Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ:  Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия ЭкологияТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву 
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Электрическое поле. Электрические цепи постоянного токаСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ОКТЯБРЬСКИЙ КОММУНАЛЬНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по изучению дисциплины «Электротехника» Программы подготовки специалистов среднего звена по специальности 08.02.09 « Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий » ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ
Октябрьский 2015 г.
РАССМОТРЕНО На заседании цикловой комиссии специальных дисциплин специальности 08.02.09
Протокол № от «» 2015г. Председатель ПЦК Боброва Л.В.
РАЗРАБОТАНО: ПРЕПОДАВАТЕЛЬ Боброва Л.В.
СОГЛАСОВАНО: ЗАВ.ЗАОЧНЫМ ОТДЕЛЕНИЕМ Зинатуллина В.И.
Составитель: Боброва Л.В., преподаватель спец. дисциплин ГБПОУ ОКСК
Методические указания по изучению дисциплины «Электротехника» составлены в соответствии с характеристикой профессиональной деятельности выпускников и требований к минимуму результатов освоения дисциплины.
Методические указания по изучению дисциплины «Электротехника» адресованы студентам заочной формы обучения в помощь для организации самостоятельной работы по изучению материалов курса. Содержат рекомендации по изучению теоретического блока, перечень тем, вопросы для самоконтроля, порядок выполнения и оформления контрольных работ, а также включает вопросы и задания по промежуточной аттестации.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение УВАЖАЕМЫЙ СТУДЕНТ!
Самостоятельная работа при заочной форме обучения является основным видом учебной деятельности. Ваша самостоятельная работа по дисциплине предполагает следующее: - самостоятельное изучение теоретического материала; - выполнение практических и/или лабораторных работ; - выполнение контрольных работ; В помощь Вам предлагается Методические указания по изучению дисциплины, подготовленные преподавателями колледжа. Методические указания по изучению дисциплины «Электротехника» является частью Программы подготовки специалистов среднего звена ГБПОУ ОКСК по специальности «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий », разработанной в соответствии с ФГОС СПО третьего поколения. Цель изучения дисциплины «Электротехника» В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь: - выполнять расчеты электрических цепей; - выбирать электротехнические материалы на основе анализа их свойств для конкретного применения; - пользоваться приборами и снимать их показания; - выполнять проверки амперметров, вольтметров и однофазных счетчиков; - выполнять измерения параметров цепей постоянного и переменного тока. - читать и составлять схемы электрических соединений;* - выполнять расчеты магнитных цепей;*
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать: - основы теории электрических и магнитных полей; - методы расчета цепей постоянного, переменного однофазного и трехфазного тока; - методы измерения электрических, неэлектрических и магнитных величин; - схемы включения приборов для измерения тока, напряжения, энергии, частоты, сопротивления изоляции, мощности; - правила поверки приборов: амперметра, вольтметра, индукционного счетчика; - классификацию электротехничеких материалов, их свойства, область применения; - требования ГОСТов и ЕСКД к оформлению и составлению электрических схем;* - методы расчета переходных процессов.* - методы расчета магнитных цепей.*
Содержание дисциплины «Электротехника» разбито на смысловые блоки (разделы), которые изучаются по темам. Практические работы выполняются аудиторно. Контрольные работы выполняются самостоятельно. Для того чтобы Вам успешно пройти итоговую форму контроля, необходимо, помимо освоения теоретического материала и отчета по практическим работам, выполненным аудиторно, выполнить контрольную работу, предусмотренную учебным планом. Для того чтобы получить свой вариант контрольной работы, Вам достаточно обратиться к методисту заочного отделения. Получив свой вариант контрольной работы, вы должны: - внимательно ознакомиться с вопросами (теоретическими и практическими) своего варианта; - подобрать соответствующую учебно-методические пособия, изданные в колледже, учебную литературу, нормативные и нормативно-правовые документы; - ознакомиться с подобранной информацией; - выполнить задания по теоретическим вопросам, составив, в зависимости от задания, конспект, таблицу, схему, план ответа и др. - провести расчеты, решить задачи, предварительно изучив типовые образцы по теме, используя учебно-методические пособия, изданные в колледже. - оформить работу в соответствии с образцами.
Если Вами не освоен теоретический материал или у Вас возникают трудности при выполнении контрольной работы, необходимо обратиться за помощью к преподавателю или попытаться ещё раз самостоятельно с помощью данных указаний пройти весь образовательный маршрут по проблемному разделу. С графиком консультаций, проводимых преподавателем, можно ознакомиться у методиста заочного отделения. Итоговый контроль по дисциплине
По итогам изучения дисциплины проводится экзамен. Перечень вопросов и варианты заданий представлены в Методических указаниях.
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ МАРШРУТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Таблица 1
Желаем Вам удачи!
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
В ГБПОУ ОКСК на дисциплину «Электротехника» по специальности « Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий » отводится 520 часов, в том числе 390 часов аудиторной нагрузки и 120 часов самостоятельной работы студентов. Освоение дисциплины требует обязательного выполнения студентами двух контрольных работ и практических занятий. По итогам изучения дисциплины проводится экзамен. Таблица 2
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Введение. Задачи и содержание дисциплины, ее связь с другими дисциплинами. Значение электротехнической подготовки техника в освоении новой техники. Раздел 1 Электрическое поле. Электрические цепи постоянного тока Раздел2 Раздел 4 Магнитное поле Тема 4.1 Магнитное поле и его параметры. Магнитное поле. Магнитная индукция. Магнитная проницаемость. Магнитный поток. Закон полного тока. Закон Ампера. Магнитное поле прямолинейного проводника с током. Магнитное поле кольцевой и цилиндрической катушек. Электромагнитная сила. Тема 4.2 Магнитные цепи и их расчет. Магнитная цепь. Закон Ома для магнитной цепи. Намагничивание ферромагнитных материалов. Петля гистерезиса. 3 Расчет неразветвленных и разветвленных магнитных цепей. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1 Перед выполнением контрольной работы ознакомьтесь с общими методическими указаниями. Ход решения задачи сопровождайте краткими пояснениями. Решение задач этой группы требует знания закона Ома для всей цепи и ее участка, первого и второго законов Кирхгофа, методики определения эквивалентного сопротивления цепи при смешанном соединении сопротивлений, а также умения вычислить мощность и работу электрического тока. УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ № 1
Дано. Для цепи постоянного тока заданы электрические величины. Определить неизвестные токи, сопротивления, напряжения участков и цепи в целом. Составить баланс мощностей.
Дано: R1 = R2 = 3 Ом, R5 = 4 Ом, r 0 = 0,5 Ом, Р6 = 150 Вт, U3 =18 В, I3 = 5А.
Решение: Источник ЭДС работает в режиме генератора, направление тока совпадает с направлением ЭДС. Задачу решаем методом «свертывания», то есть последовательно заменяем часть сопротивления эквивалентным, начиная с сопротивлений R 4 и R5, затем R 6.
Сопротивления R4 и R5 соединены между собой параллельно и затем с R 3 последовательно. R4,5 =R4R5/(R4+R5)= 4·6/(4+6)= 2,4 Ом. Определяем сопротивление R3 по закону Ома: R 3 = U 3 /R 3 = 18/5 = 3,6 Ом R 3, 4,5 = R 3 + R 4,5 = 3,6 + 2,4 = 6 Ом. Напряжение U 4,5 = I 3 • R 4,5 = 5 • 2,4 = 12 В. Напряжение участка 3,4,5 U 3,4,5 = U 3 + U 4,5 = 18 + 12 = 30 В. Так как сопротивление R 6соединено параллельно R 3, R 4и R 5, то U 6= U 3,4,5 = 30 В. Определяем сопротивление R 6 и ток I 6: I 6 = P 6 /U 6 = 150/30 = 5A; R 6 = U 6 /I 6 = 30/5 = 6Ом. Сопротивления R 1 и R 2 соединены параллельно: R 1,2 = R 1 / 2 = 3/2 = 1,5Ом, так как R 1 = R 2. Сопротивления R 3,4,5 и R 6соединены параллельно: R 3,4,5,6 = R 3,4,5 / 2 = 6/2 = 3 Ом, так как R 6 = R 3,4,5 Сопротивления R 1, 2 и R3,4,5,6 соединены последовательно R 1-6 = R 1,2 + R 3,4,5,6 = 3 + 1,5 = 4,5 Ом. I = I 3 + I 6 = 2·5 = 10A, так как I 3 = I 6.. Токи I 4 и I 5 Определяем по закону Ома для участка цепи: I 4 = U 4,5/ R 4 = 12/4 = 3A; I 5 = U 4,5/ R 5 = 12/6 = 2A. Токи в сопротивлениях R 1и R 2 одинаковы, так как R 1 = R 2 I 1= I 2 = I /2 = 5 А. Напряжение на этих сопротивлениях U 1 = U 2 = I1R1 = 5 • 3 = 15 В. ЭДС источника находим по закону Ома для полной цепи: Е = I (R 1-6 + r 0) = 10 (4,5 + 0,5) = 50 В. Напряжение на зажимах источника ЭДС и его внутреннее падение напряжения: U 0 = I · r 0 = 10 ·0.2 = 5 В; U = E – U 0 = 50 - 5 = 45 В. Мощность источника ЭДС P Н = E · I = 50 · 10 = 500 Вт. Мощность потребителей P = P 1 + P 2 + P 3 + P 4 + P 5 + P 6 = U 1 I 1 + U2I2 + U3 I3 + U4I4 + U5I5 + P 6 = 15·5 + 15·5+ 18·5 + 12·3 + 12·2 + 150 = 450 Вт. Мощность потерь источника: P 0 = U 0 I = 5·10 = 50 Вт. Баланс мощностей P U = P = P 0 500 = 450 + 50
Задача 3 Дано: Определить ЭДС взаимоиндукции в катушках, если взаимная индуктивность равна 0,05 Гн, а токи в катушках соответственно применяются по законам:
Где ω – постоянная величина. Решение: Индуктивная ЭДС в первой катушке равна произведению взаимной индуктивности и скорости изменения тока во второй катушке и наоборот:
Поэтому:
т.е.
Задача 4 А. Тороидальная катушка имеет виды:
И размеры – наружный и внутренний диаметр d 1/ d 2, например, 100/80 мм. Диаметр d для определения площади поперечного сечения тороидальной катушки площади круга диаметром d и магнитного потока ее можно определить по заданным размерам:
где магнитная индукция катушки определяется в точках средний линии (т.А) с диаметром окружности средней линии
Б. Кольцевая катушка имеет вид:
и размеры – наружный и внутренний диаметр и высоту, например, 100/80 – 20 мм. Сечение катушки можно определить как площадь прямоугольника
В остальном магнитная индукция в точках средний линии (т.А) и магний поток определяются так же, как и у тороидальной катушки; В. Цилиндрическая катушка имеет вид:
и размеры – длина катушки I и ее диаметр d. Например, I = 100 мм, d = 80 мм. Если I >> d, то магнитное поле цилиндрической катушки рассчитывается по формуле, выведенной опытным путем:
где β1 и β2 – углы, образованные средней линей катушки и прямыми, соединяющий первый и последний виток ее с точкой, в которой изменяется магнитное поле (т. А); Г. Магнитное поле в точках вокрукг R > a и внутри R < a прямоугольного провода с током определяется различно: а – радиус проводника, R – расстояние относительного провода до точки, в которой измеряется магнитное поле.
Наибольшее по величине магнитное поле в точках, расположенных на поверхности проводника, R = a.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2
УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ № 1
В цепь переменного тока последовательно включены активные, индуктивные и емкостное сопротивления. Определить неизвестные величины. Построить векторную диаграмму напряжений. Написать условия для наступления в цепи резонанса напряжений, определить резонансную частоту, определить ток в цепи в этом случае.
УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ № 2
В цепь переменного тока параллельно включены катушка индуктивности с параметрами r 1 = 4 Ом и X 1 = 3 Ом и конденсатор Х с = 10 Ом. Потребляемая цепью мощность равна 16 Вт. Определить проводимость ветвей и всей цепи, токи ветвей и всей цепи, полную и реактивная мощность, коэффициент мощности цепи. Построить векторную диаграмму токов Написать условия для наступления в цепи резонанса токов. Определить ток в цепи в этом случае.
Определяем сопротивлении катушки индуктивности
В этом случае I L = I с = 1,2 А; I P = 0, ток равен: I = I а = 1,6 А Векторная диаграмма в режиме резонанса токов
Варианты заданий к контрольным работам Контрольная работа №1 Задача 1 Для цепи постоянного тока, изображенной на рис. 1, заданы электрические величины в таблице 1. Индексы тока, напряжения, сопротивления и мощности совпадают. Напряжение на зажимах источника ЭДС — U. Определить все неизвестные токи, сопротивления, напряжения участков и цепи в целом. Составить баланс мощностей.
Таблица 1
Задача 2 В электрическойцепи (рис. 2) преобразовать треугольник сопротивлений R4, R5, R6 в эквивалентную звезду. Определить величину токов в ветвях методом, указанным в таблице 2. Проверить методом узлового напряжения. Внутреннее сопротивление источников ЭДС равно нулю. Определить режим работы источников ЭДС.
Таблица 2
Рис.2
Задача 3 Вариант 0 Определить ЭДС взаимной индукции в катушках, если взаимная индуктивность равна 0,5 Гн, а токи в катушках соответственно равны: i1= 20 sin (ωt – π/2); i= 20 sin (ωt), где ω - постоянная величина. Вариант 1 Определить ЭДС самоиндукции в катушке с индуктивностью 0,4 Гн, если ток, проходящий по катушке, изменяется по закону i1 = 50 sin ωt, i= 20 sin (ωt), где ω - постоянная величина.
Вариант 2 ОпределитьЭДС взаимной индукции в катушках, если взаимная индуктивность равна 0,6 Гн, а токи в катушках соответственно равны:: i1= 20 sin (ωt – π/2); i= 20 sin (ωt), где ω - постоянная величина.
Вариант 3 Определить ЭДС самоиндукции в катушке с индуктивностью 0,5 Гн, если ток, проходящий по катушке, изменяется по закону i= 40 sin(ωt).
Вариант 4 Две взаимно связанные катушки соединены последовательно. Вычислить общую индуктивность соединения при согласном и встречном включении, если индуктивности катушек соответственно равны 50 мГн и 25 мГн, а взаимная индуктивность — 15 мГн.
Вариант 5 Две взаимно связанные катушки соединены последовательно. Вычислить общую индуктивность соединения при согласном и встречном включении, если индуктивности катушек соответственно равны 100 мГн и 120 мГн, а взаимная индуктивность — 45 мГн.
Вариант 6 Определить напряжение на зажимах катушки, имеющей сопротивление R = 10 Ом, а индуктивность 0,01 Гн, если ток, протекающий в ней в данный момент времени, равен 10 А, а затем возрастает со скоростью150 А/с.
Вариант 7 Магнитный поток трансформатора, равный 0,025 Вб, уменьшается до 0,005 Вб с постоянной скоростью за время 0,04 с. Трансформатор имеет в первичной обмотке 440 витков, во вторичной — 70 витков. Определить величины ЭДС, наводимые в каждой из обмоток.
Вариант 8 В обмотке с числом витков 80 штук ток изменяется со скоростью 40 А/с. При этом скорость изменения магнитного потока, созданного этим током, равна 0,4 Вб/с. Определить индуктивность обмотки.
Вариант 9 Определить напряжение на зажимах катушки, имеющей сопротивление R = 20 Ом, а индуктивность 0,05 Гн, если ток, протекающий в ней в данный момент времени, равен 15 А, а затем уменьшается со скоростью 1000 А/с. Задача 4 Вариант 0 Определить ток и магнитный поток тороидальной катушки не-ферромагнитного материала с размерами: диаметр наружный d1 = 110 мм, диаметр внутренний d2 = 70 мм, число витков 450 штук, если магнитная индукция в точках средней линии равна В = 0,02 Т.
Вариант 1 Определить ток и магнитную индукцию тороидальной катушки неферромагнитного материала с размерами: диаметр наружный d1 = 120 мм, диаметр внутренний d2 = 80 мм, число витков 500 штук, если магнитный поток сердечника равен Ф = 0,314 Вб.
Вариант 2 Определить ток и магнитный поток кольцевой катушки неферромагнитного материала с размерами: диаметр наружный d1 = 128 мм, диаметр внутренний d2 =80 мм, толщина пакета h = 32 мм, число витков 624 штуки, если магнитная индукция в точках средней линии равна В = 0,05 Т.
Вариант 3 Определить ток и магнитную индукцию кольцевой катушки неферромагнитного материала с размерами: диаметр наружный d1 = 120 мм, диаметр внутренний d2 = 80 мм, толщина пакета h = 30 мм, число витков 480 штук, если магнитный поток сердечника равен Ф = 0,157 Вб.
Вариант 4 Определить значение и построить график напряженности магнитного поля внутри и вокруг сечения проводника, если радиус проводника 0,5 см, а ток в проводе 10 А, направленный «к нам». Для построения принять точки R, равные 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 см.
Вариант 5 Определить значение и построить график напряженности магнитного поля внутри и вокруг сечения проводника, если радиус проводника 0,7 см, а ток в проводе 15 А, направленный «от нас». Для построения принять точки R, равные 0,3; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,1 см.
Вариант 6 Определить значение и построить график напряженности магнитного поля внутри и вокруг сечения проводника, если радиус проводника 0,4 см, а ток в проводе 10 А, направленный «от нас». Для построения принять точкиR, равные 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,9 см.
Вариант 7 Определить значение и построить график напряженности магнитного поля внутри и вокруг сечения проводника, если радиус проводника 0,7 см, а ток в проводе 15 А, направленный «к нам». Для построения принять точки R, равные 0,3; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,1 см.
Вариант 8 Определить напряженность магнитного поля и магнитную индукцию в точке А, расположенной посредине на оси цилиндрической катушки (рис. 8) при токе I = 10 А; число витков ω = 200 штук, сердечник выполнен из неферромагнитного материала. Определить напряженность поля в данной точке по приближенной формуле и вычислить погрешность ошибки.
Вариант 9 Определить напряженность магнитногополя и магнитную индукцию в точке А, расположенной посредине на оси цилиндрической катушки (рис. 8) при токе I = 20 А; число витков ω = 300 штук, сердечник выполнен из неферромагнитного материала. Определить напряженность поля в данной точке по приближенной формуле и вычислить погрешность ошибки.
ВОПРОС №1 Вариант№1. Основные понятия об электрических измерениях. Классификация электроизмерительных приборов. Вариант№ 2.Устройство и принцип работы приборов магнитоэлектрических. Вариант№ 3.Измерение напряжения и тока. Расширение пределов измерения приборов Добавочные сопротивления и шунты. Вариант№ 4.Измерение электрической мощности, электрической энергии и электрического сопротивления различными методами. Вариант№ 5. Устройство и принцип работы приборов электромагнитных систем. Вариант№ 6. Устройство и принцип работы приборов электродинамических систем. Вариант№ 7. Устройство и принцип работы приборов индукционных систем. Вариант№ 8. Каковы причины появления погрешностей при измерении? Привести классификацию погрешностей средств измерений. Вариант№ 9. Каковы принципы электрических измерений неэлектрических величин? Приведите их классификацию и дайте подробную характеристику измерительных преобразователей. Вариант№ 10.Как можно измерить реактивную мощность трехфазной цепи при равномерной нагрузке фаз и симметричной системе напряжений двумя однофазными ваттметрами активной мощности? Начертите схему измерения и напишите формулу расчета величины реактивной мощности по показаниям ваттметров. Контрольная работа №2 Задача 1 В цепь переменного тока последовательно включены активные (r1, r2 ), индуктивные (XL1, XL2 ), емкостные (XC1, XC2 ) сопротивления. В таблице 1 приведены данные задачи, знаком вопроса (?) обозначены данные задачи, которые необходимо определить. Знаком тире (-) обозначены отсутствующие в схеме сопротивления. Начертить схему. Построить векторную диаграмму напряжений. Написать условия для наступления в цепи резонанса напряжений, определить резонансную частоту и ток в цепи в этом режиме. Схема:
Таблица 1
Задача 2
В цепь переменного тока параллельно включены катушка индуктивности, конденсатор и активное сопротивление. Знаком тире (-) обозначены действующие в схеме сопротивления. Начертить схему. В таблице 2 приведены данные задачи, элементы цепи и знаком вопроса (?) обозначены величины, которые надо определить.Построить векторную диаграмму токов. Написать условия для наступления в цепи резонанса токов, определить резонансную частоту и ток в цепи в резонансном режиме. Схема:
Таблица 2.
|
