Тема 1. 1. Электрическое поле

Введение

Методические указания предназначены для выполнения контрольной работы по предмету «Электротехника и электроника» специальности 270843 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий».

Предлагаемые контрольные задания охватывают весь основной курс «Электротехника и электроника» по разделам: электрическое поле, электрические цепи постоянного тока, электрические цепи переменного тока, однофазные электрические цепи, трехфазные электрические цепи, трансформаторы, электрические машины, электроника.

При изучении курса и выполнения контрольного задания рекомендуются учебники и учебные пособия, выпущенные в последние годы.

При изучении курса «электротехника и электроника» студентам необходимо составлять конспект, в который полезно выписывать основные законы, формулы. Этот конспект окажет большую помощь при выполнении контрольной работы и подготовки к зачету.

 

 

Оформление контрольной работы по предмету

«Электротехника и электроника»

 

1. Контрольное задание №1 рассчитано на 25 вариантов. Номер варианта выбирается исходя из порядкового номера по журналу группы. В решении задач нужно расписать пошаговое действие каждого пункта решения.

2. Контрольное задание №2 рассчитано на 25 вариантов. Номер варианта выбирается исходя из порядкового номера по журналу группы. В решении задач нужно расписать пошаговое действие каждого пункта решения.

3. Контрольное задание №3 рассчитано на 4 варианта. Номер варианта выбирается по принципу:

1-1; 2-2; 3-3; 4-4; 5-1; 6-2; 7-3; 8-4; 9-1; 10-2; 11-3; 12-4; 13-1; 14-2; 15-3; 16-4; 17-1; 18-2; 19-3; 20-4; 21-1; 22-2; 23-3; 24-4; 25-1; 26-2; 27-3; 28-4.

4. Контрольное задание №4 рассчитано на 25 вариантов. Номер варианта выбирается исходя из порядкового номера по журналу группы. Задание содержит 25 тем по электронике.

5. Реферат должен содержать титульный лист, содержание, основную часть с раскрытой темой, с указанием перечня литературы с названиями книг и авторами, а также ссылками на интернет. Приветствуется реферат с графиками, рисунками оборудования, т.к. это лучше раскрывает тему доклада. Реферат должен содержать примерно 5-6 страниц, но может варьироваться в зависимости от темы. Все страницы реферата должны быть пронумерованы.

6. Разрешается пользоваться любой технической литературой, а также сетью интернет для решения контрольной работы.

 

                         КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Электротехника и электроника»

 

Вариант №

 

Выполнил 

студент _______________________________________

 

Группа _____________курс ___1____ семестр ___2____

 

Проверил  

преподаватель _____________

 

Тема 1.3. Трансформаторы

Назначение трансформаторов, их классификация.

Вклад Русских ученых Н.Н. Яблочкова и М.О. Доливо-Добровольского в создании и использовании трансформаторов. Однофазный трансформатор, его устройство принцип действия, условное обозначение, коэффициент трансформации. Внешняя характеристика трансформатора. Режим работы трансформатора: холостой ход, рабочее короткое замыкание. Потери энергии и К.П.Д. трансформатора. Понятие об измерительных, сварочных трансформаторах, автотрансформаторах.

Студент должен знать:

- устройство и принцип действия трансформатора;

- как определять параметры трансформаторов по паспортным данным;

- как определить потери мощности и К.П.Д. по результатам измерений;

- коэффициент трансформации по данным измерений токов и напряжений;

уметь:

- различать режимы работы трансформаторов;

- регулировать выходные напряжения с помощью автотрансформатора;

- различать трансформаторы по различным конструктивным признакам.

Самостоятельная работа студентов.

Изучить и законспектировать устройство и принцип действия сварочного трансформатора

 

ЗАДАНИЕ №1

 

№1

 

С1=15мкф

С2=С3=20мкф

С4=С5=20мкф

С общ. -?

 

№2

 

 

С1=С6=10мкф

С2=С3=С4=6мкф

С5=8мкф

Собщ. -?

 

№3

 

С1=С6=30мкф

С2=20мкф

С3=С4=С5=30мкф

С общ. -?

 

№4

 

С1=С2=10мкф

С3=С4=20мкф

С5=10мкф

С общ. -?

 

№5

 

С1=6мкф

С2=5мкф

С3=10мкф

С4=2мкф

С общ. -?

 

№6

С1=С2=С3=30мкф

С4=С5=5мкф

С общ. -?

 

№7

 

 

С1=С2=С3=90мкф

С4=50мкф

С5=30мкф

С общ. -?

 

 

№8

 

С1=5мкф

С2=С3=20мкф

С4=С5=10мкф

С общ. -?

 

№9

 

 

С1=С2=20мкф

С3=С4=10мкф

С5=5мкф

С общ. -?

 

№10

 

 

С1=10мкф

С2=С3=20мкф

С4=С5=40мкф

С6=10мкф

С общ. -?

 

№11

 

 

С1=С2=20мкф

С3=С4=10мкф

С5=630мкф

С общ. -?

 

№12

 

С1=20мкф

С2=С3=20мкф

С4=С5=С6=30мкф

С общ. -?

 

№13

 

 

С1=30мкф

С2=С3=С4=60мкф

С5=10мкф

С общ. -?

 

№14

С1=С2=20мкф

С3=С4=20мкф

С5=5мкф

С общ. -?

 

 

№15

С1=С2=20мкф

С3=С4=10мкф

С5=30мкф

С общ. -?

 

 

№16

С1=15мкф

С2=С3=10мкф

С4=С5=20мкф

С общ. –?

 

 

№17

 

С1=5мкф

С2=С3=20мкф

С4=10мкф

С общ. -?

 

 

№18

С1=10мкф

С2=20мкф

С3=С4=С5=60мкф

С общ. -?

 

№19

 

С1=5мкф

С2=С3=20мкф

С4=10мкф

С5=10мкф

С общ. -?

 

№20

С1=15мкф

С2=С3=20мкф

С4=С5=10мкф

С общ. -?

 

 

№21

С1=С2=5мкф

С3=С4=10мкф

С5=20мкф

С общ. -?

 

№22

 

С1=С6=10мкф

С2=С3=С4=6мкф

С5=8мкф

С общ. -?

 

 

№23

 

С1=С2=10мкф

С3=С4=5мкф

С5=10мкф

С общ. -?

 

 

№24

 

С1=С2=2мкф

С3=5мкф

С4=6мкф

С общ. -?

 

 

№25

 

 

С1=10мкф

С2=20мкф

С3=С4=С5=60мкф

С общ. -?

 

 

ЗАДАНИЕ №2

№1. Найти токи

 

J₄=8A J₅-?

J₆=6A      J₇-?

J₁=1A

J₂=6A

J₃=3A

 

 

 № 2. Найти токи

 

 

J₅=1А      J₆=9А         J₃=7А

J₁=8А      J₂-?                  J₄-?

 

 

№ 3. Найти токи

 

 

J₄=20A           J₃-?        J₇-?

J₁=8A             J₅=14A

J₂=2A             J₆=1A

 

№4.

Найти токи

 

U_AB=240B

U_CД=160B

R₅=12     J₂=20A

J₄=15A    J₅=5A

R_AB-? R_CД-? R₁-?

R₂-?   R₃-?   _R4-?

J₁-?    J₃-?    J-?

 

 

№ 5. Найти токи

U_AB=100B      R₂=10 Ом

R₅=20 Ом         J₂=6A

J₄=1,6A            J₅=2,4A

U_CД-?       R_AB-?                        R_CД-?

R₁-?          R₃-?                        R₄-?

J₁-?           J₃-?

 

 

№ 6.

Найти токи методом узлового напряжения.

Е₁= Е₂= Е₃=10B

R₁=2Ом R₂=1Ом R₃=5Ом R₄=1Ом 

 

№ 7.

Составить уравнения по методу контурных токов.

 

№ 8.

Найти токи методом  узлового напряжения

Е₁=5В Е₂=10В Е₃=2В

R₁=1Ом R₂=2Ом R₃= R₄=1Ом R₅=2Ом

Найти токи

 

№ 9.

Найти токи методом узлового напряжения

Е₁=5В Е₂=10В Е₃=6В

R₁=2Ом R₂=5Ом R₃=1Ом

 

 

 

№ 10.

Составить уравнения методом контурных токов.

 

№ 11.

Составить уравнение методом контурных токов

 

№ 12.

Составить уравнения по методу контурных токов.

№ 13.

Составить уравнение методом контурных токов.

№ 14.

Составить уравнение методом контурных токов.

№ 15.

Составить уравнение методом контурных токов.

 

№ 16.

Составить уравнение методом контурных токов.

 

№ 17.

Составить уравнение методом контурных токов.

№ 18.

Составить уравнения методом контурных токов.

№ 19.

Составить уравнения методом контурных токов.

 

 

№ 20.

Составить уравнения методом контурных токов.

 

№ 21.

Найти токи методом узлового напряжения.

Е₁=5В Е₂=10В Е₃=20В 

R₁=2Ом R₂=5Ом R₃=2Ом R₄=8Ом

№ 22.

Составить уравнения методом узловых и контурных уравнений.

 

№ 23.

Найти токи методом узлового напряжения.

Е₁= Е₂= Е₃=10B

R₁=2Ом  R₂=1Ом R₃=5Ом R₄=1Ом 

 

№ 24.

Составить уравнения по 1 и 2 законам Кирхгофа.

 

№ 25.

Составить уравнения по 1 и 2 законам Кирхгофа.

 

ЗАДАНИЕ №3

Вариант 1.

Задание № 1. Напишите определение.

1) Конденсатор

2) Электроны

3) Электрическая цепь

4) Закон Ома для участка цепи

5) Ток

Задание № 2.

1) q – это … _________ (одно слово)

2) R – это … _________ (одно слово)

3) P – это … _________ (одно слово)

4) F – это … _________ (одно слово)

5) I – [? ]

6) W – [? ]

7) C – [? ]

8) U – [? ]

9) E – [? ]

10)    F – [? ]

11)    S – [? ]

12)    q – [? ]

Задание №3. Напишите формулы.

1) Закон Ома для участка цепи.

2) Формула для расчета сечения провода.

Задание № 4. Решите задачу.

     С₁ С₂

 

                   С₃   С₄

 

        С ₅

 

 

С₁ = 3 мкФ

С₂ = 2 мкФ

С₃ = 4 мкФ

С₄ = 4 мкФ

С₅ = 2 мкФ

 

 

Вариант 2.

Задание № 1. Напишите определение.

1) Электрическая работа

2) Протоны

3) Ветвь

4) Закон Ома для полной цепи

5) Напряжение

Задание № 2.

1) U – это … _________ (одно слово)

2) η – это … _________ (одно слово)

3) W – это … _________ (одно слово)

4) φ – это … _________ (одно слово)

5) C – [? ]

6) F – [? ]

7) S – [? ]

8) W – [? ]

9) R – [? ]

10) E – [? ]

11) U – [? ]

12) I – [? ]

Задание № 3. Напишите формулы.

1) Закон Кирхгофа.

2) Формула для расчета общей ёмкости при последовательном соединении емкости.

Задание № 4. Решите задачу.

Ток на участке цепи равен 10А, а сопротивление цепи ровно 2 ОМ. Найдите напряжение на участке цепи.

 

 

Вариант 3.

Задание № 1. Напишите определение.

1) Протоны

2) Ток

3) Узел

4) Источники электрической энергии

5) Конденсатор

Задание №2.

1) I – это … _________ (одно слово)

2) l – это … _________ (одно слово)

3) ∆U – это … _______ (одно слово)

4) y – это … _________ (одно слово)

5) φ – [? ]

6) η – [? ]

7) q – [? ]

8) F – [? ]

9) φ – [? ]

10) R – [? ]

11) I – [? ]

12) P – [? ]

Задание № 3. Напишите формулы.

1) Закон Кулона.

2) Формула для расчёта мощности.

Задание № 4. Решите задачу.

 

                          R₁

I              R₂   I

                        R₃

                         R₄

 

Чему равен общий ток? (написать формулу по закону Кулона)

 

 

Вариант 4.

Задание №1. Напишите определение.

1) Электроны

2) Напряжение

3) Закон Кирхгофа

4) Потребители электрической энергии

5) Электрическая цепь

Задание №2.

C – это … _________ (одно слово)

S – это … _________ (одно слово)

E – это … _________ (одно слово)

e – это … _________ (одно слово)

R – [? ]

P – [? ]

I – [? ]

φ – [? ]

u – [? ]

C – [? ]

I – [? ]

l – [? ]

Задание № 3. Напишите формулы.

1) Закон Ома.

2) Формула для расчета общей емкости при параллельном соединении емкости.

Задание № 4. Решите задачу.

           

С₁

 

 

            С₂        С₃        С₄

 

    С₆       С₅

Найдите общую емкость (С_общ.), если:

С₁ = 2 мкФ

С₂ = 2 мкФ

С₃ = 4 мкФ

С₄ = 4 мкФ

С₅ = 3 мкФ

С₆ = 3 мкФ

ЗАДАНИЕ №4

Перечень рефератов по электронике по вариантам:

Вариант	Тема доклада
1	Диоды
2	Триоды
3	Тетроды
4	Пентоды
5	Газотрон
6	Тиратрон
7	Стабилитрон
8	Газосветные сигнальные лампы и индикаторы
9ема докладаладов по электронике по вариантам:билитрон..	Полупроводниковые диоды
10	Биполярный транзистор
11	Полевые транзисторы
12	Тиристоры
13	Фоторезисторы
14	Фотодиоды
15	Фототранзисторы
16	Однополупериодный выпрямитель
17	Двухполупериодный выпрямитель
18	Трехфазный выпрямитель
19	Мультивибратор
20	Электронный осциллограф
21	Аналоговый электронный вольметр
22	Цифровой электронный вольтметр
23	Гибридные интегральные микросхемы
24	Толстопленочные микросхемы
25	Тонкопленочные микросхемы

Примеры решения задач

Задача на соединения конденсаторов.

В задании представлены схемы смешанного соединения конденсаторов. Они складываются из последовательного и параллельного соединения.

Формула расчета конденсаторов для последовательного соединения:

С общ.=(С1* С2) / (С1+ С2)

Формула расчета конденсаторов для параллельного соединения:

С общ.= С1+ С2+…..

Прежде чем сразу начать рассчитывать конденсаторы, нужно сначало упростить схему, поочередно объединив конденсаторы.

Смешанное соединение.

 

 

В схеме дано U=100В и емкости всех конденсаторов: С₁=6мкФ, С₂=1,5мкФ, С₃=3мкФ, С₄=3мкФ, С₅=6мкФ. Определить эквивалентную емкость всей цепи, заряд, напряжение на каждом конденсаторе.

Решение:

Конденсаторы С₂ и С₃ соединены последовательно. Их заменим одним конденсатором с эквивалентной емкостью:

С₂₃= С₂ · С₃ / (С₂ + С₃)=1,5·3/(1,5+3)=1мкФ.

Аналогично этому С₄ и С₅ заменим эквивалентным конденсатором емкостью:

С₄₅= С₄ · С₅ / (С₄ + С₅)=3·6/(3+6)=2мкФ.

После замены схема упростится.

Емкости С₂₃ и С₄₅ соединены параллельно. Их эквивалентная емкость С_2-5= С₂₃+С₄₅ =1+2=3мкФ.

После этого схему можно заменить на другую.

Емкости С₁ и  С_2-5 соединены последовательно.

Поэтому их эквивалентная емкость:

С= С₁ и  С_2-5 /(С₁+С_2-5) =6·3/(6+3)=2мкФ.

Таким образом, постепенно преобразуя изначальную схему приводим ее к простейшему виду с одной емкостью.

Задача на законы Кирхгофа

В задачах нужно знать первый и второй закон Кирхгофа:

ΣI=0; ΣЕ=ΣI*R

Т.е. I1+I2+I3+…=0 – первый закон Кирхгофа

Задача разбирается по частям, относительно узлов схемы.

 

Дано:

I₇=15A  

I₅=10A

I₈=5A   

I₆=7A

I₃=2А

I₂=?

I₄=?

I₁=?

Решение:

I₇+ I₈ = I₆+ I₅+I₃+ I₂

15+5=7+10+2+ I₂

20=19+ I₂

1А= I₂

I₅+ I₆ = I₄

10+7= I₄

17= I₄

I₁ =I₂+ I₃+I₄

I₁=20А

Задача на сложные электрические цепи

Задачи на сложные цепи решаются разными способами и методами. В задании предлагаются задачи, в основном, на узловое напряжение и метод контурных токов.

В этой задачи нужно составить уравнения по методу контурных токов. Для этого в сехеме нужно выделить контуры и обозначить контурные токи, уравнения составлять относительно 2 закона Кирхгофа.Учитывать направления обхода контура, которое выбирается произвольно.

Решение:

E₁+E₂=I_I(R₃+R₄+R₁₀+R₁₁)-I_III(R₁₀+R₁₁)

E₂+E₃=I_II(R₂+R₉+R₁₀+R₁₁+R₁₂)-I_III(R₉)-I_IV(R₁₂)

E₄+E₃=I_III(R₁+R₉+R₇+R₈+R₁₃)-I_II(R₉)-I_IV(R₁₃)

E₅=I_IV(R₅+R₆+R₁₂+R₁₃)-I_III(R₁₃)-I_II(R₁₂)

 

Перечень литературы

 

Основная

1. Данилов И.А. П.М. Иванов Общая электротехника с основами электроники – М.: Высш. шк., 2004.

 

2. Частоедов Л.А. Электротехника. -М.; Высшая школа, 1989г.

 

3. Попов B.C. Теоретическая электротехника. - М; Энергоатомиздат, 1990г.

 

Дополнительная

1. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. М.: Высшая школа, 2005.

2. Частоедов Л.А., Гирина Е.С. Теоретические основы электротехники. Чаcть I. Учебное пособие. М.: РГОТУПС, 2004.

3. Электротехника и электроника/ Под ред. В.Г. Герасимова. В 3-х т. – Том 1. М.: Высшая школа, 1996.

 

Введение

Методические указания предназначены для выполнения контрольной работы по предмету «Электротехника и электроника» специальности 270843 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий».

Предлагаемые контрольные задания охватывают весь основной курс «Электротехника и электроника» по разделам: электрическое поле, электрические цепи постоянного тока, электрические цепи переменного тока, однофазные электрические цепи, трехфазные электрические цепи, трансформаторы, электрические машины, электроника.

При изучении курса и выполнения контрольного задания рекомендуются учебники и учебные пособия, выпущенные в последние годы.

При изучении курса «электротехника и электроника» студентам необходимо составлять конспект, в который полезно выписывать основные законы, формулы. Этот конспект окажет большую помощь при выполнении контрольной работы и подготовки к зачету.

 

 

Оформление контрольной работы по предмету

«Электротехника и электроника»

 

1. Контрольное задание №1 рассчитано на 25 вариантов. Номер варианта выбирается исходя из порядкового номера по журналу группы. В решении задач нужно расписать пошаговое действие каждого пункта решения.

2. Контрольное задание №2 рассчитано на 25 вариантов. Номер варианта выбирается исходя из порядкового номера по журналу группы. В решении задач нужно расписать пошаговое действие каждого пункта решения.

3. Контрольное задание №3 рассчитано на 4 варианта. Номер варианта выбирается по принципу:

1-1; 2-2; 3-3; 4-4; 5-1; 6-2; 7-3; 8-4; 9-1; 10-2; 11-3; 12-4; 13-1; 14-2; 15-3; 16-4; 17-1; 18-2; 19-3; 20-4; 21-1; 22-2; 23-3; 24-4; 25-1; 26-2; 27-3; 28-4.

4. Контрольное задание №4 рассчитано на 25 вариантов. Номер варианта выбирается исходя из порядкового номера по журналу группы. Задание содержит 25 тем по электронике.

5. Реферат должен содержать титульный лист, содержание, основную часть с раскрытой темой, с указанием перечня литературы с названиями книг и авторами, а также ссылками на интернет. Приветствуется реферат с графиками, рисунками оборудования, т.к. это лучше раскрывает тему доклада. Реферат должен содержать примерно 5-6 страниц, но может варьироваться в зависимости от темы. Все страницы реферата должны быть пронумерованы.

6. Разрешается пользоваться любой технической литературой, а также сетью интернет для решения контрольной работы.

 

                         КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Электротехника и электроника»

 

Вариант №

 

Выполнил 

студент _______________________________________

 

Группа _____________курс ___1____ семестр ___2____

 

Проверил  

преподаватель _____________

 

Тема 1.1. Электрическое поле

Понятие об электрическом поле. Основные характеристики электрического поля: напряженность потенциала и электрическое напряжение. Проводники и электрическое напряжение. Проводники в электрическом поле и электрическое экранирование. Диэлектрик как среда электрического поля. Диэлектрическая проницаемость: абсолютная и относительная. Электропроводность диэлектриков. Понятие о диэлектрических потерях энергии. Электрическая прочность и пробой диэлектриков. Короткие сведения о различных электроизоляционных материалах (газообразных, жидких, твердых) и их практическое измерение. Электрическая емкость. Конденсаторы. Соединение конденсаторов.

Студент должен знать:

- особенности электрического поля, его характеристики, изображение. Применение диэлектриков на практике. Их виды, особенности. Знать формулу емкости плоского конденсатора.

Уметь:

- рассчитывать напряженность электрического поля, потенциал, электрическое напряжение. Подсчитывать емкость конденсаторов и производить расчет эквивалентной емкости при последовательном, параллельном и смешанном соединении. Уметь выбирать диэлектрики по его параметрам и заданному электрическому напряжению.

Самостоятельная работа студентов.

Законспектировать и изучить тему: способы соединения конденсаторов (последовательное, параллельное и смешанное). Вывод формул эквивалентной емкости.

Рассчитать по индивидуальным заданиям эквивалентную емкость батареи конденсаторов и ее рабочее напряжение.