КАФЕДРА «Механизация и автоматизация производственных процессов»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АЛМАТИНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА «Механизация и автоматизация производственных процессов»

 

 

Учебно-методический комплекс

по дисциплине «Основы электротехники»

 

для специальности

050732 – Стандартизация, метрология и сертификация

 

 

Всего: 2 кредита

Курс: 2

Семестр: 3

Лекции: 15 часов

Лабораторные занятия: 30 часов

СРС: 30 часов

СРСП (аудиторных): 15 часов

Всего аудиторных часов: 60 часов

Всего внеаудиторных часов: 30 часов

Трудоемкость: 90 часов

Экзамен: 3 семестр

 

АЛМАТЫ 2009

1. Программа курса составлена старшим преподавателем кафедры «Механизация и автоматизация производственных процессов» Джумабековой З.А. на основании рабочей программы по дисциплине «Основы электротехники».

 

Рассмотрена на заседании кафедры «МАПП»

 

"10" сентября 2009 г. Протокол №1

 

 

Зав. кафедрой МАПП

 д. т. н.                                                                                  Джингилбаев С.С.

 

Одобрен методической комиссией

 

Факультета «16» сентября 2009г.

 

Протокол №1 от «16» сентября 2009г.

 

Председатель Медведков Е.Б. ______________________

 

 

Рабочая программа по дисциплине «Основы электротехники»

Пояснительная записка

Целью изучения дисциплины «Основы электротехники» является электротехни­ческая подготовка студентов, которая будет служить базой при изучении спе­циальных дисциплин.

Перечень дисциплин, предшествующих изучению данной дисциплины:

- высшая математика, физика.
Перечень смежных дисциплин:

- электропривод горных машин и оборудования, электрооборудование и
электроснабжение горных предприятий.

Ключевые компетенции бакалавра при изучении дисциплины "Основы электротехники" выпускник должен:

знать:

- о физических процессах, имеющих место в электрических и магнитных цепях;

- методы расчета электрических и магнитных цепей;

- общие принципы работы электрических машин и электроизмерительных приборов;

- назначение и выполняемые функции основных узлов современного
электрооборудования;

уметь:

- читать электрические схемы;

- применять методы расчета электрических схем; иметь навыки:

- составления и сборки схем электрических цепей;

- работы с электроизмерительными приборами;

быть компетентным:

- в вопросах анализа электрических и магнитных цепей с применением основных законов электротехники;

- в вопросах эксплуатации электротехнического оборудования.

 

 

Содержание

1. Введение

2. Линейные электрические цепи постоянного тока

3. Электрические цепи однофазного синусоидального тока

4. Трехфазные цепи

5. Трансформаторы

6. Трехфазные асинхронные двигатели

7. Электрические машины постоянного тока

8. Синхронные машины

Примерный перечень тем лабораторных занятий

Рекомендуемая литература

1. Введение

Определение и содержание: линейные электрические цепи постоянного и синусоидального тока; электрические цепи несинусоидального тока; нелиней­ные электрические токи; измерения электрических и неэлектрических величин; электрические машины; основы электропривода и электроснабжения.

История развития электротехники как науки: трактат У. Гильберта "О магните, магнитных телах и большом магните - Земле (16 в.)"; теория электри­ческих явлений, разработанная Б. Франклином; законы Кулона, Ома, Кирхгофа (18 в.); открытие Эрстеда; работы Дж. Максвелла; основы электронной теории вещества (19-20 в.); широкое использование электрических и магнитных явле­ний в технике (П.Л. Шиллинг, С. Морзе, П.П. Яблочков, Б.С. Якоби, М.О. Доли-во-Добровольский, А.С. Попов).

1. Линейные электрические цепи постоянного тока

Определение электрической цепи. Источники электрической энергии по­стоянного тока. Понятия ЭДС, напряжения, тока, сопротивления; их условные буквенные обозначения и наименования в международной системе единиц (СИ). Понятие электрической схемы. Условные графические обозначения ЭДС, на­пряжения, тока. Вольтамперная характеристика сопротивления. Линейные со­противления. Линейная электрическая цепь постоянного тока. Анализ электри­ческого состояния цепи постоянного тока с одним источником ЭДС. Виды со­единений сопротивлений: последовательное, параллельное, смешанное. Закон Ома для участка электрической цепи, содержащего и не содержащего источник ЭДС. Потенциальная диаграмма. Баланс мощностей.

Анализ электрического состояния цепи постоянного тока с несколькими источниками ЭДС. Понятие узла, ветви, контура. Законы Кирхгофа. Непосред­ственное применение их для расчета электрической цепи. Метод контурных то­ков. Метод двух узлов.

1. Электрические цепи однофазного синусоидального тока

Получение синусоидальной ЭДС. Основные величины, характеризующие синусоидально изменяющуюся функцию. Действующее значение. Изображение синусоидально изменяющихся величин векторами на комплексной плоскости и комплексными числами. Комплексная амплитуда. Комплекс действующего зна­чения. Активное сопротивление, индуктивность, емкость в цепи синусоидального тока. Последовательное соединение активного сопротивления, индуктивно­сти и емкости. Закон Ома в комплексной форме записи. Резонанс напряжений. Топографическая диаграмма. Параллельное соединение активного сопротивле­ния, индуктивности, емкости. Законы Кирхгофа в комплексной форме. Резонанс токов. Активная, реактивная и полная мощности. Выражение мощности в ком­плексной форме записи.

 

1. Трехфазные цепи

Трехфазная система ЭДС, принцип ее получения. Трехфазная цепь. Спо­собы соединения обмоток источника и приемника. Схемы соединения трехфаз­ного генератора с трехфазной нагрузкой. Линейные и фазные напряжения, токи. Расчет трехфазных цепей: звезда-звезда с нулевым проводом и без нулевого провода; звезда-треугольник. Мощности трехфазной цепи. Измерение активной и реактивной мощности трехфазной цепи.

1. Трансформаторы

Назначение. Устройство. Принцип действия. Опыты холостого хода и ко­роткого замыкания. Схемы замещения. Векторные диаграммы. Расчет парамет­ров схем замещения и потерь. Нагрузочный режим и внешняя характеристика.

1. Трехфазные асинхронные двигатели

Устройство. Принцип действия. Получение вращающегося магнитного поля. Скольжение. Схема замещения. Момент, развиваемый двигателем. Меха­ническая характеристика. Пуск. Регулирование скорости.

1. Электрические машины постоянного тока

Основные конструктивные части. Принцип действия. Генераторный и двигательный режимы. Способы возбуждения. Внешние характеристики генера­тора постоянного тока. Механические характеристики двигателя постоянного тока. Пуск. Регулирование скорости. Тормозные режимы. Область применения машин постоянного тока.

1. Синхронные машины

Основные конструктивные части. Принцип действия. Генераторный и двигательный режимы. Основные характеристики синхронного генератора. Пуск синхронного двигателя. Область применения синхронных машин.

 

Примерный перечень тем лабораторных работ

1. Электрические измерения в цепях постоянного и переменного тока

2. Опытная проверка законов Кирхгофа

3. Элементы цепей переменного тока

4. Последовательное соединение КЬС элементов

5. Параллельное соединение КЬС элементов

6. Исследование резонансных явлений в электрических цепях

7. Исследование электрической цепи с взаимной индуктивной связью катушек

8. Трехфазные цепи при соединении нагрузки в звезду

9. Трехфазные цепи при соединении нагрузки в треугольник

10. Исследование электрического состояния цепи с нелинейными
элементами при постоянном токе.

Рекомендуемая литература

 

Основная литература

1. Электротехника / Под ред. В.Г. Герасимова - М.: Высшая школа, 1985.

2. Касаткин В.С., Немцов М.В., Электротехника - М.: АСАБЕМІА, 2005.

3. Евдокимов Ф.Е. Общая электротехника.- М.: Высшая школа, 2004.

4. Сборник задач по электротехнике и основам электроники / Под ред. В.Г. Герасимова. М: Высшая школа, 1987.

5. Электротехника: Программированное учебное пособие / Под ред. В.Г. Герасимова. М: Высшая школа, 1983.

6. Липатов Д.Н. Вопросы и задачи по электротехнике для программировано го обучения. М.: Энергия, 1977.

Дополнительная литература

1. Кузовкин В.А. Электротехника. Основы теории с практическим применении ем.-М.:2004

2. Новиков П.Н. и др. Задачник по электротехнике. -М.: 2004

3. Сборник задач по электротехнике/Под ред. Пантюшина В. С.-М: Высшая

школа. 1987 г.

 

 

2. Пререквизиты дисциплины: физика, математика.

 

3. Постреквизиты дисциплины:

Теория электромагнитного поля, физические основы квантовой электроники, микро- и наноэлектроники, электрические и магнитные устройства, охрана труда и техника безопасности на предприятиях, стандартизация, сертификация и измерительная техника.

 

4. Краткое описание дисциплины

Основное содержание дисциплины, представленное в учебно-методическом комплексе позволит студентам успешно усвоить изучаемую дисциплину и получить необходимые практические навыки, наиболее рационально организовать самостоятельную работу и осуществить проверку своих знаний. Учебно-методический комплекс поможет студентам: а) получить представление о современных способах получения электроэнергии, тенденциях развития систем электроснабжения промышленных и иных объектов, а также использующегося в них электрооборудования, состоянии отечественной и мировой электроэнергетики, б) изучить устройство, принцип работы, основные эксплуатационные характеристики, область применения, достоинства и недостатки электротехнических устройств и электрооборудования, научиться использовать их в практической деятельности, в) освоить методы расчета электрических цепей и устройств, способы рационального расходования электроэнергии при работе электрооборудования и научиться руководить их осуществлением, г) изучить электротехническую символику и терминологию. Изложение материала базируется на знаниях, полученных студентами при изучении курсов математики и физики (в области электричества, физических законов электромагнитного поля, механики и др.) Для активизации работы над курсом УМК снабжен методическими указаниями для выполнения расчетно-графических работ, примерами и задачами, которые студент должен рассмотреть после проработки соответствующего раздела курса. Знание этого курса, безусловно, поможет в освоении значительного количества других дисциплин, изучаемых студентами в вузе.

5. Цели и задачи дисциплины

 Цель преподавания дисциплины:

Подготовка специалиста, глубоко знающего основы теории автоматического управления и умеющего выполнять расчетные работы по созданию автоматических систем с широким использованием средств современной компьютерной техники.

Задачи изучения дисциплины:

В результате изучения дисциплины студент должен:

- приобрести высокий уровень знаний и методов анализов процессов в нелинейных системах;

- определять устойчивость нелинейных систем;

- владеть теоретическими основами и практическими навыками решения задач анализа и синтеза нелинейных систем автоматического регулирования;

- уметь использовать современные средства вычислительной техники для выполнения расчетных работ по анализу устойчивости и качества систем, синтезу параметров и корректирующих звеньев по заданным требованиям к качеству функционирования систем автоматического управления.

 

Курс электротехники занимает важное место среди общетехнических дисциплин, определяющих теоретический уровень профессиональной полготовки специалистов в современной системе обучения.

Главной целью преподавания дисциплины «Основы электротехники» является овладение студентами знаний об электрических и магнитных явлениях и их использовании для практических целей.

Данная дисциплина является базовой для понимания процессов автоматизации различного производственного оборудования, в которых широко используются электротехнические и электронные устройства.

Курс электротехники обеспечивает комплексную подготовку будущих специалистов: высокий профессиональный уровень, развитие творческих способностей, умение формулировать и решать на высоком научном уровне проблемы изучаемой специальности, умение творчески применять и самостоятельно повышать свои знания.

Изучению дисциплины «Основы электротехники» предшествуют курсы таких и фундаментальных наук, как физика и математика. Из курса математики студенты должны усвоить следующие разделы: решение систем линейных алгебраических уравнений, теория комплексных чисел, основы дифференциального интегрального исчисления, векторная алгебра. Из курса физики – электростатическое поле, постоянный электрический ток, магнитное поле, электромагнитная индукция, магнитные свойства вещества.

Взаимосвязь курса «Основы электротехники» с остальными дисциплинами специальности осуществляется посредством смежных дисциплин.

Задачи изучения дисциплины вытекают из требования к знаниям и умениям будущих специалистов в соответствии с государственным стандартом высшего базового образования (бакалавриат).

Студенты, обучающиеся по специальностям должны:

- знать фундаментальные законы, понятия и положения курса электротехники, важнейшие свойства и характеристики электрических и магнитных цепей.

- уметь рассчитывать электрические цепи аналитическим и численным методами, выбирать наилучший оптимальный метод расчета, определять основные характеристики электрической цепи и давать физическое обоснование полученным результатам.

- экспериментальным способом определять параметры и характеристики типовых электротехнических устройств и оборудования.

- производить измерения основных электрических дисциплин и некоторых неэлектрических величин, связанных с профилем инженерной деятельности.

- включать электротехнические приборы, аппараты и машины, управлять ими и контролировать их эффективную и безопасную работу.

 

Информация об оценке

 

Распределение рейтинговых баллов по видам контроля

       По кредитной технологии обучения для всех курсов и по всем дисциплинам Алматиснкого Технологического Университета применяется рейтинговый контроль знаний студентов. Сведения об оценке знаний осуществляются по балльно-рейтинговой системе в виде шкалы, где указываются все виды контроля.

                                                                                                                                                                                       

№	Вид итогового контроля	Виды контроля	Баллы
1.	Экзамен	Рубежный контроль РК1	30
		Рубежный контроль РК2	30
		Экзамен	40

           

Итоговая оценка по дисциплине включает оценки текущей успеваемости и итогового контроля. Оценка текущей успеваемости (рейтинга допуска) составляет 60% от итоговой оценки знаний по дисциплине, и оценка экзамена составляет 40% от итоговой оценки знаний по дисциплине.

 

Схема оценки знаний по учебной дисциплине

 

№	Вид контроля	Балл	РК1								РК2
			Н е д е л и								Н е д е л и
			1	2	3	4	5	6	7	Итого	8	9	10	11	12	13	14	15	Итого
1.	Посещаемость	0,2	*	*	*	*	*	*	*	1,4	*	*	*	*	*	*	*	*	1,6
2.	Конспект лекций	1					*			1			*					*	1,6
3.	Допуск к лаб. Работе	0,7		*		*		*		2,1	*		*		*		*		2,8
4.	Тестовый опрос	5				*			*	10								*	5
5.	Коллоквиум	3,5					*			3,5			*				*		7
6.	Реферат	3							*	3
7.	Защит лаб. Работ	3		*		*		*		9	*		*		*		*		12
	Итого:									30									30
8.	Экзамен																		40
	ВСЕГО в сумме:																		100

 

Оценка знаний студентов

Оценка	Буквенный эквивалент	В процентах, %	В баллах
Отлично	А	95-100	4
	А-	90-94	3.67
Хорошо	В+	85-89	3,33
	В	80-84	3
	В-	75-79	2,67
Удовлетворительно	С+	70-74	2,33
	С	65-69	2
	С-	60-64	1,67
	D+	55-59	1,33
	D	50-54	1
Неудовлетворительно	F	0-49	0

 

Сведения о преподавателе

Джумабекова Зульфия Азимхановна – старший преподаватель,

закончила КазСХИ в 1982 году по специальности «Инженер-электрик», данный предмет преподает с 1995 года.

 

Время пребывания на кафедре: с 8-30 до 17-00, ауд.723

Офис: кафедра АТП

Адрес: Алматы, ул. Толе би 100, корпус №1, 708 каб.

Тел.: 93-52-88 (внутр. 160)

 

 

Политика и процедура

 

Студенты обязаны посещать лекционные занятия и СРСП. После каждого вида занятий вниманию студентов предлагаются различные вопросы и задания, которые студенты должны оформлять в виде отчетов, защищать в соответствии с графиком учебного процесса. В случае пропуска занятий (по уважительным или неуважительным причинам) студенты отрабатывают занятия во внеучебное время. Студент допускается к сдаче итогового контроля при условии сдачи всех видов контроля.

Во время занятий студенты не должны шуметь, пользоваться сотовыми телефонами.

1. Календарный тематический план (лекций)

Тематический план курса

№	Наименование темы	Количество академических часов
		Лекция
1	Линейные электрические цепи постоянного тока Основные понятия и определения. Законы Ома и Кирхгофа.	1
2	Эквивалентные преобразования электрических цепей. Потенциальная диаграмма. Баланс мощностей. Режимы работы источников питания. Применение законов Ома и Кирхгофа для расчета электрических цепей	1
3	Методы расчета сложных электрических цепей: метод контурных токов, метод наложения, метод эквивалентного генератора, метод узлового напряжения.		1
4	Получение синусоидального тока. Основные характеристики синусоидального тока. Элементы электрической цепи синусоидального тока. Цепь с резистивным, индуктивным и емкостным элементами.		1
5	Законы Ома и Кирхгофа для цепи синусоидального тока. Мощности в цепи переменного синусоидального тока Резонанс напряжений, условие его возникновения и практическое значение.		1
6	Представление синусоидальных величин в комплексной форме. Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Комплекс полной мощности		1
7	Параллельное соединение потребителей. Проводимости в цепи переменного тока. Закон Ома через проводимости. Резонанс токов.		1
8	Получение трехфазной системы ЭДС. Основные понятия и определения трехфазных цепей.		1
9	Расчет трехфазных потребителей, собранных по схеме «звезда» и «треугольник». Мощности в трехфазной цепи.		1
10	Устройство и принцип работы трансформатора. Электрические уравнения трансформатора. Векторная диаграмма трансформатора		1
11	Приведенный трансформатор. Схема замещения трансформатора. Режимы работы трансформатора.		1
12	Мощность потерь и кпд трансформатора Автотрансформатор. Трехфазный трансформатор.		1
13	Трехфазный асинхронный двигатель Конструкция асинхронного двигателя. Принцип образования вращающегося магнитного поля. Принцип действия асинхронного двигателя. Скольжение. Частота тока ротора.		1
14	Механическая и рабочие характеристики асинхронного двигателя Потери энергии и к.п.д. асинхронного двигателя. Пуск двигателя. Регулировка частоты вращения асинхронных двигателей.		1
15	Электрические машины постоянного тока Устройство и принцип работы машин постоянного тока.Способы возбуждения машин постоянного тока.Характеристики генераторов постоянного тока. Двигатель постоянного тока.		1
Всего:			15

 

10.Календарный тематический план практических заданий

Не предусмотрен учебным планом.

Семестр I. Первая половина

Конспект лекций

Лекция 1:

Линейные электрические цепи постоянного тока. Основные понятия и определения.

Законы Ома и Кирхгофа.

 

Определение элементов электрической цепи. Топологическая структура электрической цепи. Классификация электрических цепей. Законы Ома и Кирхгофа.

Курс «Электротехника и электрооборудование на предприятиях пищевой промышленности» является дисциплиной фундаментальной подготовки инженеров неэлектрических специальностей. Эта наука изучает электрические и магнитные явления, производство электрической энергии, передачу, распределение между потребителями и преобразование в другие виды энергии.

Электрической цепью называют совокупность устройств, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий – Э.Д.С., ток, сопротивление. Отдельное устройство, входящее в состав электрической цепи и выполняющее в ней определенную функцию, называется элементом электрической цепи. Основные элементы электрической цепи – источники и приемники электрической энергии.

Электрические цепи изображают в виде схем, на которых все элементы изображаются графически и имеют условные изображения. Графическое изображение реальной цепи с помощью идеальных элементов называют схемой замещения.

Конфигурация схемы замещения определяется следующими топологическими понятиями: узел, ветвь, контур. Узел – место соединения трех и более ветвей. Ветвь – это участок цепи от узла до узла с последовательным соединением элементов, через которые протекает один и тот же ток. Сколько ветвей в схеме, столько и токов. Контур – замкнутый участок цепи.

Электрические цепи бывают линейными и нелинейными, простыми и сложными. В линейных электрических цепях, в отличие от нелинейных, выполняется закон Ома и сопротивление не зависит от тока и напряжения. В простой цепи все элементы соединяются последовательно. Сложная цепь – это цепь с разветвлениями.

Любая электрическая цепь характеризуется током, электродвижущей силой и напряжением. Электрическим током называют упорядоченное движение зарядов. За направление тока условно принимают направление движения положительных зарядов. Ток может быть постоянным и переменным. Ток, величина и направление которого не изменяется во времени, называют постоянным. Ток характеризуют силой тока (I). Это заряд, протекающий через поперечное сечение проводника за единицу времени:

I=q/t [1А=1Кл / 1с]

В источниках электрической энергии под действием сторонних сил (сил неэлектрической природы) создается электрическое поле. Под действием сил этого поля положительные и отрицательные заряды разделяются и накапливаются на противоположных полюсах. Работу сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда внутри источника называют электродвижущей силой (ЭДС).

Е=А/q  [ 1В =1Дж / 1Кл]

Величину, численно равную работе, которую совершает источник, проводя единичный положительный заряд по данному участку цепи, называют напряжением (U). Так как цепь состоит из внешнего и внутреннего участков, разграничивают понятия напряжений на внешнем U_вш и внутреннем U_вн участках цепи:

Е= U_вш + U_вн

Эта формула выражает закон сохранения энергии для электрической цепи.

Измерить напряжения на различных участках цепи можно только при замкнутой цепи. ЭДС. измеряют между зажимами источника при разомкнутой цепи.

Работу поля по перемещению единичного положительного заряда из бесконечности в данную точку поля называют потенциалом (φ):

φ = А∞ / q

Из определения потенциала следует, что напряжение между данными точками можно представить как разность потенциалов этих точек.

U₁₂ = φ₁ – φ₂

При движении в проводнике заряды сталкиваются с узлами кристаллической решетки и теряют часть своей энергии, т.е. встречают сопротивление (R):

R = U / I   [ 1 Ом =1В / 1А]

Величина, обратная сопротивлению, называется проводимостью (G):

G = 1/R [ 1 Cм =1 / 1 Ом].

Закон Ома является фундаментальным законом электротехники. Он устанавливает связь между током и напряжением.

 

1. Закон Ома для пассивного участка цепи:

 

I=U/R

 

Ток на участке цепи без Э.Д.С. прямо пропорционален напряжению на концах этого участка и обратно пропорционален его сопротивлению.

 

2. Закон Ома для участка цепи с ЭДС.

 

 

I = (±U±Е) / R

 

U и Е положительные, если их направления совпадают с направлением тока и отрицательные, если они направлены против тока.

 

1. Закон Ома для простейшей электрической цепи

 

            где R - внешнее сопротивление цепи.

            Rо – внутреннее сопротивление источника.

 

I = Е / (R+Rо)

 

   4. I закон Кирхгофа является следствием закона сохранения заряда. Он формулируется для узла: «Алгебраическая сумма токов в узле равна нулю»:

 

 

Токи, входящие в узел и выходящие из него имеют разные знаки.

Например, для узла «а» имеем: I₁+ I₂-I₃ = 0. Токи, входящие в узел и выходящие из него имеют разные знаки.

 

                                               

 

II закон Кирхгофа является следствием закона сохранения энергии. Он формулируется для замкнутого контура: «Алгебраическая сумма ЭДС, действующих в контуре, равна алгебраической сумме падений напряжений в этом контуре»:  

Чтобы записать II закон Кирхгофа необходимо произвольно выбрать направление обхода контура. Если направления E и I совпадают с направлением обхода контура, то они берутся положительными, в обратном случае – отрицательными.

Например, для внешнего контура имеем:

 

E₁-E₂=I₁R₁+I₂R₂.

 

Основная литература: [1(4-21),3(4-21),2(10-21)]

Дополнительная литература: [6(7-19)]

 

 

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение источников и приемников электрической энергии [3(5)].
2. Дайте определение силы тока, напряжения, сопротивления, ЭДС. Назовите их единицы измерения [3(5-14)].
3. Дайте определение узла, ветви, контура в электрической цепи [3(6)].
4. Сформулируйте законы Ома и Кирхгофа [3(5-16)].

Тестовые задания к Лекции 1:

1. Направленные движения свободно заряженных частиц в проводнике, под действием электрического поля, называется

a) электродвижущей силой;

b) электрическим потенциалом;

c) электрическим напряжением;

d) электрическим током;

E) мощностью.

 

2. Электрический ток течет от

a) низшего напряжения к высшему;

b) высшего напряжения к низшему;

c) высшей точки к низшей;

d) низшего потенциала к высшему;

A) силы тока;

b) скорость тока;

c) мощность тока;

d) ускорение тока;

e) заряд тока.

4. Для возникновения электрического тока необходимо наличие

a) выключателя и лампочки;

b) надежного заземляющего устройства;

c) предохранителя и провода;

d) счетчика электрической энергии;

A) равным нулю;

b) неравным нулю;

c) равным бесконечности;

d) больше нуля;

e) меньше нуля.

 

2. Зная потенциалы двух точек электрического поля, можно вычислить напряжение между ними по формуле (j- потенциал, U-напряжение)

a)

b)

c)

d)

e)

 

 3. Определить эквивалентное сопротивление данной схемы, если сопротивление каждого элемента равно R.

a) R_экв= R; b) R_экв=4R; c) R_экв= R; d) R_экв= R; e) R _экв = R.

 

4. Определите токи во всех ветвях. Дано: U=20 В, R₁=R₂=R₃=R₄=2 Ом.

Ответ:

a) I=10 A; I₁=5 A; I₃=5 A

b) I=10 A; I₁=4 A; I₃=6 A

c) I=10 A; I₁=6 A; I₃=4 A

d) I=10 A; I₁=10 A; I₃=10 A

e) I=5 A; I₁=5 A; I₃=5 A

 

 

5. Какое уравнение баланса мощностей справедливо для данной цепи?

 

 

Ответ:

a) E ₂ I ₂ – E ₃ I ₃ + E ₁ I ₁ = I ₁ ² R ₁ + I ₂ ² R ₂ + I ₃ ² R ₃ + I ₄ ² R ₄ + I ₅ ² R ₅ + I₆²R₆

b) - E₂I₂ + E₃I₃ –E₁I₁=I₁²R₁+ I₂²R₂+ I₃²R₃+ I₄²R₄+ I₅²R₅+ I₆²R₆

c) E₂I₂ – E₃I₃+E₁I₁=I₁²R₁+ I₂²R₂ –I₃²R₃+ I₄²R₄+ I₅²R₅+ I₆²R₆

d) - E₃I₃ + E₂I₂+E₁I₁=I₁²R₁+ I₂²R₂ –I₃²R₃– I₄²R₄– I₅²R₅– I₆²R₆

e) E₂I₂ +E₃I₃+E₁I₁=I₁²R₁+ I₂²R₂+ I₃²R₃+ I₄²R₄+ I₅²R₅+ I₆²R₆

Лекция 3:

Метод контурных токов

Этот метод позволяет упростить расчеты. Условный ток, протекающий через все элемента контура, называют контурным током (I_k).Чтобы рассчитать цепь методом контурных токов, нужно:

а) В каждом элементарном контуре ввести контурный ток. Направление обхода контура совпадает с направлением контурного тока.

б) Для каждого контурного тока записать 11 закон Кирхгофа. Решить систему уравнений и найти все контурные токи.

в) Зная контурные токи, найти истинные токи, учитывая, что во внешних ветвях истинные токи равны контурным, протекающим в них, а в смежных ветвях истинные токи равны алгебраической сумме контурных токов, протекающих в них.

Например, для рисунка 2 имеем:

.

                                Рис. 2

                                                                              

                                                   E₁=I_1k(R₁+R₃)-I_2kR₃

                                                           -E₂=I_2k(R₂+R₃)-I_1kR₃

                     I_1k=I₁; I_2k=I₂; I_1k-I_2k=I₃;

 

.

Метод наложения

Метод наложения применяют для цепи, имеющей несколько источников питания. Метод наложения позволяет найти токи в ветвях без составления и решения системы уравнений, а непосредственно по закону Ома.

Чтобы рассчитать цепь методом наложения нужно:

а) В исследуемой электрической цепи удалить все источники питания, оставив их внутренние сопротивления, кроме одного, и определить все токи. Такую схему называют расчетной, а токи в ней – частичными.

б) Определить частичные т