Порядок построения векторной диаграммы

Из точки 0 проводим три вектора фазных напряжений U_АВ, U_ВС, U_СА, между которыми 120° (эти углы строят с максимальной точностью, используя циркуль или транспортир). В выбранном масштабе их длина будет l _UФ =U_Ф /m _U= 220 В / 55 ( В /см) = 4 см. Следует иметь ввиду, что эти векторы напряжений одновременно являются и векторами и векторами линейных напряжений.

 

Нагрузка фаз активная (электрические лампы накаливания обладают активным
сопротивлением), поэтому токи I_АВ, I_ВС, I_СА будут совпадать по фазе с соответствующими фазными напряжениями. В выбранном масштабе их длина будет:
l _IAВ =I_АВ /m _I = 10 А / 10 (A / см) = 4 см,
l _IСВ =I_ВС /m _I = 20 А / 10 (A / см) = 2 см,
l _IСА =I_СА /m _I = 30 А / 10 (A / см) = 3 см.

Соединив концы векторов фазных токов, получим треугольник линейных токов I_А, I_В, I_С, направление этих векторов совпадает с обходом по часовой стрелке. Измерив длину линейных токов и учитывая масштаб, определяем их значение
I_А = m _I · l _IA = 10 (A / см) ·3,5 см = 36 А,
I_В = m _I · l _IВ = 10 (A / см) · 2,6 см = 26 А,
I_С = m _I · l _IС = 10 (A / см) · 4,4 см = 44 А.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ

Уровень  А

 

1. В каких случаях приходиться применять параллельное соединение конденсаторов?

2. По какому закону можно определить количества теплоты, выделяемое проводником с током?

3. Какой из проводов одинаковой длины из одного и того же материала, но разного диаметра, сильнее нагревается при одном и том же токе?

4. Какой из проводов одинаково диаметра и длины сильнее нагревается – медный или стальной при одной и той же силе тока?

5. По проволочной спирали, сопротивление которой в нагретом состоянии 48 Ом, течет ток - 2,5 А. Какое количество теплоты выделит эта спираль за 2,5 минуты?

6. В электрическую цепь последовательно включены два резистора с сопротивлением 10 Ом и 110 Ом. Напряжение на входе 120 В. Определите ток в цепи.

7. Мощность двигателя постоянного тока 1,5 кВт. Полезная мощность, отдаваемая в нагрузку, 1,125 кВт. Определите КПД двигателя.

8. Электрическое сопротивление человеческого тела 3000 Ом. Какой ток проходит через него, если человек находится под напряжением 380 В?

9. Определить общее сопротивление цепи при параллельном соединении 2-х потребителей, сопротивление которых по 100 Ом?

10. В электрическую цепь параллельно включены два резистора с сопротивлением 10 Ом и 150 Ом. Напряжение на входе 120 В. Определите ток на неразветвленном участке.

11. Сколько шестивольтных лампочек необходимо взять для елочной гирлянды, если напряжение сети 220 В?

12. Какой из приведенных законов не соответствует последовательному соединению ветвей при постоянном токе?

13. Как изменится напряжение на входных зажимах электрической цепи постоянного тока с активным элементом, если параллельно исходному элементу включить ещё один элемент?

14. Как изменится индуктивное сопротивление с увеличением частоты?

15. Конденсатор емкостью С подключен к источнику синусоидального тока. Как изменится ток в конденсаторе, если частоту синусоидального тока уменьшить в 3 раза.

16. Цепь переменного тока содержит лампу накаливания. Как изменяется по фазе ток и напряжение в этой цепи?

17. Укажите параметр переменного тока, от которого зависит индуктивное сопротивление катушки.

18. Определите период сигнала, если частота синусоидального тока 50 Гц.

19. В трехфазной цепи нагрузка соединяется «звездой», в каком случае ток в нулевом проводе равен 0?

20. В трехфазную сеть с линейным напряжением 380 В включают трехфазный двигатель, каждая из обмоток которого рассчитана на 220 В. Как следует соединить обмотки двигателя?

21. Каково соотношение между фазными и линейными напряжениями при соединении потребителей электроэнергии треугольником.

22. Обмотки трехфазного генератора соединены «треугольником». Сколько линейных проводов подходит к генератору?   

23. Обмотки трехфазного генератора соединены «звездой». Сколько линейных проводов подходит к генератору?        

24. Какой режим работы трансформатора позволяет определить коэффициент трансформации?                              

25. Что является вращающейся частью в асинхронном двигателе?

26. Какую роль в электронных схемах выполняет варикап?

27. Сколько p-n переходов содержит полупроводниковый диод?

28. Сколько p-n переходов у полупроводникового транзистора?

29. Укажите полярность напряжения на эмиттере и коллекторе транзистора типа

p-n-p, n-p-n.

30. Как называют средний слой у биполярных транзисторов?

31. Сколько p-n переходов у тиристора?

32. Из какого материала выполняют электроды фоторезисторов?

33. Что является катодом вакуумного фотоэлемента?

34. В полевых транзисторах элемент, от которого движутся заряды, называется…

35. В полевых транзисторах элемент, к которому движутся заряды, называется…                                               

36. Управляемые выпрямители выполняются на базе…

37. Для выпрямления переменного напряжения применяют…

38. Электронные устройства, преобразующие постоянное напряжение в переменное напряжение, называются…

39. К какой степени интеграции относятся интегральные микросхемы, содержащие 90, 500, 1300 логических элементов?

40. Каким образом элементы интегральной микросхемы соединяют между собой?

 

   Уровень  В

1. Определить сопротивление лампы накаливания, если на ней написано 100 Вт и 220 В.

2. Определить ток I₅, подходящий к узлу цепи постоянного тока, если токи в ветвях: I₁ = -3А, I₂ = 1А, I₃ = 5А, I₄ = -4А.

3. В электрической сети постоянного тока напряжение на зажимах источника электроэнергии 26 В. Напряжение на зажимах потребителя 25 В. Определить потерю напряжения на зажимах в процентах.

4. Электрическое сопротивление человеческого тела 5000 Ом. Какой ток проходит через него, если человек находится под напряжением 100 В?

5. Два источника имеют одинаковые ЭДС и токи, но разные внутренние сопротивления. Какой из источников имеет больший КПД?

6. В электрической схеме два резистивных элемента соединены последовательно. Чему равно напряжение на входе при силе тока 0,1 А, если R₁ = 100 Ом;

R₂ = 200 Ом?

7. Какой способ соединения источников позволяет увеличить напряжение?

8. Три резистора: R₁=4 Oм, R₂=5 Oм, R₃=6 Oм соединены последовательно и включены в электрическую сеть. Напряжение на резисторе R₂ равно 12 В. Найдите напряжение в электрической сети.

9. При каком напряжении выгоднее передавать электрическую энергию в линии электропередач при заданной мощности?

10. Схема состоит из одного резистивного элемента с сопротивлением R=220 Ом. Напряжение на её зажимах u= 220 sin 628t. Определите показания амперметра и вольтметра.

11. Напряжение на зажимах цепи с резистивным элементом изменяется по закону:

u=100 sin (314t+30°).Определите закон изменения тока в цепи, если R=20 Ом.                     

12. Амплитуда синусоидального напряжения 100 В, начальная фаза = - 60°, частота 50 Гц. Запишите уравнение мгновенного значения этого напряжения.

13. Определите период сигнала, если частота синусоидального тока 400 Гц.     

14. Как изменится сдвиг фаз между напряжением и током на катушке индуктивности, если оба её параметра (R и X_L) одновременно увеличатся в два раза?

15.  Катушка с индуктивностью L подключена к источнику синусоидального напряжения. Как изменится ток в катушке, если частота источника увеличится в 3 раза?

16. Как изменится период синусоидального сигнала при уменьшении частоты в 3 раза?

17. При последовательном соединении резистора, катушки индуктивности, конденсатора оказалось, что ток отстает от напряжения на некоторый угол. Что можно сказать о характере нагрузки?

18.  Полная потребляемая мощность нагрузки S= 140 кВА, а активная мощность

Р= 105 кВт. Определите коэффициент нагрузки.

19. Симметричная нагрузка соединена «звездой». Линейное напряжение равно

380 В. Найдите фазное напряжение?

20. Симметричная нагрузка соединена «треугольником». При измерении фазного тока амперметр показал -10 А. Чему будет равен ток в линейном проводе?

21. Линейный ток равен  - 2,2 А. Рассчитайте фазный ток, если симметричная нагрузка соединена «звездой».

22. Симметричная нагрузка соединена «треугольником». Линейное напряжение равно 220В. Найдите фазное напряжение?

23. У силового однофазного трансформатора номинальное напряжение на входе 6000 В, на выходе 100 В. Определить коэффициент трансформации.

24. Измерительный трансформатор тока имеет обмотки с числом витков 2 и 100. Определить его коэффициент трансформации.

25. При каких значениях коэффициента трансформации целесообразно применять  автотрансформаторы?

26. Чем принципиально отличается автотрансформаторы от трансформатора?

27. К чему приводит обрыв вторичной цепи трансформатора тока?

28. Частота вращения магнитного поля асинхронного двигателя 1000 об/мин. Частота вращения ротора 950 об/мин. Определить скольжение.

29. Как изменится частота вращения магнитного поля при увеличении пар полюсов асинхронного трехфазного двигателя?

 

Уровень С

1. К трехфазной сети с линейным напряжением 220 В подключена симметричная нагрузка, активное сопротивление которой в каждой фазе 150 Ом, а индуктивное 110 Ом. Найдите фазные токи и напряжения при включении нагрузки «треугольником»?

2. Чему равно общее сопротивление цепи из 10 последовательно соединенных резисторов, если сопротивление каждого из них на 100 Ом больше предыдущего, а сопротивление первого резистора R₁=1 кОм? Найти напряжение на пятом резисторе R₅, если напряжение питания цепи 50 В.

3. Какая мощность расходуется в соединительных проводах, если напряжение на нагрузке 80 В, а ток в цепи 40 мА? Электрическая цепь подключена к источнику с ЭДС Е=100 В и внутренним сопротивлением r_вн=490 Ом.

4. Синусоидально изменяющиеся напряжения представлены следующими выражениями u₁=100 sin (628t+30°), u₂=200 sin (314t+60°). Определить при помощи векторной диаграммы общее напряжение (действующее значение).

5. Найти выражение для мгновенного значения тока в цепи с конденсатором емкостью С=1 мкФ, который подключен к источнику переменного напряжения 220 В, частотой 100 Гц.

6. К трехфазной сети с линейным напряжением 220 В подключена симметричная нагрузка, активное сопротивление которой в каждой фазе 1 Ом, а емкостное 2,5 Ом. Найти фазные токи и напряжение при включении нагрузки «звездой»?

7. Синусоидально изменяющиеся токи представлены следующими выражениями

i₁ = 0,5 sin (314t + 45º), i₂ = 0,8 sin (314t + 90º). Определите при помощи векторной диаграммы общий ток (действующее значение).

8. Найдите выражение для мгновенного значения тока в цепи с катушкой индуктивностью L= 0,4 Гн, которая подключена к источнику переменного напряжения 220 В, частотой 50 Гц.

 

 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основные источники:

1. Немцов, М. В. Электротехника и электроника [Текст]: учебник для СПО / М. В. Немцов, М. Л. Немцова. - 8-е изд., стер. - М.: Академия, 2015. – 480 с.

Дополнительные источники:

1. Лоторейчук Е. А. Теоретические основы электротехники [Текст]: учебник для СПО технического профиля / Е. А. Лоторейчук. – М.: Форум; Инфра-М, 2013. – 320 с.

2. Хрусталёва З. А. Электротехнические измерения. Задачи и упражнения [Текст]: учеб. пособие для СПО / З. А. Хрусталёва. – М.: КноРус, 2014. – 250 с.

3. Хрусталёва З. А. Электротехнические измерения. Практикум [Текст]: учеб. пособие для СПО / З. А. Хрусталёва. – М.: КноРус, 2011. – 240 с.