Тематичне комплексне кваліфікаційне завдання

 

Умова

Електричне коло змінного синусоїдного електричного струму складається з паралельно включених через вимикачі S1, S2, S3, S4, S5, S6 відповідно резистора R1, котушки К1, котушки К2, конденсатора С1, послідовно включених резистора R2 і конденсатора С2, послідовно включених котушки К3 і конденсатора С3.

У загальному колі включені амперметр, ватметр і вольтметр.

При включенні вимикача S1 (інші вимикачі виключені) електровимірювальні прилади показали наступні значення: амперметр – І₁, вольтметр – U₁, ватметр – P₁.

При включенні вимикача S2 (інші вимикачі виключені) електровимірювальні прилади показали наступні значення: амперметр – І₂, вольтметр – U₂, ватметр – P₂.

При включенні вимикача S3 (інші вимикачі виключені) електровимірювальні прилади показали наступні значення: амперметр – І₃, вольтметр – U₃, ватметр – P₃.

При включенні вимикача S4 (інші вимикачі виключені) електровимірювальні прилади показали наступні значення: амперметр – І₄, вольтметр – U₄, ватметр – P₄.

При включенні вимикача S5 (інші вимикачі виключені) електровимірювальні прилади показали наступні значення: амперметр – І₅, вольтметр – U₅, ватметр – P₅.

При включенні вимикача S6 (інші вимикачі виключені) електровимірювальні прилади показали наступні значення: амперметр – І₆, вольтметр – U₆, ватметр – P₆, при цьому ємнісний опір конденсатора дорівнює x_c

 

Завдання

1. Скласти принципову електричну схему описаного електричного кола. Окремі елементи кола виділити жирними лініями, а їхні з'єднуючі проводи - тонкими лініями.

2. Скласти розрахункову схему електричного кола при включеному вимикачі S1 (інші вимикачі виключені), прийнявши наступні допущення:

- опорами проводів, що з'єднують елементи кола, зневажити;

- опорами амперметра й струмової обмотки ватметра зневажити;

- опори вольтметра і обмотки напруги ватметра вважати рівними нескінченності.

3. Виконати розрахунок електричного кола розглянутої в пункті 2:

– записати діюче значення напруги на затисках електричного кола;

– визначити амплітудне значення напруги на затисках електричного кола;

– записати миттєву напругу на затисках кола, прийнявши початкову фазу в завданні;

– записати діюче значення сили електричного струму в резисторі;

– записати активну потужність, споживану резистором з електричної мережі;

– визначити повну потужність, споживану резистором з електричної мережі;

– визначити реактивну потужність, споживану резистором з електричної мережі;

– визначити повний опір електричного кола з резистором;

– визначити активний опір резистора;

– визначити реактивний опір електричного кола з резистором;

– визначити кут зрушення фаз в електричному колі;

– визначити амплітудне значення синусоїдального електричного струму в резисторі;

– визначити початкову фазу синусоїдального електричного струму в резисторі;

– записати миттєвий синусоїдальний електричний струм у резисторі;

– визначити коефіцієнт потужності даного електричного кола;

– побудувати в масштабі векторну діаграму напруги й токи (для діючих значень).

 

4. Скласти розрахункову схему електричного кола при включеному вимикачі S2 (інші вимикачі виключені), прийнявши наступні допущення:

- опорами проводів, що з'єднують елементи кола зневажити;

- опорами амперметра й вольтметра обмоткою ватметра зневажити;

- опори вольтметра й обмотки напруги ватметра вважати рівними нескінченності.

 

5. Виконати розрахунок електричного кола розглянутої в пункті 4:

– записати діюче значення напруги на затисках електричного кола;

– визначити амплітудне значення напруги на затисках електричного кола;

– записати миттєва напруга на затисках кола, прийнявши початкову фазу в завданні;

– записати діюче значення сили електричного струму в котушці;

– записати активну потужність, споживану котушкою з електричної мережі;

– визначити повну потужність, споживану котушкою з електричної мережі;

– визначити реактивну потужність, споживану котушкою з електричної мережі;

– визначити повний опір котушки;

– визначити активний опір котушки;

– визначити реактивний опір котушки;

– визначити індуктивність котушки;

– визначити кут зрушення фаз в електричному колі;

– визначити амплітудне значення синусоїдального електричного струму в котушці;

– визначити початкову фазу синусоїдального електричного струму в котушці;

– записати миттєвий синусоїдальний електричний струм у котушці;

– визначити коефіцієнт потужності даного електричного кола;

– побудувати в масштабі векторну діаграму напруги й токи (для діючих значень).

 

6. Скласти розрахункову схему електричного кола при включеному вимикачі S3 (інші вимикачі виключені), прийнявши наступні допущення:

- опорами проводів, що з'єднують елементи кола зневажити;

- опорами амперметра й вольтметра обмоткою ватметра зневажити;

- опори вольтметра й обмотки напруги ватметра вважати рівними нескінченності.

 

7. Виконати розрахунок електричного кола розглянутої в пункті 6:

– записати діюче значення напруги на затисках електричного кола;

– визначити амплітудне значення напруги на затисках електричного кола;

– записати миттєва напруга на затисках кола, прийнявши початкову фазу в завданні;

– записати діюче значення сили електричного струму в котушці;

– записати активну потужність, споживану котушкою з електричної мережі;

– визначити повну потужність, споживану котушкою з електричної мережі;

– визначити реактивну потужність, споживану котушкою з електричної мережі;

– визначити повний опір котушки;

– визначити активний опір котушки;

– визначити реактивний опір котушки;

– визначити індуктивність котушки;

– визначити кут зрушення фаз в електричному колі;

– визначити амплітудне значення синусоїдального електричного струму в котушці;

– визначити початкову фазу синусоїдального електричного струму в котушці;

– записати миттєвий синусоїдальний електричний струм у котушці;

– визначити діюче значення напруги на активному опорі;

– визначити амплітудне значення напруги на активному опорі;

– визначити початкову фазу напруги на активному опорі;

– записати миттєва напруга на активному опорі;

– визначити діюче значення напруги на реактивному опорі;

– визначити амплітудне значення напруги на реактивному опорі;

– визначити початкову фазу напруги на реактивному опорі;

– записати миттєва напруга на реактивному опорі;

– визначити коефіцієнт потужності даного електричного кола;

– побудувати в масштабі векторну діаграму напруг і струму (для діючих значень).

 

8. Скласти розрахункову схему електричного кола при включеному вимикачі S4 (інші вимикачі виключені), прийнявши наступні допущення:

- опорами проводів, що з'єднують елементи кола зневажити;

- опорами амперметра й вольтметра обмоткою ватметра зневажити;

- опори вольтметра й обмотки напруги ватметра вважати рівними нескінченності.

 

9. Виконати розрахунок електричного кола розглянутої в пункті 8:

– записати діюче значення напруги на затисках електричного кола;

– визначити амплітудне значення напруги на затисках електричного кола;

– записати миттєва напруга на затисках кола, прийнявши початкову фазу в завданні;

– записати діюче значення сили електричного струму в конденсаторі;

– записати активну потужність, споживану конденсатором з електричної мережі;

– визначити повну потужність, споживану конденсатором з електричної мережі;

– визначити реактивну потужність, споживану конденсатором з електричної мережі;

– визначити повний опір конденсатора;

– визначити активний опір конденсатора;

– визначити реактивний опір конденсатора;

– визначити ємність конденсатора;

– визначити кут зрушення фаз в електричному колі;

– визначити амплітудне значення синусоїдального електричного струму в конденсаторі;

– визначити початкову фазу синусоїдального електричного струму в конденсаторі;

– записати миттєвий синусоїдальний електричний струм у конденсаторі;

– визначити коефіцієнт потужності даного електричного кола;

– побудувати в масштабі векторну діаграму напруги й токи (для діючих значень).

 

10. Скласти розрахункову схему електричного кола при включеному вимикачі S5 (інші вимикачі виключені), прийнявши наступні допущення:

- опорами проводів, що з'єднують елементи кола зневажити;

- опорами амперметра й вольтметра обмоткою ватметра зневажити;

- опори вольтметра й обмотки напруги ватметра вважати рівними нескінченності.

 

11. Виконати розрахунок електричного кола розглянутої в пункті 10:

– записати діюче значення напруги на затисках електричного кола;

– визначити амплітудне значення напруги на затисках електричного кола;

– записати миттєву напругу на затисках кола, прийнявши початкову фазу в завданні;

– записати діюче значення сили електричного струму в електричному колі;

– записати активну потужність електричного кола;

– визначити повну потужність електричного кола;

– визначити реактивну потужність електричного кола;

– визначити повний опір електричного кола;

– визначити активний опір резистора;

– визначити реактивний опір конденсатора;

– визначити ємність конденсатора;

– визначити кут зрушення фаз в електричному колі;

– визначити амплітудне значення синусоїдального електричного струму в електричному колі;

– визначити початкову фазу синусоїдального електричного струму в електричному колі;

– записати миттєвий синусоїдальний електричний струм в електричному колі;

– визначити діюче значення напруги на активному опорі;

– визначити амплітудне значення напруги на активному опорі;

– визначити початкову фазу напруги на активному опорі;

– записати миттєва напруга на активному опорі;

– визначити діюче значення напруги на реактивному опорі;

– визначити амплітудне значення напруги на реактивному опорі;

– визначити початкову фазу напруги на реактивному опорі;

– записати миттєва напруга на реактивному опорі;

– визначити коефіцієнт потужності даного електричного кола;

– побудувати в масштабі векторну діаграму напруг і струму (для діючих значень).

 

12. Скласти розрахункову схему електричного кола при включеному вимикачі S6 (інші вимикачі виключені), прийнявши наступні допущення:

- опорами проводів, що з'єднують елементи ланцюга зневажити;

- опорами амперметра й фотополяриметра обмоткою ватметра зневажити;

- опору вольтметра й обмотки напруги ватметра вважати рівними нескінченності.

 

13. Виконати розрахунок електричного кола розглянутої в пункті 12, прийняв що в колі індуктивний режим:

– записати діюче значення напруги на затисках електричного кола;

– визначити амплітудне значення напруги на затисках електричного кола;

– записати миттєву напругу на затисках кола, прийнявши початкову фазу в завданні;

– записати діюче значення сили електричного струму в електричному колі;

– записати активну потужність електричного кола;

– визначити повну потужність електричного кола;

– визначити реактивну потужність електричного кола;

– визначити ємнісну потужність, споживану конденсатором з електричної мережі;

– визначити індуктивну потужність, споживану котушкою з електричної мережі;

– визначити повний опір електричного кола;

– визначити активний опір електричного кола;

– визначити реактивний опір електричного кола;

– визначити індуктивний опір котушки;

– визначити індуктивність котушки;

– визначити ємність конденсатора;

– визначити кут зрушення фаз в електричному колі;

– визначити амплітудне значення синусоїдального електричного струму в електричному колі;

– визначити початкову фазу синусоїдального електричного струму в електричному колі;

– записати миттєвий синусоїдальний електричний струм в електричному колі;

– визначити діюче значення напруги на активному опорі;

– визначити амплітудне значення напруги на активному опорі;

– визначити початкову фазу напруги на активному опорі;

– записати миттєву напругу на активному опорі;

– визначити діюче значення напруги на індуктивному опорі;

– визначити амплітудне значення напруги на індуктивному опорі;

– визначити початкову фазу напруги на індуктивному опорі;

– записати миттєву напругу на індуктивному опорі;

– визначити діюче значення напруги на ємнісному опорі;

– визначити амплітудне значення напруги на ємнісному опорі;

– визначити початкову фазу напруги на ємнісному опорі;

– записати миттєву напругу на ємнісному опорі;

– визначити коефіцієнт потужності даного електричного кола;

– який повинна бути величина ємності конденсатора, що б у даному колі виник резонанс напруги;

– побудувати в масштабі векторну діаграму напруг і струму (для діючих значень).

Варіанти вихідних даних