Электроника, микроэлектроника и автоматика

 

Контрольная работа № 1

«Электроника, микроэлектроника и автоматика»

Задача 10

Цепь постоянного тока, схема которой приведена на рис. 10, состоит из 4 резисторов, сопротивления которых равны: R1 = 60 Ом; R2 = 30 Ом; R3=30 Ом; R4 = 20 Ом. Мощность всей цепи Р = 288 Вт.

Определить эквивалентное сопротивление цепи Rэкв, напряжение на каждом резисторе U1 U2, U3, U4.

Рис. 10

Решение

1 Определим эквивалентное сопротивление цепи

Rэкв = R1,2 + R3,4 = 20 + 12 = 32 Ом

Определим ток цепи

Исходя из схемы соединения получим I = I1,2 = I3,4 = 3 А

Определим падение напряжения на сопротивлениях

U1,2 = U1 = U2 = I·R1,2 = 3·20 = 60 В3,4 = U3 = U4 = I·R3,4 = 3·12 = 36 В

Напряжение приложенное к цепи

= U1,2 + U3,4 = = 60 + 36 = 96 В

Задача 20

Определить индуктивность цилиндрической катушки без сердечника, если она имеет длину ? = 12 см, радиус витка R = 4 см, а число витков со =12200.

Рис 19

Определить величину ЭДС самоиндукции, если ток в катушке увеличивается со скоростью 200 А/с.

Решение

Определим площадь поперечного сечения катушки

Определим индуктивность катушки по формуле

Задача 30

Для измерения напряжения в цепи переменного тока использовались два вольтметра:

) первый с пределом измерения (номинальным напряжением) Uн1 = 100 В и классом точности ?д1 = 1%;

) второй с пределом измерения UH2 = 250 В и классом точности ?д2 = 0,5%.

Определить:

1) наибольшие абсолютные погрешности первого и второго вольтметров;

) указать, какой прибор выполнит измерение с большей точностью.

Решение

Определим наибольшие абсолютные погрешности первого и второго вольтметров

Согласно расчетов в пункте 1 первый вольт метр выполнит более точно измерение напряжения, т.к. наибольшая абсолютная погрешность измерения ± 1 в, а у второго вольтметра наибольшая абсолютная погрешность - ± 2,5 В

Задача 31

В сеть переменного тока напряжением U = 220 В включена катушка, индуктивность которой L = 25,4 мГн, а активное сопротивление R = 6 Ом. Частота сети f = 50 Гц.

Определить ток I в катушке; активную Р, реактивную Q и полную S мощности; угол сдвига фаз между током и напряжением. Начертить электрическую схему цепи. Построить в масштабе векторную диаграмму напряжений и пояснить ее построение

Решение

Схема цепи

Определим индуктивное сопротивление катушки

ХL = 2·?·f·L = 2·3,14·50·25,4·10-3 = 8 Ом

Полное сопротивление цепи

Ток катушки

Активная мощность катушки

Р = I2·R = 222·6 = 2904 Вт

Реактивная мощность катушки

= I2·ХL = 222·8 = 3872 вар

Полная мощность катушки

Коэффициент мощности катушки

По таблицам Брадиса определяем ? = 53о10'

Для построения векторной диаграммы определим напряжение на сопротивлениях и выберем масштаб

UR = I·R = 22·6 = 132 ВХL = I·ХL = 22·8 = 176 В

Масштаб для напряжения МU = 20 В/см

Масштаб для тока МI = 2,2 А/см

Длина векторов напряжения и тока определяется делением величины напряжения или тока на масштаб

Сначала горизонтально откладываем вектор тока, после чего совпадающем по фазе с током откладываем вектор напряжения на активном сопротивлении и под углом 90о в строну опережения из конца вектора напряжения на активном сопротивлении откладываем вектор напряжения на индуктивном сопротивлении. Соединив начало вектора напряжения на активном сопротивлении с конца вектора напряжения на индуктивном сопротивлении получим вектор напряжения приложенного к цепи.

Векторная диаграмма цепи

Задача 50

В четырехпроводную сеть трехфазного тока включены по схеме «звезда» лампы одинаковой мощности. Ток одной лампы Iл = 0,5 А; фазные токи IА = 9 А, IВ = 4,6 А, IС = 6,4 А. Фазные напряжения на лампах Uф = 220 В.

Вычислить линейное напряжение сети, число ламп в фазах, общую мощность потребителя, мощность одной лампы. Начертить электрическую схему цепи. Построить векторную диаграмму напряжений и токов, построение диаграммы пояснить. Определить по векторной диаграмме ток в нулевом проводе Iо. цепь напряжение сопротивление катушка

Решение

Схема цепи

1 Определим линейные напряжения. В схеме соединения в «звезду» линейные напряжения больше фазных в раз, тогда:

Определим число ламп в фазах:

ламп

ламп

ламп

Линейные токи в схеме соединения звездой равны фазным

Определим общую мощность потребителя

Р = IА·UфА + IВ·UфВ + IС·UфС = 9·220 + 4,6·220 + 6,4·220 = 4400 Вт

Мощность одной лампы составит

РЛ = IЛ·UФ = 05·220 = 110 Вт

Для построения векторной диаграммы выберем масштаб для тока и напряжения

Масштаб для напряжения МU = 44 В/см

Масштаб для тока МI = 3 А/см

Длина вектора напряжения фазы

Длина векторов фазных токов:

Строим векторы фазных напряжений под углом 120о относительно друг друга. Так как в фазах нагрузка только активная (соs ? = 1), то токи совпадают по фазе с напряжениями соответствующих фаз. При сложении векторов токов фаз получим вектор тока в нулевом проводе. Измерив длину вектора тока в нулевом проводе и умножив его на масштаб получим значение величины этого тока.

Векторная диаграмма цепи

Длина вектора тока в нулевом проводе 1,33 см

Величина тока в нулевом провода Iо = 1,33·3 = 3,99 А

Литература

1. Жеребцов И.П. Основы электроники. Л.: Энергоатомиздат, 1989.

. Игумнов Д.В, и др. Основы микроэлектроники. М.: Высшая школа, 1991.

. Бодиловсклй В.Г. Электронные приборы и усилители на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1995.

5. Браммер А.10. и др. Импульсная техника. М.: Высшая школа, 1985.

. Справочник. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. М.: Радио и связь. 1989.

. Овласюк В.Я. и др. Интегральные микросхемы в устройствах автоматики и защита тяговых сетей. М.: Транспорт, 1985.

Контрольная работа № 1 «Электроника, микроэлектроника и автоматика» Задача 10 Цепь п

Больше работ по теме: