Задачи рейтингового контроля

Контрольные задания и задачи рейтингового контроля

по курсу

«Теоретические основы электротехники», часть II

для специальности 100400 «Электроснабжение (по отраслям)»

(Очное и заочное обучение)

 

 

1998 год

 

Составитель к.т.н., ст. науч. сотрудник,

Профессор Королюк Ю.Ф.

Методические материалы утверждены на заседании кафедры «Электроснабжение»

«__»______1998 года протокол №___________

Зав. кафедрой___________________ Н.С.Бурянина

Методические материалы утвержены на заседании методкомиссии ГРФ «__»______1998 года протокол №________

Председатель методсовета ГРФ

М.Л.Мельцер

 

ПРЕДИСЛОВИЕ.

 

Настоящее пособие предназначено для студентов второго курса оч­ного отделения и первого ускоренного курса заочного отделения спе­циаль­ности 100400 – «Электроснабжение (по отраслям)». Пособие условно де­лится на две части: «Задачи рейтингового контроля» и «Контрольные за­дания».

Задачи рейтингового контроля составлены в соответствие с рабочей программой и содержит пять разделов: «Несинусоидальные токи в линей­ных электрических цепях», «Переходные процессы в электрических це­пях», «Нелинейные цепи постоянного тока», «Магнитные цепи», «Линии с распределенными параметрами».

Решение рейтинговых задач позволяет студенту закрепить пройден­ный материал, глубже понять процессы, происходящие в электрических и магнитных цепях постоянного и переменного токов в стационарных и пе­реходных режимах, научиться пользоваться методами расчетов электриче­ских цепей.

Решение одной задачи оценивается в процентах (100% соответствует решению всех задач раздела). За решение 95% задач студенту ставится «отлично», от 75% до 95% – «хорошо», от 60% до 75% – «удовлетвори­тельно». Неудовлетворительная оценка ставится, если набрано менее 60%.

Получив определенный опыт решения задач, студент приступает к выполнению контрольного задания. Контрольные задания имеют 40 вари­антов, которые отличаются между собой числовыми значениями парамет­ров и схемами. Вариант задания определяется преподавателем. Студенты очного отделения выполняют по две задачи в каждом контрольном зада­нии, заочного по одной: первую – в первом, вторую – во втором.

При изучении разделов, в которых излагается теория электрических и магнитных цепей, решении задач и контрольных заданий рекомендуются учебники и учебные пособия, приведенные ниже. Рекомендуется пользо­ваться одним учебником при изучении всех разделов теории и только то­гда, когда тот или иной вопрос изложен в нем недостаточно ясно или вовсе не нашел отражения, использовать другой учебник.

В качестве достаточно полного перечня вопросов для самопроверки могут служить названия параграфов в учебнике /1/. Там же приведены решения задач по всем разделам теории электрических и магнитных цепей, читаемых в курсе «Теоретические основы электротехники».

Одним из основных видов занятий является выполнение контроль­ных заданий. К представленным на рецензию контрольным заданиям предъявляются следующие требования:

· работа должна выполняться на листах формата А4 (образец ти­тульного листа приведен в приложении);

· основные положения решения должны быть достаточно подробно объяснены;

· рисунки, графики, схемы, в том числе и заданные условием за­дачи, должны быть выполнены аккуратно, в удобочитаемом мас­штабе;

· следует оставлять справа поля не менее 4 см для замечаний ре­цензента;

· вычисления должны быть выполнены с точностью 0,1%:

· контрольные задания должны быть датированы и подписаны сту­дентом;

· не зачтенное контрольное задание должно быть выполнено заново и представлено на повторную рецензию вместе с первоначальной работой и замечаниями рецензента. Исправление ошибок в отре­цензированном тексте не допускается. Если неправильно выпол­нена не вся работа, а только ее часть, то после ее переработки ис­правленный текст нужно написать после первоначального текста, указав, что это исправление ошибок.

Контрольные задания зачитываются, если решения не содержат ошибок принципиального характера и если выполнены перечисленные требования.

Работа над контрольным заданием помогает студентам проверить степень усвоения ими курса, вырабатывает у них навык четко и кратко из­лагать свои мысли. Для успешного достижения этой цели необходимо ру­ководствоваться следующими правилами:

 

· начиная решение задачи, указать, какие физические законы или расчетные методы предлагается использовать при решении, при­вести математическую запись этих законов и методов;

· тщательно продумать, какие буквенные символы предполагается использовать в решении. Пояснить значение каждого буквенного символа словами или соответствующим обозначением на схеме;

· в ходе решения задачи не следует изменять однажды принятые направления токов и наименования узлов, сопротивлений и т.д. Не следует изменять обозначения, заданные условием. При реше­нии одной и той же задачи различными методами одну и ту же величину надлежит обозначать одним и тем же буквенным сим­волом;

· расчет каждой исходной величины следует выполнять сначала в общем виде, а затем в полученную формулу подставить числовые значения и привести окончательный результат с указанием еди­ницы измерения. При решении системы уравнений целесообразно воспользоваться известными методами упрощения расчета опре­делителей;

· промежуточный и конечный результаты расчетов должны быть ясно выделены из общего текста;

· для элементов электрических схем следует пользоваться ГОСТом.

ЗАДАЧИ РЕЙТИНГОВОГО КОНТРОЛЯ

1.1. Раздел «Несинусоидальные токи в линейных цепях»

1. Каким видом симметрии обладает кривая, заданная в виде ряда: u = 24 sin wt + 50 sin 3wt?

2%

2. Какой приблизительно вид будет иметь кривая, заданная в виде ряда: u = 100 sin wt + 50 sin 2wt?

2%

3. Мгновенное значение тока в ветви i = (3 + 4 sin wt). Что пока­зывает амперметр магнитоэлектрической системы, включенный в эту ветвь? Что показывает амперметр электромагнитной системы?

2%

4. В ветвь электрической цепи включены последовательно три амперметра: магнитоэлектрической, индукционной и электромагнитной систем. Первый показывает 8 А, второй – 6 А. Определить показание третьего амперметра.

2%

5. К цепи приложено напряжение: u = (100 + 100 sin wt) В. Как изменятся показания ам­перметров магнитоэлектрической и электро­маг­нитной систем, если фазу первой гармоники сдвинуть на 180⁰ ?

2%

 

6. Определить показание вольтметра V1 магнитоэлектрической системы, если вольтметр V3 электро­магнитной системы, включенный че­рез трансформатор напряжения с ко­эффициентом трансформации 1: 1, показывает 40 В, а второй вольт­метр V2 электромагнитной системы, пока­зывает 80 В.

3%

7. Найти показание амперметра магни­тоэлектрической системы в цепи идеального од­нополупериодного выпрямителя, если r = 10 Ом, u = (100 + 100 sin wt) В.

3%

 

8. Задан ток в идеальной индуктивности: .Определить во сколько раз амплитуда первой гармоники напряжения на этой катушке больше амплитуды третьей гармоники.

3%

 

9. Найти показание амперметра элек­тромагнитной системы, если В. .

3%

10. Определить действующее значение напряжения если А, r = 10 Ом, Ом.

3%

11. Для цепи задано: В, С = 100 мкФ, L = 1 Гн. R = 10 Ом. Определить пока­зания приборов электромагнитной системы.

4%

 

 

12. К цепи приложено напря­жение В; r =10 Ом; Ом. Определить показа­ния приборов электромагнитной сис­темы.

4%

13. К двухполюснику приложено напряжение u = [100 + 141 sin (100t + 45⁰)] В, под действием которого протекает ток i = 5 sin (100t + 0⁰) А. Определить активную мощность Р, потребляемую двухполюсником.

3%

14. К двухполюснику приложено напряжение u = [100 + 150 sin (100t + 45⁰)] В, под действием которого протекает ток i = 5 А (мгновенное значение). Определить активную мощность Р, потребляемую двухполюс­ником.

3%

15. Найти активную мощность, выделяемую в цепи, если: В; r = 20 Ом; wL = 10 Ом. 3%

16. Определить активную мощность, потребляемую цепью (рис. к задаче 1.11), если u = [100 + 100 sin (wt + 45⁰)] В, С = 100 мкФ, r = 10 Ом и цепь находится в режиме резонанса токов.

3%

17. Обмотка симметричного трехфазного генератора соединена треугольником. ЭДС фазы А изменяется по закону e = [100 sin wt +150 sin (3wt + 30⁰)] В. Определить показание амперметра электродинамической системы, включенного в разрыв треугольника, если сопротивление обмо­ток можно считать чисто реактивным и для пер­вой гармоники равным Z = j5 Ом.

4%

18. Обмотка трехфазного генератора со­единена звездой. Фазная ЭДС изменяется по за­кону e = [100 sin wt + 50sin (3wt + 15⁰)] В. Опре­делить показание вольтметра электродинамиче­ской системы.

4%

 

 

19. Определить токи I_Л в линейном и I_N в нейтральном проводах симметричной трехфазной цепи, если ЭДС генератора В, а сопротивления фаз приемника Z_Н = wL_Н = 1 Ом, Z_Г =0. 7%

20. Определить ток I_Л в линейном проводе симметричной трехфаз­ной цепи, если ЭДС генератора В, а сопротивления фаз приемника Z_Н = wL_Н = 1 Ом, Z_Г =0.

7%

 

 

21. Определить напряжение U_н в симметричной трехфазной цепи, если ЭДС генератора В, а сопро­тивления фаз приемника Ом, Z_Г = 0.

 

7%

22. Фазная ЭДС трехфазного генератора В. Определить линейный и фазный токи, если сопротивление фаз Z_н = r_н + jx_н = (10 + j10) Ом, Z_г =0.

 

10%

 

 

23. Фазная ЭДС трехфазного генератора В. Определить линейный ток I_Л, если со­противления фаз симметричного приемника r_н = 10 Ом, Z_г =0.

 

 

10%

 

24. ЭДС трехфазного генератора В.

Определить линейный и фазный токи если сопротивления фаз симметричного приемника равны Z_Г = Z_Н = jwL =j20 Ом.

12%

 

 

1.2. Раздел «Переходные процессы в электрических цепях»

 

1. Определить значение напряжения на индуктивности u_L1(0) в момент коммутации, если U = 160 В, r₁ = 8 Ом, r₂ = 3 Ом, r₃ = 6 Ом.

 

4%

 

 

 

2. Определить значение напряжения на индуктивности u_L(0) в момент коммутации, если J = 1 А, r₀ = r₂ = 2 Ом, r₁ = 8 Ом, r₃ = 90 Ом.

4%

 

 

3. Определить значение тока i₂(0) в цепи в момент коммутации, если U = 80 В, r₁ = 2 Ом, r₂ = 8 Ом, r₃ = 6 Ом.

4%

 

 

4. Определить значение тока i₂(0) в цепи в момент коммутации, если U = 150 В, r₁ = 10 Ом, r₂ = 5 Ом, r₃ = 5 Ом.

4%

 

 

5. Определить значение тока i₂(0) в цепи в момент коммутации, если u = 200 sin(wt+ 45⁰) В, r = 10 Ом, C = 319 мкФ, f = 50 Гц

. 5%

 

6. Определить значение напряжения на индуктивности u_L(0) в момент коммутации, если u = 200 sin(314t+ 45⁰) В, r = 10 Ом, C = 319 мкФ, L = 63,6 мГ.

5%

 

 

 

7. Определить значение тока i₃(0) в цепи в момент коммутации, если u = 141 sin(314t+ 45⁰) В, r₁ = 2 Ом, r₂ = 4 Ом, r₃ = 2 Ом, C = 300 мкФ, L = 19,1 мГ.

5%

 

 

 

8. Определить значение тока i(0) в цепи в момент коммутации, если В, r₁ = 5 Ом, r₂ = 20 Ом, х_С = 25 Ом, х_L = 20 Ом.

5%

 

9. Определить значение тока i(0) в цепи в момент коммутации, если Е = 200 В, r = 0,4 кОм, C₁ = С₂ = 0,5 мкФ.

4%

 

 

10. Определить значение тока i(0) в цепи в момент коммутации, если U = 200 В, r₁ = 100 Ом, r₂ = 300 Ом, L₁ = 10 мГ, L₂ = 20 мГ, М = 5 мГ.

5%

 

 

11. Определить начальную фазу y синусоидальной ЭДС e =100 sin(wt +y) В, если в момент коммутации напряжение на индуктивности u_L(0) = –50 В.

5%

 

 

12. Определить сопротивление r₃, если в момент коммутации напряжение u₃(0) = 100 В; u = 282 sin(314t+ 45⁰) В, r₁ = 5 Ом; L = 50 мГ; С = 100 мкФ; r₂ = 4 Ом, f = 50 Гц.

5%

 

 

 

13. Определить переходной ток i₁, если U = 120 В; r₁ = 6 Ом; L₁ = 0,3 Г; L₂ = 0,8 Г; r₂ = 4 Ом.

4%

 

 

 

14. Определить переходной ток i₁, если U = 120 В; r = 8 Ом; С = 300 мкФ.

4%

 

 

 

 

15. Определить переходной ток i, если U = 100 В; r₁ = 40 Ом; L₁ = 0,2 Г; L₂ = 0,1 Г; r₂ = 10 Ом; М = 0,1 Г.

4%

 

 

 

 

16. Определить переходной ток i₁, если U = 120 В; r₁ = 20 Ом; r₂ = 30 Ом; L = 0,3 Г.

4%

 

 

 

17. Определить переходное напряжение u_L в цепи, если u = sin(314t+ 90⁰) В; r = 5 Ом; L = 31,85 мГ.

5%

 

 

 

18. Определить переходной ток i_C, если; J(t) = 10 sin(100t+ 90⁰) A; r = 100 Ом; C = 100 мкФ.

5%

 

 

 

 

19. Определить переходной ток i₁, если; J(t) = 4 sin(1000t – 45⁰) A; r₁ = 6 Ом; r₀ = r₂ = 2 Ом; C = 125 мкФ.

5%

 

 

20. Определить переходной ток i₁, если; J(t) = 10 sin(500t – 63,5⁰) A; r = 10 Ом; L = 20 мГ; М = 10 мГ.

6%

 

 

21. Определить переходной ток i, если U = 15 В; r₁ = 1 Ом; r₂= r₃ = 3 Ом; L₁ = 2 мГ; L₂ = 3 мГ.

4%

 

 

22. Определить переходной ток i, если Е = 200 В; r = 0,4 кОм; С₁ = С₂ = 5 мкФ.

4%

 

23. По какому закону будут изменяться токи и напряжения в вышеизложенных задачах (схему и переходный параметр задает преподаватель).