 и Iном2; числа витков обмоток ?1 и ?2. Начертить схему включения такого трансформатора в сеть. Решение: 1. Используя формулу для коэффициента трансформации , находим Uном1: . 2. Токи в обмотках при номинальной нагрузке: 3. Число витков ?2 вторичной обмотки находим из формулы . Учитывая, что при холостом ходе , получаем: Схема включения трансформатора в сеть представлена на рис. 9. Рис. 9. Задача 10. Заданы следующие величины, которыми характеризуется трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором: число витков обмотки статора ?1=48 витков; обмоточные коэффициенты обмоток статора и ротора ко1=0,96 и ко2=0,97; амплитуда вращающегося магнитного потока Фм=0,035 Вб; э.д.с., наводящаяся в фазе обмотки ротора при его вращении со скольжением S Е2S=4 В; синхронная частота вращения поля n1=1000 об./мин.; частота вращения ротора n2=960 об./мин.; частота тока в сети f1 =50 Гц. Определить: э.д.с. в фазе обмотки статора Е1; э.д.с. в фазе обмотки неподвижного ротора Е2; скольжение ротора S; число пар полюсов обмотки статора p; числовитков обмотки ротора ?2; частоту тока в роторе f2S . Пояснить влияние активного сопротивления цепи ротора на значение пускового тока и пускового момента. Начертить зависимость М=f(S) для двух значений сопротивления цепи ротора: R1 и R2 , при чем R1>R2 . Решение: 1. Э.д.с. в фазе обмотки статора: . 2. Скольжение ротора: . 3. Э.д.с. в фазе обмотки неподвижного ротора определяем из формулы (где скольжение S - в процентах): . 4. Число пар полюсов: . 5. Число витков обмотки ротора: . 6. Частота тока в роторе, вращающемся со скольжением: . 7. Активное сопротивление цепи ротора влияет на значение как пускового тока, так и пускового момента. С увеличением этого сопротивления пусковой ток уменьшается. Влияние же на пусковой момент сложнее. Существует такое значение активного сопротивления цепи ротора, при котором пусковой момента двигателя. При уменьшении или увеличении сопротивления происходит уменьшение пускового момента. На использовании влияние активного сопротивления в цепи ротора на значение пускового тока и пускового момента основывается принцип реостатного пуска асинхронного двигателя с фазным ротором, который состоит в том, что при пуске обмотка ротора не замыкается накоротко, а в ее цепь включается реостат. Этим достигается уменьшение пускового тока и увеличение пускового момента. После того, как двигатель пущен в ход, обмотка ротора замыкается накоротко. Механические характеристики вида М=f(S) для двух значений сопротивления цепи ротора представлены на рис. 10. Кривая 1 - для сопротивления R1, кривая 2 - для сопротивления R2 (R1 > R2). Рис. 10. Контрольная работа 3. Задача 1. Составить схему мостового выпрямителя, использовав диоды типа Д217. Мощность потребителя Pd = 150 Вт с напряжением питания Ud = 500 В. Решение: 1. Из справочной таблицы выписываем параметры диода Д217: допустимый ток Iдоп =0,1 А; обратное напряжение, которое выдерживает диод без пробоя Uобр = 800 В. 2. Определяем ток потребителя: . 3. Определяем напряжение, действующее на диод в непроводящий полупериод для мостовой схемы выпрямителя: . 4. Проверяем диод по параметрам Iдоп и Uобр. Диод должен удовлетворять условиям Uобр > Uв и Iдоп > 0,5 Id. Первое условие выполняется, так как 800 В > 785 В. Второе условие не соблюдается, так как 0,5 Id =0,5*0,3 = 0,15 А и 0,1 А < 0,15 А. 5. Составляем схему выпрямителя. Чтобы выполнялось условие Iдоп>0,5Id, необходимо в каждом из плеч диодного моста выпрямителя два диода соединить параллельно, в результате чего получится Iдоп = 2*0,1 = 0,2 А. Рис. 11. Задание Перечислить основные виды электронной эмиссии и привести примеры использование различных видов эмиссии в электронных приборах. Для обеспечения эмиссии электронов с поверхности электрода энергия, необходимая для преодоления потенциального барьера, вносится извне. В зависимости от вида энергии различают эмиссию: фотоэлектронную, вторичную, электростатическую (автоэлектронную) и термоэлектронную. Фотоэлектронная эмиссия обусловлена поглощением электронами квантов лучистой энергии при облучении эмиттирующей поверхности. Фотоэлектронную эмиссию используют в различных фотоэлектрических приборах: фотоэлементах, фотоумножителях, передающих телевизионных трубках и др. Вторичная электронная эмиссия обусловлена энергией первичных электронов, отдаваемой при соударении с эмиттирующей поверхностью. Вторичная электронная эмиссия применяется в некоторых фотоэлектронных приборах - фотоумножителях, передающих телевизионных трубках, отдельных типах электронных ламп. Однако во многих случаях, в частности в большинстве электронных ламп, она нежелательна, и ее стремятся уменьшить. Электростатическая (автоэлектронная) эмиссия вызывается испусканием электронов твердым или жидким телом под действием сильно ускоряющего внешнего электрического поля, создаваемого у поверхности катода. Электростатической эмиссией обладают ионные приборы с ртутным катодом, посредством которой обеспечивается прохождение тока через прибор. При этом достаточная напряженность поля получается за счет создания в близи поверхности жидкого катода слоя ионизированных паров ртути. Термоэлектронная эмиссия основана на испускании катодом электронов в результате его нагревания. При повышении температуры катода электроны получают дополнительную энергию и, выходя из металла, образуют ток эмиссии. Ток эмиссии также зависит от материала и площади эмиттирующей поверхности. Повышение температуры эмиттера сопровождается ростом тока эмиссии. Однако это вызывает увеличение скорости испарения материала эмиттера и сокращение срока его службы. Поэтому эмиттеры электронных ламп должны работать в строго определенном интервале рабочих температур. Нижний предел температуры определяется возможностью получения требуемой эмиссии, а верхний-испарением или плавлением эмиттирующего материала. В зависимости от способа нагревания термоэлектронные катоды разделяют на катоды прямого накала, включаемые непосредственно в цепь накала, и подогревные катоды или катоды с косвенным накалом. В подогревных катодах в цепь накала включают подогреватель, расположенный вблизи эмиттирующей поверхности. Работа на этой странице представлена для Вашего ознакомления в текстовом (сокращенном) виде. Для того, чтобы получить полностью оформленную работу в формате Word, со всеми сносками, таблицами, рисунками, графиками, приложениями и т.д., достаточно просто её СКАЧАТЬ.  |
|
Банк готовых работ
Форма заказа
Скачать работу
экономические  Copyright © refbank.ru 2005-2024
Все права на представленные на сайте материалы принадлежат refbank.ru. Перепечатка, копирование материалов без разрешения администрации сайта запрещено. |
|