новая папка 1 / 270467

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Саратовской области

«Саратовский архитектурно-строительный колледж»

УТВЕРЖДАЮ Зам. директора по учебной работе

______________ Муравьѐва О.И. «____»____________2014 г

Методические указания и контрольные задания по дисциплине «Электротехника и электроника»

для студентов специальностей среднего профессионального образования 270841.51 «Монтаж и эксплуатация оборудования и систем газоснабжения», 270839.51 «Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств, кондиционирования воздуха и вентиляции»,

270813.51 «Водоснабжение и водоотведение»

заочной формы обучения

Саратов, 2014

3

1.Пояснительная записка

Учебной дисциплиной «Электротехника и электроника» предусматривается изучение основ электротехники, электрооборудования, основ электропривода, электрических измерений.

По дисциплине предусматривается выполнение одной домашней контрольной работы , охватывающей все разделы учебной программы.

Варианты контрольной работы составлены применительно к действующей рабочей программе по дисциплине. Выполнение домашней контрольной работы определяет степень усвоения изучаемого материала и умения применять полученные знания при решении практических задач.

Учебный материал рекомендуется изучать в той последовательности, которая дана в тематическом плане.

В результате изучения учебной дисциплины студент должен иметь представление о роли общепрофессиональных дисциплин в профессиональной деятельности, знать основные электротехнические законы, методы составления и расчет простых электрических и магнитных цепей, уметь выполнять электрические измерения.

После изучения дисциплины учебным планом предусмотрена сдача экзамена

4

2. Методические указания к выполнению контрольной работы

Контрольная работа состоит из 10 вариантов. Каждый вариант содержит два вопроса и три задачи. Вариант контрольной работы определятся по последней цифре шифра номера личного дела студента.

При выполнении контрольной работы необходимо соблюдать следующие требования:

1.В контрольную работу обязательно вписываются полностью вопросы и условия задач

2.Заносятся схемы и чертежи

3.После вопроса должен следовать ответ на него

4.Содержание ответов должно быть четким и кратким

5.Вычислениям должны предшествовать исходные формулы 6.Для всех исходных и вычислительных физических величин должна указываться размерность

7.Числовые значения величин можно подставлять только в том случае, если их размерность совпадает 8 За ответом на последний вопрос приводится список использованной литературы

9 На обложке тетради указывается учебный шифр, наименование дисциплины, курс, № группы, Ф.И.О. исполнителя и точный адрес

5

3. Задания на контрольную работу

4. Указания к выполнению задачи №1 контрольной работы

1.Решения задачи сопровождайте краткими пояснениями. Решение задачи требует знания законов Ома для всей цепи и ее участка, первого и второго законов Кирхгофа, методики определения эквивалентного сопротивления цепи при смешанном соединении сопротивлений, а также умения вычислять мощность электрического тока.

Пример Для схемы приведенной на Рис 1, определить эквивалентное сопротивление цепи и токи в каждом резисторе, а также расход электроэнергии цепью за 8 часов работы.

R1= 2 Ом, R2= 4 Ом, R3= 3 Ом

R4= 6 Ом , U=160 В

Рис 1

Решение :Для схемы приведенной на рис 1 определим эквивалентное сопротивление цепи RАВ и токи в каждом резисторе.

6

Учитывая, что резисторы R3 и R4 соединены параллельно R34 = R3 R4 /R3 +R4

=3Ом*6Ом/ 3 Ом +6 Ом = 2 Ом

Находим эквивалентное сопротивление цепи

RАВ = R1 +R2 +R34 = 2 Ом+ 4 Ом + 2 Ом =8 Ом

Определяем токи в резисторах цепи. Так как напряжение приложено ко всей цепи. То согласно закону Ома

I= UАВ / RАВ =160В/8 Ом =20А

При последовательном соединении резисторов. ,токи на каждом резисторе и в цепи одинаковые I1

=I2 = I34 =IАВ =20А

Для определения токов I3 I4 найдем напряжение на R34

U34 = UАВ - I1 R1-I2 R2 =160В20А2 Ом –20А4Ом = 40В

тогда I3 = U34 / R3 =40В / 3Ом = 13,3 А I4 = U34 / R4 =40В / 6Ом = 6,7 А

Проверяем решение задачи, составляя баланс мощностей

РАВ = UАВ I АВ =Р1+Р2+Р3+Р4

160В 20А = 600Вт+800Вт +532Вт +268Вт 3200 Вт=3200Вт

Расход энергии цепью за 8 часов W=Pt =3200Вт 8час=25,6кВт час

5. Указания к выполнению задачи №2 контрольной работы

1.Решение задачи требует знания материала темы №1.4. «Электрические цепи переменного тока» и методики построения векторных диаграмм. Необходимо ознакомиться с типовыми примерами. Пример Неразветвленная цепь переменного тока содержит катушку с активным сопротивлением

Rк =3 Ом и индуктивным XL =12 Ом, активное сопротивление R

сопротивлением XС =6 Ом. К цепи приложено напряжение U=100В (действующее значение). Определить : полное сопротивление цепи, ток, коэффициент мощности; активную, ре6актитвную и полную мощности, напряжение на каждом сопротивлении. Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи.

7

Рис 2.

Решение:

1.определяем полное сопротивление цепи

Z= ((RK+R)2 +(XL-XC)2 )1/2=((3+5)2 +(12-6)2 )1/2= 10 Ом

2. определяем ток в цепи

I=U/Z =100/10=10A

3.находим коэффициент мощности в цепи. Во избежании потери знака угла (косинус функция четная) определяем синус φ

sin φ=( XL-XC) /Z =(12-6) /10= 0,6 φ=360

По таблицам Брадиса определяем cos φ= cos360 =0,8

3. определяем активную реактивную и полную мощности цепи

Р= UI cos φ=100 10 0,8= 800 Вт

Q=I2( XL-XC) = 100 (12-6)= 600 Вар

S=U I= 100 10= 1000 ВА

4. определяем падение напряжения на сопротивлениях цепи

URK= I RK =10 3=30 В

UR= I R = 10 5= 50 В UL= I XL =10 12= 120 B

UC= I XC= 10 6= 60 B

8

5.построение векторной диаграммы начнем с выбора масштаба для тока и напряжения. Задаемся масштабом по току в 1 сантиметре -2 А, и масштабом по напряжению в 1 см – 20 В. Построение векторной диаграммы начинаем с вектора тока, который откладываем по горизонтали в масштабе 10А/2=5см. Вдоль вектора тока откладываем векторы падений напряжений на активных сопротивлениях URK 30В см/20В =1,5 см UR 50В см/20 В= 2.5 см

Из конца вектора напряжения UR откладываем в сторону опережения вектора тока на 900 вектор падения напряжения UL на индуктивном сопротивлении длиной 120В см/20В = 6 см. Из конца вектора UL откладываем в сторону отставания от вектора тока на 900 вектор падения напряжения на конденсаторе UC

Длиной 60В см/ 20В = 3 см. Геометрическая сумма векторов URK UR UL UC равна полному напряжению, приложенному к цепи

6. Указания к выполнению задачи №3 контрольной работы

Решение задачи требует знания законов Ома для цепи и ее участка, методики определения полного сопротивления цепи при наличии активного и реактивного сопротивлений, а также умения вычислять мощности переменного электрического тока.

Пример. Катушка индуктивности подключена к сети с напряжением U = 200 В. Ваттметр показывает значение PK = 1200 Вт, амперметр: I = 10 А. Частота тока 50Гц. Определить параметры катушки RK, LK. и реактивную мощность

решение задачи:

1.Вычислим полное сопротивление катушки

ZК = U / I = 200 / 10 = 20 Ом.

2. Вычислим активное сопротивление катушки RК

Ваттметр измеряет активную мощность, которая в данной схеме потребляется активным сопротивлением RК.

RК = PК / I2 = 1200 / 100 = 12 Ом.

9

7. Указания к выполнению задач №№,4,5 контрольной работы

1.Решение задач требует знания материала темы №1.5. «Трехфазные цепи переменного тока» и особенности соединения потребителей в звезду и треугольник методики построения векторных диаграмм.

Пример В трехфазную сеть, включили треугольником, несимметричную нагрузку в фазу АВ активное сопротивление RAB =10 Ом, в фазу ВС индуктивное сопротивление XBC =6 Ом и активное RBC =8 Ом, в фазу СА активное сопротивление RCA =5 Ом. Линейное напряжение в сети 220В. Определить фазные токи, углы сдвига фаз в каждой фазе и мощности потребляемые каждой фазой 1.определяем ток в фазе АВ :

IAB= U/RAB = 220/10= 22A

2 определяем ток в фазе ВС

IBC= U/ZBC = U/((RBC)2 + (XBC)2)1/2=220/ 10 =22A

3 определяем ток в фазе CA ICA= U/RCA = 220/5= 44A

4. Определяем углы сдвига фаз:

φ АВ = 0

φ ВС= XBC// ZBC=6/10= 0,6 (360)

φ СА=0

5 определяем мощность, потребляемую фазой АВ

РАВ= ( IAB)2 RAB =484 10=4,84 кВт

определяем мощность, потребляемую фазой ВС

S ВС =( IBС)2 ZBC =484 10 = 4,84 ВА

определяем мощность, потребляемую фазой СА РСА= ( IAС)2 RAС =1936 5 = 9,68 кВт

10