МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего и послевузовского профессионального образования
ВСЕРОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КИНЕМАТОГРАФИИ имени С.А. ГЕРАСИМОВА
СЕРГИЕВО-ПОСАДСКИЙ ФИЛИАЛ ВГИК
ОСНОВЫ электротехникИ
ЗАДАЧНИК С РЕШЕНИЯМИ
Для специальности среднего профессионального образования 070208
2014г
Рассмотрено на заседании Утверждаю:
предметной комиссии заместитель директора по УР
протокол № от Л.Г. Зуденкова
председатель ПК
М. П. Лебедь
Разработал преподаватель М.П. Лебедь
Рецензент: преподаватель
Введение
Задачник предназначен для оказания помощи студентам, изучающим дисциплину "Основы электротехники" в рамках освоения специальности 070208. Данная методическая разработка может оказать помощь обучающимся в получении навыков решения задач задач по основам электротехники и выполнении контрольных работ. Работа с задачником предполагает использование его в процессе обучения совместно с конспектом лекций по одноимённому курсу.
В пособии, для приведены примеры решения типовых задач по основным темам курса. После примеров следуют задачи для самостоятельного решения.
В каждой теме задачи размещены по принципу «от простого к сложному». Одна из задач по каждой теме полностью соответствует задачам, предлагаемым студентам для решения в экзаменационных билетах.
Пособие включает в себя 14 примеров с решениями и более 50 типовых задач для самостоятельного решения. Звёздочкой отмечены задачи повышенной сложности.
Перед решением задачи, заданной на дом, студенту рекомендуется повторить теорию по данной теме, рассмотреть решение примера, показанного на теоретическом занятии, а затем - решение типовой задачи по настоящему пособию.
Тема 1. Простейшая электрическая цепь
Простейшие цепи, содержащие источник ЭДС и сопротивление нагрузки, обычно рассчитываются с использованием закона Ома для полной цепи и закона Ома для участка цепи. Необходимо знать свойства цепи при различных режимах её работы и формулы мощности, выделяющейся в элементах цепи.
В задачах, содержащих источник ЭДС и нагрузку, состоящую из нескольких сопротивлений, необходимо заменить их одним эквивалентным сопротивлением.
Пример 1.1 Расчёт простейшей цепи постоянного тока, содержащей источник ЭДС.
Ток I, в показанной на рисунке схеме электрической цепи, составляет 150 мА, внутреннее сопротивление источника ro= 1 Ом, а сопротивление приемника энергии (нагрузки) R= 49 Ом.
Определить:
а) ЭДС источника энергии; б) напряжение на резисторе нагрузки; в) мощность выделяющуюся в сопротивлении нагрузки.
Решение:
а) Используя формулу закона Ома для полной цепи, определяем ЭДС источника
E = I (R+ro) = 0,15(l+49)=7,5 В;
б) По закону Ома для участка цепи находим напряжение на резисторе нагрузки
U = I R = 0,15·49 = 7,35В;
в) В нагрузке выделяется мощность
P = U I = 7,35·0,15 = 1,03 Вт.
Пример 1.2 Мощность, выделяемая в элементах простейшей цепи постоянного тока.
К источнику электроэнергии с ЭДС Е = 100 В и внутренним сопротивлением г0 = 1 Ом подключен приемник электрической энергии (нагрузка) с сопротивлением R = 9 Ом. Схема цепи аналогична схеме к предыдущей задаче.
Определить: а) ток в цепи; б) падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника энергии; в) полную мощность, отдаваемую источником; мощность в нагрузке и мощность потерь.
Решение:
а) Используя формулу закона Ома для полной цепи, определяем ток в цепи
I = E/(R +r 0) = 100/(9 + 1) = 10А.
б) Находим потерю напряжения на внутреннем сопротивлении источника ЭДС
U0 = Ir0 = 10·1 = 10 В.
в) Определяем мощности, выделяющиеся на элементах цепи:
полная мощность, отдаваемая источником, P1 = E· I=100·10=1000Вт;
мощность в нагрузке Р2 = I2· R=100·9=900Вт;
мощность потерь РO= U0· I= 10·10=100вт.
