Теоретические основы электротехники, (3 курс, 5 семестр) (стр. 3 )

Рис.6.1	Рис.6.2
Рис.6.3	Рис.6.4
Рис.6.5	Рис.6.6
Рис.6.7	Рис.6.8
Рис.6.9	Рис.6.10
Рис.6.11	Рис.6.12
Рис.6.13	Рис.6.14
Рис.6.15	Рис.6.16
Рис.6.17	Рис.6.18
Рис.6.19	Рис.6.20

7. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

7.1. Основная литература

1.  Бессонов основы электротехники. Электрические цепи: Гардарики, 2006.

2.  С, Р, , Чечурин основы электротехники., т.1,2. М-СПб., Питер, 2004.

  7.2. Дополнительная литература

1.  Белов лаборатория электротехники и электроники. М.:МИИЭ, 2006

2.  , Селина основы электротехники; Сборник задач. – СПб.: Питер, 2004.

3.  , Немцов . М., Академия, 2003.

7.3. Описания лабораторных работ

1. Арбузов практикум по курсу ТОЭ, часть II. – М.: изд-во МИЭЭ 2007.

8. ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАЧЕТУ

1.  К источнику с ЭДС Е=10В и внутренним сопротивлением Ri=100 Ом подключена RC цепь. Параметры цепи R=20 Ом С=10 мкФ. Начертите примерный вид изменения во времени тока и напряжений на элементах, определите длительность переходного процесса и установившиеся значения тока и напряжений.

2.  Элементы электрической цепи, изображенной на рис.8.1 имеют следующие параметры: R1=100 Ом, R2=200 Ом, С=100 мкФ, E=100В. Ключ до момента времени t=0 находится в положении 1. В момент t=0 ключ переходит в положение 2. Начертите примерный вид изменения во времени тока и напряжений на элементах, определите длительность переходного процесса и установившиеся значения тока и напряжений.

Рис.8.1. Схема электрической цепи

3. Элементы электрической цепи, изображенной на рис.8.2 имеют следующие параметры: R1=100 Ом, R2=200 Ом, L=1Гн, E=100В. Ключ до момента времени t=0 находится в положении 1. В момент t=0 ключ переходит в положение 2. Начертите примерный вид изменения во времени тока и напряжений на элементах, определите длительность переходного процесса и установившиеся значения тока и напряжений.

Рис.8.2. Схема электрической цепи

4. Элементы электрической цепи, изображенной на рис.8.3 имеют следующие параметры: R1=100 Ом, R2=200 Ом, С=10 мкФ, L=1 Гн, E=100В. Ключ до момента времени t=0 находится в положении 1. В момент t=0 ключ переходит в положение 2. Начертите примерный вид изменения во времени тока и напряжений на элементах, определите длительность переходного процесса и установившиеся значения тока и напряжений.

Рис.8.3. Схема электрической цепи

5. Элементы электрической цепи, изображенной на рис.8.3 имеют следующие параметры: R1=10 Ом, R2=20 Ом, С=10 мкФ, L=1 Гн. Источник напряжения является синусоидальным e(t)=100sin(314t+30o). Ключ до момента времени t=0 находится в положении 2. В момент t=0 ключ переходит в положение 1. Начертите примерный вид изменения во времени тока и напряжений на элементах, определите длительность переходного процесса и установившиеся значения тока и напряжений.

6. Элементы электрической цепи, изображенной на рис.8.4 имеют следующие параметры: R1=10 Ом, R2=20 Ом, С=10 мкФ, L=1 Гн, E=100В. Ключ до момента времени t=0 находится в положении 2. В момент t=0 ключ переходит в положение 1. Начертите примерный вид изменения во времени тока и напряжений на элементах, определите длительность переходного процесса и установившиеся значения тока и напряжений.

Рис.8.4. Схема электрической цепи

7. Элементы электрической цепи, изображенной на рис.8.4 имеют следующие параметры: R1=10 Ом, R2=20 Ом, С=10 мкФ, L=1 Гн. Источник напряжения является синусоидальным e(t)=100sin(314t+30o). Ключ до момента времени t=0 находится в положении 2. В момент t=0 ключ переходит в положение 1. Начертите примерный вид изменения во времени тока и напряжений на элементах, определите длительность переходного процесса и установившиеся значения тока и напряжений.

8. Выключающий механизм приводит в действие при коротком замыкании в линии, рис 8.5. Электромагнит отпускает защелку, освобождая пружину выключающего механизма. Защелка отходит, когда ток, спадая, достигает значения Iотп. Обмотка электромагнита обладает сопротивлением R и индуктивностью L. Общее сопротивление проводов линии Rл; общее сопротивление проводов, остающихся в закороченной части, 0,25 Rл. Напряжение между проводами в начале линии равно U. На конце линия разомкнута. Определить, через какой промежуток времени после короткого замыкания придет в движение выключающий механизм. Рассчитать и построить кривую изменения тока в обмотке электромагнита как функцию времени.

Рис.8.5 Электрическая схема механизма выключения

9. Контур цепи состоит из последовательного соединения двух одинаковых источников с постоянными ЭДС конденсатора и резистора. Параметры элементов заданы. До момента времени t=0 напряжения источников были равны нулю. В момент t=0 ЭДС первого источника увеличивается скачком до величины E, а спустя время τ ЭДС второго источника также возрастает до величины E. Начертите примерный вид переходного процесса и определите его длительность.

10.  В цепи, изображенной на рис. 8.6 исходное состояние ключа соответствует положению 1. Определите токи до и после коммутации. Получите характеристическое уравнение цепи.

Рис.8.6. Схема электрической цепи

11.  Докажите, что если в цепи изображенной на рис. 8.6 величина R2=0, то переходной процесс всегда будет иметь колебательный характер (R1≠0).

12.  В электрической цепи, изображенной на рис. 8.6 емкости конденсаторов С1=С2. С цепью проводится два опыта. В первом случае исключается С1, во втором С2. Будут ли отличия в переходном процессе и почему?

13.  В электрической цепи, изображенной на рис. 8.6 емкости конденсаторов С1=С2. С цепью проводится два опыта. В первом случае исключается R2≠0, во втором R2=0. В каком опыте длительность переходного процесса больше и почему?

14.  В электрической цепи, изображенной на рис. 8.6 ЭДС источника . В исходном состоянии ключ находился в положении 1. В момент t=0 он переходит в положение 2. Определить как изменится ток источника если R1=R2=100 Ом, С1=С2=10мкФ, L=1 Гн.

15.  Конденсатор емкостью 10 мкФ, заряженный до напряжения 100 В подключается через резистор R=10 Ом к другому конденсатору такой же емкости, рис.8.7. Чему равно установившееся значение напряжений?

Рис.8.7. Схема электрической цепи

16.  В соответствии со вторым законом коммутации напряжение на конденсаторе не может изменяться скачком. Остается ли справедливым это утверждение для рассмотренной выше задачи при R=0?

17.  В соответствии с первым законом коммутации ток в индуктивности не может измениться скачком. Остается ли справедливым это утверждение при размыкании индуктивности с током?

18.  Как по коэффициентам дифференциального уравнения цепи определить вид переходного процесса?

19.  К цепи, рис.8.8 подключен источник, напряжение которого от t0=0 до t1 линейно возрастает, от t1 до t2 держится на постоянном уровне, а от t2 до t3 линейно уменьшается до нуля. С помощью интеграла Дюамеля определить изменение напряжения на конденсаторе. Конденсатор до момента t0 был полностью разряжен.

Рис.8.8. Схема электрической цепи

20.  В цепи, изображенной на рис.8.8 . Определить ток, протекающий в цепи. Решить задачу используя преобразование Лапласа.

21.  В цепи, изображенной на рис.8.9 e(t) представляет собой периодическую функцию. Определить закон изменения тока.

Рис.8.9. Схема электрической цепи и закон изменения напряжения источника

22.  Что можно сказать о величине постоянной составляющей в цепи, изображенной на рис.8.9?

23.  В цепи, представленной на рис.8.9 требуется найти активную мощность, при условии, что действующие значения токов гармоник заданы.

24.  Работа однополупериодного выпрямителя основана на том, что ток через вентильный элемент протекает только в течение половины периода. Требуется определить ток постоянной составляющей, протекающей через нагрузку R.

Рис.8.10. Схема замещения однополупериодного выпрямителя

25.  Известны коэффициенты четырехполюсника в форме Z. Как найти коэффициенты A, B,C, D?

26.  Как связаны между собой параметры T - и П-образной схемы замещения четырехполюсника?

27.  На рис. 8.11 приведена схема пассивного четырехполюсника. Определить коэффициенты A, B,C, D.

Рис.8.11. Схема электрической цепи

28.  На рис. 8.12 приведена схема пассивного четырехполюсника. Выразить коэффициенты A, B,C, D через параметры элементов.

Рис.8.12. Схема электрической цепи

29. В цепи, изображенной на рис.8.13 известны ВАХ нелинейного элемента R3, сопротивления линейных резисторов R1=50 Ом и R2=100 Ом. Величина напряжения холостого хода источника Е=100В. Определите токи, протекающие через элементы цепи.

Рис.8.13. Схема электрической цепи и ВАХ нелинейного элемента.

30. В схеме двухполупериодного выпрямителя один диод в результате пробоя вышел из строя. Определите форму кривой тока нагрузки.

31. Как выбрать параметры элементов стабилизатора напряжения при заданном сопротивлении нагрузки?

Рис.8.14. Схема электрической цепи стабилизатора напряжения.

32. Катушка намотана на тороидальный ферромагнитный сердечник с зазором. Катушка подключена к источнику постоянного тока. Ток, протекающий через катушку I=0,1А, количество витков w=10, Внешний радиус магнитного сердечника R1=120 мм, внутренний радиус R2=80 мм. Относительная магнитная проницаемость материала сердечника m=1000. Определить напряженность магнитного поля в зазоре.

33. Три одинаковые катушки намотаны на стержнях Ш-образного сердечника. Все катушки подключены к источнику постоянного тока. Как меняется напряженность магнитного поля в стержнях при отключении, начала одной катушки, потом второй. Как меняется напряженность в стержнях магнитопровода при изменении направления тока, сначала в одной катушке, затем в двух.

34. Определить параметры элементов фильтра, приведенного на рис. 8.15, при частоте среза fc=60Гц, сопротивления нагрузки Zн=50 Ом. Фильтр подключен к источнику с внутренним сопротивлением Zн.

Рис.8.15. Схема фильтра

35. Определить параметры элементов фильтра, приведенного на рис. 8.16, при частоте среза fc=100Гц, сопротивления нагрузки Zн=10 Ом. Фильтр подключен к источнику с внутренним сопротивлением Zн.

Рис.8.16. Схема фильтра

36. Составить систему уравнений для расчета электрической цепи с магнитной связью, схема которой приведена на рис. 8.16. Как изменятся уравнения, если зажимы каждой катушки поменять местами?

Рис. 8.17. Схема электрической цепи с магнитной связью.

38. Две одинаковые катушки намотанные на едином магнитопроводе подключены последовательно и согласно. Последовательно с катушками включен конденсатор. Изменится ли резонансная емкость если катушки включить встречно?

39. Две одинаковые катушки намотанные на едином магнитопроводе. Одна катушка подключена к источнику с синусоидальной ЭДС, вторая к нагрузке. Составьте уравнения четырехполюсника в форме Z.

40. Входы и выходы двух одинаковых четырехполюсника включили параллельно. Коэффициенты уравнений в форме Z для одного четырехполюсника заданы. Чему равны коэффициенты эквивалентного четырехполюсника.

41. Ферромагнитный тороидальный сердечник с током обмотки I имеет воздушный зазор, в который вставляют ферромагнитную пластину. Каким будет при этом характер изменения: а) магнитной индукции и напряженности магнитного поля в сердечнике; б) намагниченности сердечника.