Для лабораторних занять по дисципліні

ТЕМАТИЧНИЙ РОБОЧИЙ ЗОШИТ

Для лабораторних занять по дисципліні

«Теоретичні основи електротехніки», ч. 1

з напряму підготовки 6.100101 «Енергетика та електротехнічні системи в агропромисловому комплексі» ОКР «Бакалавр»

на базі ОКР «Молодший спеціаліст»

Тема 5 «СИМВОЛІЧНИЙ МЕТОД РОЗРАХУНКУ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ ЗМІННОГО СИНУСОЇДНОГО СТРУМУ»

 

 

 

Мелітополь – 2014

ЗАТВЕРДЖЕНО

Завідувач кафедри ТЗЕ

____________В.В. Овчаров

«____» _______2014 року

ГРАФІК

СРС з дисципліни «Теортичні основи електротехніки», ч.1 на базі ОКР «Молодший спеціаліст»

на _ 5 ____ семестр 2014-2015 навчального року

 

№ п/п	Тижні і дати   Види завдань
01.09-05.09	08.09-12.09	15.09-19.09	22.09-26.09	29.09-03.10	06.10-10.10	13.10-17.10	20.10-24.10	27.10-31.10	03.11-07.11	10.11-14.12	17.11-21.11-	24.11-28.11	01.12-05.12	08.12-12.12
	Вивчити теми і розділи теоретичного матеріалу	Т1 1.1-1.8	Т1 1.9-1.12	Т2 2.1-2.2, 2.5	Т2 2.6	Т3 3.1	Т3 3.2-3.4	Т3 3.5-3.7	Т3 3.8-3.10	Т4 4.1-4.3	Т4 4.4-4.5	Т5 5.1-5.6	Т5 5.7-5.12	Т6 6.1-6.6	Т7 7.1-7.2	Т7 7.3-7.4
	Виконати номери таблиць навчаюче-контролюючих завдань	1.1-1.5	1.6-1.8	2.1, 2.5	2.2, 2.3, 2.6	3.1-3.3	3.4-3.5	3.6-3.11	3.12-3.15	4.1-4.6	4.7-4.11	5.1-5.4	5.5-5.10	6.1-6.2	6.5	7.1-7.3
	Виконати номери лабораторних робіт							4,5
	Виконати номери завдань логічно-понятійного характеру		1,2, 3,4			1,2,	4,5
	Виконати пункти тематичного комплексного кваліфікаційного завдання	ККЗ 1	ККЗ 2	ККЗ 3	ККЗ 4	ККЗ 5	ККЗ 6	ККЗ 7
1,2		1,2, 3.1-3.4	3.5-3.12	1-5,	6,7,8	9,10,	12,	1,2		1,2			1-9	1-4

 

ЗМІСТ

 

5.1 Символічне зображення синусоїдальних функцій………………...
5.2 Додавання й віднімання комплексних величин..................................
5.3. Множення й ділення комплексних величин 5.4. Множення вектора на j і на – j 5.5. Зображення похідних і інтегралів синусоїдальних струмів………
5.6. Закон Ома в комплексній формі ……………………………………..
5.7. Комплексна провідність....................................................
5.8 Комплексні напруги 5.9 Комплексні струми 5.10 Комплексна потужність........................................................
5.11. Закони Кірхгофа в комплексній формі ………………………….
5.12. Методи розрахунку кіл змінного синусоїдного струму в комплексній формі ………………………………………………………...
Тематичне комплексне кваліфікаційне завдання…………………....
Варіанти вихідних даних до тематичного комплексного кваліфікаційного завдання……………………………...………………
Список рекомендованої літератури…………………………………….

ТЕМА 5

СИМВОЛІЧНИЙ МЕТОД РОЗРАХУНКУ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ ЗМІННОГО СИНУСОЇДНОГО СТРУМУ

Символічне зображення синусоїдальних функцій

Таблиця 5.1

 

Номер питання, завдання	ПИТАННЯ, ЗАВДАННЯ	Номер правильної відповіді
1.	Запишіть формулу Ейлера.
2.	Що розуміється під уявним числом j?
3.	Як зображується комплексне число е^jα на комплексній площині?
4.	Чому дорівнює модуль функції е^jα?
5.	Запишіть комплекс амплітудного значення сили електричного струму в показовій формі?
6.	Зобразіть комплекс амплітудного значення сили струму на комплексній площині й покажіть проекції струму на дійсну й мниму осі.
7.	Запишіть комплекс амплітудного значення сили струму в тригонометричній формі.
8.	Запишіть комплекс амплітудного значення сили струму в алгебраїчній формі.
9.	Запишіть комплекс діючого значення сили струму в показовій формі.
10.	Запишіть комплекс діючого значення електрорушійної сили в показовій формі.
11.	Запишіть комплекс діючого значення напруги в показовій формі.
	Задано вираження миттєвої сили струму: i = 14,1 sin (wt + 50°) А.
12.	Запишіть комплекс діючого значення сили струму в показовій формі.
13.	Запишіть комплекс діючого значення сили струму в тригонометричній формі.
14.	Запишіть комплекс діючого значення сили струму в алгебраїчній формі.

 

При правильному виконанні завдання Σ_{непарних} – Σ_парних = 19.

Таблиця 5.1а

 

Номер відповіді	ВІДПОВІДІ
	.
	Одиниці.
	.
	Мнима одиниця. .
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	Відкладається вектор, який дорівнює одиниці під кутом α до осі дійсних значень (вісь +1), кут відлічується проти годинникової стрілки від цієї осі.

Множення й ділення комплексних величин

5.4. Множення вектора на j і на – j

Комплексна провідність

Таблиця 5.5

 

Номер питання, завдання	ПИТАННЯ, ЗАВДАННЯ	Номер правильної відповіді
	На розрахунковій схемі електричного кола наведено: активний опір резистора r, комплекс індуктивного опору jxL, комплекс ємнісного опору -jхС, комплекс амплітудного значення напруги джерела електричної енергії , комплекс амплітудне значення сили електричного струму джерела m.
	Запишіть формулу для визначення комплексу повного опору даного кола в алгебраїчній формі.
	Запишіть комплекс повного опору кола в показовій формі.
	Запишіть формулу для визначення комплексу повної провідності даного кола в показовій формі.
	Запишіть комплекс повної провідності кола в тригонометричній формі.
	Запишіть комплекс повної провідності кола в алгебраїчній формі.
	Зобразите комплекси повної, активної й реактивної провідностей на комплексній площині (якщо b – індуктивна провідність).
	Зобразите комплекси повної, активної й реактивної провідностей на комплексній площині (якщо b – ємнісна провідність).
	Для вищевказаного електричного кола відомо: напруги на затискачах кола В; активний опір r = 10 Ом; комплекс індуктивного опору xL = j 12 Ом; комплекс ємнісного опору хС = -j 25 Ом.
	Розрахуйте комплекс повного опору даного кола в алгебраїчній формі в омах.
	Запишіть комплекс повного опору кола в показовій формі в омах.
	Розрахуйте комплекс повної провідності даного кола в показовій формі в сименсах.
	Запишіть комплекс повної провідності кола в тригонометричній формі в сименсах.
	Запишіть комплекс повної провідності кола в алгебраїчній формі в сименсах.
	Який характер носить реактивна провідність.
	Розрахуйте комплекс діючого значення сили струму в колі в показовій формі в амперах.
	Запишіть комплекс діючого значення сили струму в колі в алгебраїчній формі в амперах.

 

При правильному виконанні завдання Σ_{непарних} – Σ_парних = 22.

Таблиця 5.5а

 

Номер відповіді	ВІДПОВІДІ
	.
	.
	.
	.
	^.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	Ємнісної.

Комплексні напруги

Комплексні струми

Комплексна потужність

Таблиця 5.6

 

Номер питання, завдання	ПИТАННЯ, ЗАВДАННЯ	Номер правильної відповіді
	На розрахунковій схемі електричного кола наведено: е.р.с ідеального синусоїдного джерела е. Активний опір r, індуктивність L, ємність С. Сила синусоїдного електричного струму і. Напруга на затискачах джерела . Падіння напруг на відповідних елементах електричного кола ur, uL, uc.
	Запишіть комплекс індуктивного опору в алгебраїчній формі.
	Запишіть комплекс ємнісного опору в алгебраїчній формі.
	Запишіть комплекс повного опору в алгебраїчній формі для даної розрахункової схеми.
	Запишіть комплекс діючого значення напруги на затискачах даного кола.
	Зобразіть наведену розрахункову схему в комплексній формі.
	Запишіть рівняння електричної рівноваги даного кола в комплексній формі.
	Запишіть закон Ома в комплексній формі для діючих значень напруги й струму даної розрахункової схеми.
	Запишіть рівняння для визначення діючого значення спадання напруги на активному опорі в комплексній формі.
	Запишіть рівняння для визначення діючого значення спадання напруги на індуктивному опорі в комплексній формі.
	Запишіть рівняння для визначення діючого значення спадання напруги на ємнісному опорі в комплексній формі.
	Запишіть сполучений комплекс діючого значення сили струму в колі, якщо її початкова фаза позитивна.
	Запишіть розрахункове рівняння для визначення комплексу повної потужності даного кола через силу струму й напруги.
	Зобразіть комплекси повної потужності кола, активній потужності й реактивній потужності на комплексній площині.
	Запишіть комплекс повної потужності в алгебраїчній формі.
	Запишіть комплекс повної потужності в тригонометричній формі.
	Запишіть комплекс повної потужності в показовій формі.

 

При правильному виконанні завдання Σ_{непарних} – Σ_парних = –2.

Таблиця 5.6а

 

Номер відповіді	ВІДПОВІДІ
	.
	.
	.
	Якщо     .
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	.

Таблиця 5.7

 

Номер питання, завдання	ПИТАННЯ, ЗАВДАННЯ	Номер правильної відповіді
	Для розрахункової схеми електричного кола відомо: напруга на затискачах джерела u = 141,4sin(ω∙ t + 30^o) В; активний опір котушки r = 12 Ом; індуктивність котушки L = 79,6 мГн; ємність конденсатора С = 353,86 мкФ. Частота сили струму в колі f = 50 Гц.
	Розрахуйте комплекс індуктивного опору в алгебраїчній формі в омах.
	Розрахуйте комплекс ємнісного опору в алгебраїчній формі в омах.
	Розрахуйте комплекс реактивного опору в алгебраїчній формі в омах.
	Розрахуйте комплекс повного опору в алгебраїчній формі в омах, запишіть комплекс повного опору в показовій формі.
	Запишіть комплекс діючого значення напруги на затискачах кола в показовій формі у вольтах.
	Розрахуйте комплекс діючого значення сили струму в даному колі в показовій формі, запишіть його в алгебраїчній формі в амперах.
	Запишіть вираження миттєвого значення сили струму в колі.
	Розрахуйте комплекс діючого значення спадання напруги на активному опорі в показовій формі, запишіть його в алгебраїчній формі у вольтах.
	Запишіть вираження миттєвого значення спадання напруги на активному опорі.
	Розрахуйте комплекс діючого значення спадання напруги на індуктивному опорі в показовій формі, запишіть його в алгебраїчній формі у вольтах.
	Запишіть вираження миттєвого значення спадання напруги на індуктивному опорі.
	Розрахуйте комплекс діючого значення спадання напруги на ємнісному опорі в показовій формі, запишіть його в алгебраїчній формі у вольтах.
	Запишіть вираження миттєвого значення спадання напруги на ємнісному опорі.
	Розрахуйте комплекс повної потужності даного кола у вольт-амперах.
	Запишіть комплекс повної потужності в тригонометричній формі у вольт-амперах.
	Запишіть комплекс повної потужності в алгебраїчній формі у вольт-амперах.
	Запишіть значення активної потужності кола у ватах.
	Запишіть значення реактивної потужності кола у вольт-амперах реактивних.
	Визначите коефіцієнт потужності всього кола.

 

При правильному виконанні завдання Σ_{непарних} – Σ_парних = 76.

Таблиця 5.7а

 

Номер відповіді	ВІДПОВІДІ
	.
	84,6 sin(ωt -23^o).
	400.
	.
	.
	.
	.
	.
	.
	7,07sin(ω∙ t -23^o).
	0,6.
	.
	63,4 sin(ω∙ t -113^o).
	.
	.
	.
	300.
	.
	176,3 sin(ω∙ t +67^o).

 

 

ЗАВДАННЯ

Умова

Електричне коло змінного синусоїдного електричного струму складається з амперметра, ватметра й вольтметра, вимикача S, послідовно включених котушки К и ідеального конденсатора С.

При включенні вимикача S електровимірювальні прилади показали наступні значення: амперметр – I, вольтметр – U, ватметр – P, при цьому ємнісний опір конденсатора дорівнює x_С. У ланцюзі індуктивний режим. Початкова фаза напруги Ψ_u .

Завдання

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

2. Скласти розрахункову схему електричного кола в комплексній формі при включеному вимикачі S, прийнявши наступні допущення:

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

- опорами амперметра й струмовою обмоткою ватметра зневажити;

- опору вольтметра й обмотки напруги ватметра вважати рівними нескінченності.

3. Виконати розрахунок параметрів електричного кола розглянутої в пункті 2:

3.1.Визначити повний опір електричного кола;

3.2.Визначити активний опір електричного кола;

3.3.Визначити реактивний опір електричного кола;

3.4.Визначити індуктивний опір котушки;

3.5.Визначити індуктивність котушки;

3.6.Визначити ємність конденсатора;

3.7.Визначити кут зсуву фаз в електричному колі із трикутника опорів.

4. Виконати розрахунок електричного кола в комплексній формі:

4.1.Записати комплекс діючого значення напруги на затискачах електричного кола в показовій і алгебраїчній формі;

4.2.Визначити комплекс амплітудного значення напруги на затискачах електричного кола в показовій формі й записати його в алгебраїчній формі;

4.3.Записати миттєву напругу на затискачах кола;

4.4.Записати комплекс повного опору кола в показовій і алгебраїчній формі;

4.5.Визначити комплекс діючого значення сили електричного струму в електричному колі в показовій формі й записати його в алгебраїчній формі;

4.6.Визначити комплекс амплітудного значення електричного струму в електричному колі в показовій формі й записати його в алгебраїчній формі;

4.7.Записати миттєвий синусоїдальний електричний струм в електричному колі;

4.8.Визначити комплекс діючого значення напруги на активному опорі в показовій формі й записати його в алгебраїчній формі;

4.9.Визначити комплекс амплітудного значення напруги на активному опорі в показовій формі й записати його в алгебраїчній формі;

4.10.Записати миттєву напругу на активному опорі;

4.11.Визначити комплекс діючого значення напруги на індуктивному опорі в показовій формі й записати його в алгебраїчній формі;

4.12.Визначити комплекс амплітудного значення напруги на індуктивному опорі в показовій формі й записати його в алгебраїчній формі;

4.13.Записати миттєву напругу на індуктивному опорі;

4.14.Визначити комплекс діючого значення напруги на ємнісному опорі в показовій формі й записати його в алгебраїчній формі;

4.15.Визначити комплекс амплітудного значення напруги на ємнісному опорі в показовій формі й записати його в алгебраїчній формі;

4.16.Записати миттєву напругу на ємнісному опорі;

4.17.Визначити комплекс повної потужності електричного кола в показовій формі й записати його в алгебраїчній формі;

4.18.Записати активну потужність електричного кола;

4.19.Записати реактивну потужність електричного кола;

4.20.Визначити коефіцієнт потужності даного електричного кола;

4.21.Який повинна бути величина ємності конденсатора, що б у даному ланцюзі виник резонанс напруги;

4.22.Побудувати в масштабі векторну діаграму напруг і струму (для діючих значень).

Варіанти вихідних даних

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

 

1. Овчаров В.В. Теоретические основы электротехники, часть 1: учебник / В.В. Овчаров. – Мелитополь: Люкс, 2007. – 389 с.

 

2. Овчаров В.В. Теоретичні основи електротехніки: підручник / В.В. Овчаров. – К., 1993 – 224 с.

 

 

ТЕМАТИЧНИЙ РОБОЧИЙ ЗОШИТ

для лабораторних занять по дисципліні

«Теоретичні основи електротехніки», ч. 1

з напряму підготовки 6.100101 «Енергетика та електротехнічні системи в агропромисловому комплексі» ОКР «Бакалавр»

на базі ОКР «Молодший спеціаліст»