KP 1c

УДК 621.3.011(075.8)
Непопалов В. Н. Контрольные работы и семестровые задания по курсу
“Основы электротехники”: Учебное пособие. – Нижневартовск, 2005.– 38 с.
В пособие представлено содержание контрольных работ и семестровых заданий, предусмотренных учебным планом по курсу “Основы электротехники”.
Ил. 4, табл. 6.
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Контрольная работа №1.......................................................................................... 4
2. Контрольная работа №2........................................................................................ 12
3. Контрольная работа №3........................................................................................ 21
4. Семестровое задание №1 ...................................................................................... 29
5. Семестровое задание № 2 ..................................................................................... 33
6. Вопросы билетов к экзамену по курсу «Основы электротехники» ................ 37
3
1. Контрольная работа №1
Таблица 1.1
КР1
2. Методом контурных токов найти
токи ветвей.
Билет 1
1. R =10 Ом; Е=50 В, J= 5 А.
Найти токи ветвей.
R=10 Ом; J1= 2 А, J2 = 5 А.
R
R
J
2R
2R
R
R
2R
E
J1
Билет 2
1. Найти ток в ветви источника
э. д. с. Е. Параметры: R1= R4 =20 Ом,
КР1
2. Найти R1 и R2 . U вх  75 В,
U вых  25 В; ток I вых  50 мА. Мощность, рассеиваемая на R1 , Р1= 5 Вт.
R2 = R3 =30 Ом; Е = 50 В, J = 1 А.
R1
J2
R2
R1
E
U вх
R3
I вых
R4
R2 U вых
J
Билет 3
1. Методом узловых напряжений
найти токи в ветвях.
КР1
2. Найти ток I методом эквивалентного
генератора.
R = 100 B; E = 150 B, J = 0,5 A.
R = 100 B; E = 150 B, J = 0,5 A.
R
I
2R
R
J
R
J
2R
2R
E
E
4
R
Таблица 1.1 (продолжение)
Билет 4
КР1
1. Методом эквивалентного генератора 2. Методом контурных токов найти
найти ток в ветви R1 – E1.
токи ветвей.
R1 = 30 Ом, R2 = 20 Ом, R3 = 60 Ом,
Е1 = 100 В, Е = 30 В, J = 0,2 А.
R4 = 60 Ом, R5 = 30 Ом; Е1= 120 В,
R1 = R2 = R3 = 200 Ом.
Е5= 60 В.
R3
J
R2
R1
R3
R4
R2
R5
E1
E5
E1
E
R1
Билет 5
1. Методом эквивалентных преобразований найти токи в ветвях.
КР1
2. Методом наложения найти напряжение на источнике тока J2.
R = 10 Ом; E = 15 B, J = 0,05 A.
R = 100 Ом; J1 = 0,25 A, J2 = 0,5 A.
R
R
J
2R
2R
R
R
2R
E
J1
J2
Билет 6
КР1
1. Методом эквивалентного генератора 2. Напряжение U = 75 В, J =0,5 А;
найти ток в ветви источника Е = 30 В. R1 = 20 Ом, R2= 30 Ом. Найти Е1.
R1= R2 = 200 Ом, R = 300 Ом; J = 0,2 А.
J
R1
R
E1
R
R2 U
R1
E
J
R2
5
Таблица 1.1 (продолжение)
КР1
2. Е1 = 100 В, Е = 30 В, J = 0,2 А.
R1 = R2 = R3 = 200 Ом.
Найти токи ветвей.
Билет 7
1. U1 = 30 В, U2 = 10 В. Мощность источника Р1 = 3 Вт. Сопротивление
нагрузки R3 = 200 Ом. Найти R1, R2.
I1
R3
J
R1
U1
E1
R2
R2
E
R3 U 2
R1
Билет 8
1. Е1 = 100 В, Е = 30 В, J = 0,2 А.
R1 = R2 = 200 Ом, R3 = 300 Ом.
Методом узловых напряжений найти
токи ветвей.
КР1
2. R = 10 Ом; E = 15 B, J = 0,05 A.
Методом наложения найти напряжение на источнике тока J.
R
J
R2
J
2R
2R
E1
R3
R
E
E
R1
Билет 9
1. Методом узловых напряжений
найти токи в ветвях. Е = 30 В, J = 0,2
А;
R = 300 Ом, R1= R2 = 200 Ом.
R
R1
КР1
2. Методом наложения найти напряжение U.
Е1=20 В, J =0,5 А; R1 =20 Ом, R2 =30 Ом.
R1
J
E1
R
E
R2 U
R2
J
6
Таблица 1.1 (продолжение)
КР1
Билет 10
1. Е1 = 100 В, Е = 30 В, J = 0,2 А.
R1 = R2 = 200 Ом, R4 = 300 Ом.
Методом контурных токов найти токи
ветвей.
2. R=10 Ом; Е=50 В, J= 5 А.
Найти напряжение U.
R
J
2R
R2
E1
J
2R
R4
R
U
E
E
R1
Билет 11
1. Методом контурных токов найти
ток в ветви источника Е = 30 В.
R1= R2 = 20 Ом, R = 30 Ом; J = 0,2 А.
КР1
2. U1  25 В; U 2  10 В. Рассеиваемая
на резисторе R2 мощность Р2 0,1 Вт.
Найти величины резисторов R1 и R2 .
J
R
R
R1
U1
E
R1
R2
R2 U
2
Билет 12
1. Методом наложения найти ток в
ветви R1 – E1.
R1 = 30 Ом, R2 = 20 Ом, R3 = 60 Ом,
R4 = 60 Ом, R5 = 30 Ом; Е1= 120 В,
Е5= 60 В.
КР1
2. Е1 = 100 В, Е = 30 В, J = 0,2 А.
R1 = R2 = 200 Ом, R3 = 300 Ом. Методом контурных токов найти токи ветвей.
J
R2
R1
R3
R2
R4
R5
E1
R3
E1
E5
R1
7
E
Таблица 1.1 (продолжение)
КР1
2. Методом узловых напряжений
найти токи в ветвях. Е1 = 5 В, Е2 = 6 В;
R1= 2 Ом, R2 = 4 Ом, R3= 8 Ом,
R4 = 10 Ом.
Билет 13
1. R = 100 Ом; E = 150 B, J = 0,5 A.
Методом наложения найти ток I.
R
I
J
2R
2R
R3
R1
R2
R
E2
R4
E
E1
Билет 14
1. Е1 = 100 В, Е = 30 В, J = 0,2 А.
R1 = R2 = 200 Ом, R3 = R4 = 300 Ом.
Методом узловых напряжений найти
токи ветвей.
J
КР1
2. U вых  15 В, ток I вых  10 мА;
R1  1 кОм, R2  3 кОм. Рассчитать
напряжение U вх делителя напряжения.
Чему равна активная мощность, рассеиваемая на резисторах делителя?
R3
R1
U вх
R4
E1
I вых
E
R2
R2 U вых
R1
Билет 15
1. Е1 = 100 В, Е = 30 В.
R1 = R2 = 200 Ом, R3 = R4 = 300 Ом.
Найти токи в ветвях.
R3
КР1
2. Е1 = 40 В, Е2 = 30 В, U = 20 В.
R1 = 10 Ом, R2 = 5 Ом, R3 = 10 Ом.
Найти Е3.
R4
E1
E2
E3
U
E1
R2
R1
E
R1
8
R2
R3
Таблица 1.1 (продолжение)
КР1
2. Е = 10 В; R = 30 Ом, R1 = 20 Ом,
R2 = 50 Ом.
Найти мощность источника Е.
Билет 16
1. Е1 = 100 В, J = 0,2 А.
R1 = R2 = 200 Ом, R3 = R4 = 100 Ом.
Найти токи в ветвях.
R
R3
R
E1
R4
R2
R1
R1
J
Билет 17
1.Ток J = 2 А; R1 = 0,5R2, R2 = 20 Ом,
R = 30 Ом.
Найти токи в ветвях.
R
R1
R3
R1
J
R2
E
КР1
2. Методом эквивалентного генератора
найти ток в резисторе R3.
Е1 = 5 В, Е2 = 6 В; R1= 2 Ом, R2 = 4 Ом,
R3 = 8 Ом, R4 = 10 Ом.
R
R
R
R2
R2
R4
E2
E1
Билет 18
1. R1 = R2 = R4 = 60 Ом, R3 = 30 Ом.
J = 1 А, Е1 = 2, Е2 = 20 В.
Методом узловых напряжений найти
токи в ветвях.
E1
E2
КР1
2. Е1 = 10 В, Е = 3 В, J = 0,02 А.
R1 = R2 = R3 = 20 Ом.
Найти мощность источника J.
J
J
R2
R4
R1
R2
R3
R3
E1
R1
9
E
Билет 19
1. Методом наложения найти ток в
ветви источника Е = 30 В.
J = 1 А; R1= 0,5 Ом, R2 = 20 Ом,
R = 30 Ом.
Таблица 1.1 (продолжение)
КР1
2. R = 10 Ом, R1 = 20 Ом;
J1 = 1 А, J2 = 2 А.
Методом контурных токов найти токи
ветвей.
J
R
R
R
R
E
R1
R1
J1
R2
Билет 20
1. Методом наложения найти токи в
резисторах R1 и R3.
R1= R4 = 20 Ом, R2= R3 = 30 Ом,
J1 = 1 А, J2 = 2 А.
R
КР1
2. Найти токи в ветвях методом узловых напряжений.
R1 = 20 Ом, R2 = R3 = 40 Ом, Е1 = 20 В,
J = 1 А.
R2
R2
J1
R3
J2
R1
E1
R3
R1
R4
J
J2
Билет 21
КР1
1. Методом эквивалентного генератора 2. U вых  15 В. Мощность, потребляенайти ток в резисторе R3.
мая выходной цепью, Рвых = 150 мВт.
R1= 20 Ом, R2 = R3 = 40 Ом; Е = 20 В,
R1  1 кОм, R2  3 кОм. Рассчитать
J1 = 1 А, J3 = 2 А.
напряжение U вх делителя напряжения.
J1
R1
R2
E
R1
U вх
I вых
R3
R2 U вых
J3
10
Билет 22
1. Методом контурных токов найти
токи ветвей.
R1= 40 Ом, R2 = R3 = 20 Ом; Е = 20 В,
J1 = 1 А, J3 = 3 А.
Таблица 1.1 (окончание)
КР1
2. Методом наложения найти ток в
ветви с резистором R3.
R1= 20 Ом, R2 = R3 = 40 Ом; Е1 = 20 В,
J = 1 А.
J1
R2
E1
R2
E
R3
R1
R3
R1
J
J3
Билет 23
1. Методом узловых напряжений
найти токи в ветвях.
R1 = 20 Ом, R2 = R3 = R4 = 30 Ом;
Е1 = 20 В, Е4 = 60 В, J2 = 1 А.
КР1
2. Методом наложения найти ток в резисторе R2.
Е1 = 50 В, Е2 = 60 В; R1= R2 = 40 Ом,
R3 = R4 = 20 Ом.
J2
E4
R1
R2
R2
E1
R3
R3
R1
R4
Билет 24
1. Найти токи в ветвях.
Е1 = 40 В, Е2 = 60 В;
R1= 40 Ом, R = 30 Ом.
E2
R4
E1
КР1
2. Методом эквивалентного генератора
найти ток в резисторе R2.
Е1 = 20 В, Е4 = 60 В;
R1 = R4 = 20 Ом, R2 = R3 = 30 Ом.
R1
E4
R
E1
R
R
R2
E1
E2
R1
11
R3
R4
2. Контрольная работа №2
Таблица 2.1
Билет 1
КР2
Действующее значение синусоидальТок i = 0,1 sin(100t + 30°) А;
ного тока Ik = 1 А.
R =10 Ом, L = 0,173 Гн.
Y = j 0,1 Ом–1, Z = 10 + j 10 Ом.
Найти действующие и мгновенные
значения напряжений uL, u. Построить Найти действующие значения токов
векторные диаграммы тока и напряже- ветвей. Рассчитать баланс мощностей.
ния.
u
i
R
Ik
L
Y
Z
uL
Билет 2
Напряжение uR = 100 sin100t В;
R =10 Ом, L = 0,173 Гн.
Найти действующие и мгновенные
значения тока i и напряжения u. Построить векторные диаграммы тока и
напряжения.
u
i
R
КР2
Ток ik = 1 sint А.
Y =0,05 + j 0,05 Ом–1, Z = j 10 Ом.
Найти мгновенные значения токов
ветвей. Рассчитать баланс мощностей.
ik
Y
Z
L
uR
Билет 3
Напряжение uL = 100 sin100t В;
R =10 Ом, L = 0,173 Гн.
Найти действующие и мгновенные
значения тока i и напряжения u. Построить векторные диаграммы тока и
напряжения.
u
i
R
КР2
е = 141 sint В; L= 10 Ом, R= 20 Ом,
Z = – j 20 Ом,  = 0,9.
Найти действующие значения токов
ветвей.
L
R
I
E
L
uL
12
I
Z
Билет 4
Напряжение u = 100 sin100t В;
R =10 Ом, L = 0,173 Гн.
Найти действующие и мгновенные
значения тока i и напряжения uL. Построить векторные диаграммы тока и
напряжения.
u
i
R
Таблица 2.1 (продолжение)
КР2
Действующее значение синусоидальной э. д. с. Е = 100 В. R =  L = 10 Ом,
ХС = 20 Ом, g = 0,05 Ом–1.
Найти действующие значения токов
ветвей.
L
E U
L
R
gU
C
2R
uL
Билет 5
Напряжение uС = 100 sint В;
R =10 Ом, XC = 17,3 Ом.
Найти действующие и мгновенные
значения тока i и напряжения u. Построить векторные диаграммы тока и
напряжения.
u
i
R
КР2
Действующее значение синусоидальной э. д. с. Е = 100 В. R =  L = 10 Ом,
ХС = 20 Ом,  = 0,9.
Найти действующие значения токов
ветвей.
I
L
E
C
I
C
2R
R
uC
Билет 6
Напряжение u = 200 sint В;
R =10 Ом, XC = 17,3 Ом.
Найти действующие и мгновенные
значения тока i и напряжения uС. Построить векторные диаграммы тока и
напряжения.
u
i
R
E = 50 В, Ik = j5 А; Z = 5 + j 15 Ом,
КР2
R = 10 Ом.
Найти действующее значение тока в
ветви источника э. д. с.
Ik
R
R
C
Z
uC
13
E
Z
Билет 7
Ток i = 20 sint А; R =10 Ом,
XC = 17,3 Ом.
Найти действующие и мгновенные
значения напряжений u, uС. Построить векторные диаграммы тока и
напряжения.
u
R
i
Таблица 2.1 (продолжение)
КР2

I k1 =7,5 А; I k 2 = j5 А; Z1 = 5 – j 15 Ом;
Z2 = 5 + j 15 Ом; R = 10 Ом.
Найти действующие значения токов в
нагрузках Z1 и Z2.
Ik1
R
C
Z1
Ik 2
uC
Билет 8
U = 220 В и UR = 75 В. Активная мощность РR = 50 Вт. Частота синусоидального напряжения u равна 50 Гц.
Найти величину емкости С делителя
напряжения. Построить векторные
диаграммы тока и напряжения.
u
R
i
R
Z2
КР2
E = j 50 В, Ik = 5 А; Z = 5 – j 15 Ом,
R = 10 Ом.
Найти комплексное действующее значение напряжения на источнике
тока Ik .
Ik
C
R
R
uR
Z
Z
E
Билет 9
КР2
Напряжение u = 100 sin100t В;
E = j 50 В; Ik = 5 А; Z = 5 – j 15 Ом;
R =10 Ом, L = 0,173 Гн.
R = 10 Ом.
Найти действующие и мгновенные
Найти действующее значение тока в
значения токов i, i1, i2. Построить век- ветви источника E .
торные диаграммы тока и напряжения.
E
i
i2
R
i1
u
R
L
Z
14
R
Ik
Z
Таблица 2.1 (продолжение)
Билет 10
КР2

i1 = 1 sin100t А; R=10 Ом, L= 0,173 Гн. E = 80 В; XL = 10 Ом, R = 10 Ом,
Найти действующие и мгновенные
Z = 20 + j 20 Ом, r = 5 Ом.
значения токов i, i2 и напряжения u.
Найти комплексную мощность в
Построить векторные диаграммы тока нагрузке Z.
и напряжения.
i
L
E
i2
i1
u
R
u
C
L
i1
E U
XC
U
i2
R
Z
R
КР2
U = 15 В; R = XC = 10 Ом, XL = 20 Ом.
Найти ток I .
I
R
i1
u
U
L
Билет 12
i = 1,155 sin100t А; R =10 Ом,
L = 0,173 Гн.
Найти действующие и мгновенные
значения токов i1, i2 и напряжения u.
Построить векторные диаграммы тока
и напряжения.
i
КР2
E = 80 В; Z = 20 + j 20 Ом, XL = 10 Ом,
XC = 5 Ом, R = 10 Ом,  =0,5.
Найти комплексную мощность в
нагрузке Z.
i2
R
Z
R
I
L
Билет 11
i2 = 1,73 sin100t А; R =10 Ом,
L= 0,173 Гн.
Найти действующие и мгновенные
значения токов i, i2 и напряжения u.
Построить векторные диаграммы тока
и напряжения.
i
rI
L
15
XL
R
XC
Билет 13
i = 1,155 sin100t А; R =17,3 Ом,
ХС = 10 Ом.
Найти действующие и мгновенные
значения токов i1, i2 и напряжения u.
Построить векторные диаграммы тока
и напряжения.
i
XL
Ik
i2
i1
u
Таблица 2.1 (продолжение)
КР2
I k =1 А; R = 5 Ом, XC = 10 Ом,
XL = 20 Ом, r = 5 Ом.
Найти ток I .
rI
R
I
C
XC
R
Билет 14
i2 = 1,0 sin100t А; R =17,3 Ом,
ХС = 10 Ом.
Найти действующие и мгновенные
значения токов i, i1 и напряжения u.
Построить векторные диаграммы тока
и напряжения.
i
u
E = 100 В; XC = 10 Ом, R = 5 Ом,
Z = 20 + j 20 Ом,  = 2.
Найти комплексную мощность в
нагрузке Z.
R
R
i2
i1
КР2
E U
C
C
U
Z
R
Билет 15
КР2
Напряжение u = 10 sin100t В;
U = 25 В; R = XC = 50 Ом, XL = 65 Ом.
R = 10 Ом, ХС = 10 Ом.
Найти ток I .
Найти действующие и мгновенные
значения токов i, i1 и i2. Построить
R
R
векторные диаграммы тока и напряжеX
L
I
ния.
U
i
i2
i1
u
R
C
R
16
XC
Билет 16
Напряжение uRL = 100 sin100t В;
R = 10 Ом, L = 0,1 Гн, ХС = 20 Ом.
Найти действующие и мгновенное
значение напряжения u. Построить
векторные диаграммы тока и напряжения.
R
Таблица 2.1 (продолжение)
КР2


E = 100 В, I k = j1 А; R = ХС = 100 Ом,
ХL = 50 Ом.
Найти комплексное действующее значение тока в ветви источника E .
Ik
L
u RL
u
E
R
C
C
L
Билет 17
КР2
Напряжение uС = 20 sin100t В;
E = j 100 В, Ik = 1 А; R = ХС = 100 Ом,
R = 5 Ом, L = 0,05 Гн, ХС = 10 Ом.
ХL = 200 Ом.
Найти действующие и мгновенное
Найти I .
значение напряжения u. Построить
I L
векторные диаграммы тока и напряжеC
ния.
R
L
R
uC
C
u
Билет 18
Ток iRL = 2 sint А;
R = 20 Ом, ХL = 20 Ом, ХС = 10 Ом.
Найти действующее и мгновенное
значения тока i. Построить векторные
диаграммы тока и напряжения.
i
u
L
R
Ik
КР2
E = j 100 В, Ik = 1 А; R = ХС = 100 Ом,
ХL = 50 Ом.
Найти комплексное действующее значение напряжения на источнике тока.
iRL
C
E
R
L
17
Ik
C
R
E
Билет 19
Ток iLС = 2 sin(t – 90) А;
R = 20 Ом, ХL = 10 Ом, ХС = 20 Ом.
Найти действующее и мгновенное
значения тока i. Построить векторные
диаграммы тока и напряжения.
i
u
Таблица 2.1 (продолжение)
КР2
Действующее значение синусоидального тока I k = 2 А. R =ХС =ХL= 100 Ом.
Найти действующее значение тока I.
Ik
iLC
C
L
R
R
I R
R
XC
XL
Билет 20
КР2
Действующее значение синусоидальНапряжение uRL = 141 sint В;
ного тока I k = 1 А. R =ХС =ХL= 10 Ом.
R = 16 Ом, ХL = 12 Ом, ХС = 24 Ом.
Найти действующие и мгновенное
Найти действующее значение тока I.
значение напряжения u. Построить
векторные диаграммы тока и напряжеXC
XL
ния.
R
Ik
L
u RL
u
I R
R
R
C
Билет 21
Напряжение uR2 = 80 sint В;
Ik = 1 А. R = ХС = 10 Ом,
R1 = 12 Ом, ХL = 16 Ом, R2 = 4 Ом.
Z = 5 + j 5 Ом,  = 2.
Найти действующие и мгновенное зна- Найти ток I .
чение напряжения u. Построить векторC
ные диаграммы тока и напряжения.
R1
L
Ik
U
u
R2
uR2
18
R
КР2
I
U
Z
Билет 22
Напряжение u = Um sint В.
Показания приборов, измеряющих
действующие значения:
U 173 B; A  1 A; W  150 Вт.
Найти эквивалентные активное, реактивное и комплексное сопротивление
Z цепи R– L.
A
u
Билет 23
Напряжение u = Um sint В.
Показания приборов, измеряющих
действующие значения:
U 173 B; A  0,1 A; W  15 Вт.
Найти эквивалентные активную и реактивную проводимость цепи R– С и
комплексную проводимость Y .
u
W
U
L
C
I
R
E
R
E
цепь
RL
W
U
A
Таблица 2.1 (продолжение)
КР2

E = 100 В; R = ХС = 10 Ом, XL = 5 Ом.
Найти ток I .
КР2
E = 100 В; R = ХL = 10 Ом, XC = 5 Ом,
r = 5 Ом.
Найти токи ветвей.
C
R
E
rI
I
L
цепь
R C
Билет 24
КР2
Активная мощность источника синусоидального напряжения u равна 196
E = 100 В; R = ХL = 10 Ом, XC = 5 Ом,
Вт. R1 = 12 Ом, ХL = 16 Ом, R2 = 4 Ом. g = 0,2 Ом–1.
Найти напряжение U и полную мощНайти ток IL .
ность S цепи. Построить векторные диаC
IL
граммы тока и напряжения.
R1
E
L
u
R2
19
U
R
gU
2R
L
Таблица 2.1 (окончание)
КР2



U 1  – j10 В, U 2  j10 В, I k  1 А.
R  Х1  10 Ом, Х2  5 Ом. Найти U .
Билет 25
Y  0,1  j 0,1 Ом–1,, Х 10 Ом.
Найти U 1 , если U 2  100 В.
X
U 1
X2
X1
U 2
Y
U 1
U
Ik
Билет 26
КР2
Y  0,1  j 0,1 Ом , Х 10 Ом.
Найти U 2 , если U 1  100 В.
U 1  j10 В, U 2  – j10 В, E  10 В.
R Х1  10 Ом, Х2  5 Ом. Найти U .
X2
X
–1
X
U 1
1
U 2
Y
U 1
Билет 27
2 160 e
j

4
В.
E
R  20 Ом, Х1  5 Ом, Х2  10 Ом.
Найти U .
R
R
U 2
U 2
R
КР2
Y  0,05  j 0,1 Ом , R 4 Ом.
Найти U 2 , если U 1 
U
U 1  j10 В, U 2  – j10 В, Ik  j 2,5 А.
–1
U 1
U 2
R
X1
Y
U 1
20
X2
U
Ik
R
U 2
3. Контрольная работа №3
Билет 1
R  20 Ом, R2  35 Ом, ХL1  20 Ом,
ХL2  45 Ом, ХM  15 Ом, ХС  95 Ом.
Найти ток I и напряжение U , если
I1  1 А.
I
I2 L2
R
I1
U
M
L1
C
Таблица 3.1
КР3
Цепь синусоидального тока находится в
состоянии резонанса. Найти величины
R, ХL и XС, если активная мощность
Р  100 Вт, U  100 В, а действующие
значения токов в ветвях с активным сопротивлением и емкостью равны.
R
R2
U
Билет 2
U  100 В; R2  20 Ом, ХС  20 Ом,
ХL1  ХL2  40 Ом, ХM  20 Ом.
I
C
I2 L2
C
КР3
Цепь синусоидального тока находится в
состоянии резонанса. URL  200 В;
I  1 А. Добротность Q  3 .
Найти величины R, ХL и XС.
I1
U
L
M
L1
L
R
I
R2
U
U RL
Сделать развязку индуктивных связей
и рассчитать токи ветвей.
Билет 3
R  15 Ом, R2  35 Ом, XL1  20 Ом,
XL2  45 Ом, ХM  15 Ом, ХС  65 Ом.
Найти ток I и напряжение U , если
I1  1 А.
I
U
I2 L2
R
I1
L1
КР3
Цепь синусоидального тока находится в
состоянии резонанса.
I  10 А; R  L  5 Ом.
Найти напряжение U и токи в ветвях с
индуктивностью и емкостью.
I
L
M
C
C
U
R2
R
21
C
Билет 4
Сделать развязку индуктивных связей
и рассчитать токи ветвей.
U  100 В; R2  20 Ом, ХL  20 Ом,
ХL1  ХL2  40 Ом,, ХM  20 Ом.
I
I2 L2
L
I1
U
L
M
L1
Таблица 3.1 (продолжение)
КР3
Цепь синусоидального тока находится
в состоянии резонанса. Активная
мощность, потребляемая цепью, равна
12 Вт. R = 3 Ом, L = 4 Ом.
Найти напряжение U и токи в ветвях.
U
R2
Билет 5
U 2  10 В; ХL1 10 Ом, ХL2  15 Ом,
ХM  5 Ом, R  15 Ом. Найти напряжение U . Построит векторные диаграммы тока и напряжения.
КР3
Цепь синусоидального тока находится
в состоянии резонанса. Найти R, если
U  10 В; I  3 A; I1  4 А.
I
L1
I2
I1
M
U
R
C
U
L2 U 2
R
L
C
R
Билет 6
U  20 В; ХL1  10 Ом, ХL2  15 Ом,
ХM  5 Ом, R1  R2  15 Ом.
Найти напряжение, измеряемое вольтметром.
R1
L2
КР3
Цепь синусоидального тока находится
в состоянии резонанса. Ток I  6 А;
R 3 Ом, L  4 Ом.
Найти напряжение U и токи в ветвях
R – L и С.
I
U
M
L1
R2
U
U
RU  
22
L
C
R
Таблица 3.1 (продолжение)
Билет 7
КР3

Цепь синусоидального тока находится
U RL  10 В; ХL1  15 Ом, ХL2  15 Ом,
в состоянии резонанса. Активная
ХM  5 Ом, R  10 Ом.
мощность, потребляемая цепью, равна
Найти напряжение U . Построит векторные диаграммы тока и напряжения. 300 Вт. R  3 Ом, L  4 Ом.
Найти напряжение U и I.
L1
U
M
U RL
L2
L
I
R
U
R
C
Билет 8
КР3
Записать уравнения Кирхгофа. Рассчи- Цепь синусоидального тока находится
тать входное сопротивление цепи.
в состоянии резонанса.
R1  6 Ом, ХL1  8 Ом, R2  12 Ом,
I2
I
ХL2  16 Ом, ХM  10 Ом.
R1
U
I1
M
L1
U
L2
U
U  80 В; R  8 Ом, L  16 Ом.
Найти токи ветвей.
КР3
Цепь синусоидального тока находится
в состоянии резонанса.
L
L2
M
C
R2
Билет 9
R1  10 Ом ХL1 10 Ом, ХL2  20 Ом,
ХM  10 Ом. U  100 В, E  j 100 В.
R1
R
L
U
E
L1
C
R
R  6 Ом; ХС  16 Ом.
Рассчитать величину ХL. Построить
(качественно) векторные диаграммы
Найти токи ветвей методом контурных тока и напряжения.
токов.
23
Билет 10
Сделать развязку индуктивных связей
и рассчитать токи ветвей.
U  100 В, E  j 100 В;
XL1  XM  10 Ом, XL2  XС  20 Ом,
R  10 Ом.
A
E
M
L1
I2
L2
E
M
U
A1
U
L1
КР3
Цепь синусоидального тока находится в
состоянии резонанса. Амперметры А и
А1, измеряющие действующие значения тока, соответственно показывают 3
и 4 А.
Найти ток в ветви R – L.
L
A
C
A1
U
Билет 12
ХL1  XM 10 Ом, ХL2  20 Ом,
R  30 Ом; U RL  150 В.
L1
U
R
C
C
Билет 11
R  10 Ом, XL1  15 Ом, XL2  25 Ом,
XM  XС  10 Ом. I2  2 А, E  –j 10 В.
Найти U .
R
L
L2
R
U
Таблица 3.1 (продолжение)
КР3
Цепь синусоидального тока находится в
состоянии резонанса. Амперметры А и
А1, измеряющие действующие значения тока, соответственно показывают
3 и 5 А. Найти ток в ветви с емкостью.
M 
U RL
R
R
C
КР3
Цепь синусоидального тока находится в
состоянии резонанса. Вольтметры U1 и
U2, измеряющие действующие значения напряжения, соответственно показывают 80 и 60 В.
Найти напряжение URL .
U RL
R
L2
Найти напряжение U . Построит векторные диаграммы тока и напряжения.
U
24
U1
L
U2
C
Таблица 3.1 (продолжение)
Билет 13
КР3
I1  4 А; ХL2  20 Ом, XM 10 Ом,
Известны показания приборов:
А  1 А; U  50 В; W  40 Вт.
R2  20 Ом.
Рассчитать величину активной мощно- Рассчитать реактивное сопротивление
емкости С, при включении которой в
сти, передаваемой из первой ветви во
цепи будет резонанс.
вторую за счет индуктивной связи.
I1
R1
U
M
A
L1
R2
L2
W
L
U
U
C
R
Билет 14
R  XL1  20 Ом, XL2  45 Ом;
U 100 В. Коэффициент связи kc  0,5.
Найти показание вольтметра, измеряющего действующие значения.
M
L1
U
L2
U
R
КР3
Цепь синусоидального тока находится в
состоянии резонанса. Найти величины
R, ХL и XС, если активная мощность
Р  100 Вт; I  2 А, а действующие
значения токов в ветвях с активным сопротивлением и емкостью равны.
R
RU  
U
I
Билет 15
XL1  XM  10 Ом, XL2  XС  20 Ом,
R  10 Ом. I2  10 А.
Найти U .
R
U
I2
L2
L1
C
КР3
Цепь синусоидального тока находится
в состоянии резонанса.
U  40 В, UL  30 В. Активная мощность цепи Р  200 Вт.
Найти величины R, ХL и XС.
R
E
M
L
C
C
U
25
UL
L
Билет 16
U 100 В. XL1  XM  XС  10 Ом,
XL2  20 Ом, R 10 Ом.
Найти токи ветвей
L1
Таблица 3.1 (продолжение)
КР3
Цепь синусоидального тока находится
в состоянии резонанса.
U  40 В; I  3 А; I2  5 А.
Найти величины R, ХL и XС.
L2
M
I
I1
U
C
U
R
Билет 17
XL1  XL2  20 Ом, XM  10 Ом,
R  20 Ом. U 20 В, Ik  j1 А.
Найти токи ветвей
L
R
C
КР3
Цепь синусоидального тока находится
в состоянии резонанса.
URL  10 В; R  L  10 Ом.
Найти реактивное сопротивление ХС ,
напряжение U и ток в емкости.
L1
Ik
L2
M
U
I2
C
L
U
RU
RL
R
Билет 18
R  30 Ом, XL  40 Ом, XМ  10 Ом.
I2  j1 А.
Найти I1 и U .
I1
U
M
R
L
I2
L
КР3
Цепь синусоидального тока находится в
состоянии резонанса.
U  100 В. R1  XL  80 Ом, R2  0,5R1.
Найти величину XС и токи ветвей.
R
R1
R2
L
C
U
26
Билет 19
U  100 В. R2  40 Ом, XL1  XL2  50
Ом, XМ  XС  10 Ом.
Сделать развязку индуктивных связей
и рассчитать токи ветвей.
I2 L2
C
I
I1
U
L
M
R
Билет 20
R  30 Ом, XL  40 Ом, XМ  20 Ом.
M
R
L
КР3
Активная мощность цепи Р  30 3 Вт.
R  10 3 Ом, XL  10 Ом.
L
U
Рассчитать комплексное входное сопротивление цепи. Построить (качественно) векторные диаграммы тока и
напряжения.
Билет 21
U 100 В; Ik  j1 А. R  30 Ом,
XС  80 Ом, XL  50 Ом, XМ  10 Ом.
Рассчитать токи ветвей.
C
U
L
M
C
U
R2
L1
U
Таблица 3.1 (продолжение)
КР3
Цепь синусоидального тока находится в
состоянии резонанса.
U  60 В; Р  200 Вт. XС 15 Ом.
Найти величины R, XL и токи ветвей.
C
L
R
Рассчитать величину ХС для случая
резонанса и построить векторные диаграммы тока и напряжения. Найти U.
КР3
Цепь синусоидального тока находится в
состоянии резонанса. Добротность цепи Q  3 . Ток IRL  10 А.
Найти токи в ветвях.
I RL
L
Ik
C
U
R
27
L
R
Билет 22
I2  1 А. R  80 Ом, X L1  60 Ом,
XL2  15 Ом, kc  0,5. Рассчитать токи
ветвей и напряжение U .
L1
U
M
Таблица 3.1 (окончание)
КР3
Цепь синусоидального тока находится в
состоянии резонанса.
Р  30 Вт, R  10 Ом, XС  10 3 Ом.
Найти токи в ветвях.
L2
U
I2
R
C
L
R
Билет 23
КР3
I2  1 А. R  15 Ом, X L1  60 Ом, XL2  Цепь синусоидального тока находится в
15 Ом, k c  0,5. Рассчитать токи ветвей состоянии резонанса.
Напряжение U  100 В, добротность
и напряжение U .
цепи Q  3 .
M
Найти URL.
U
L2
L1
R
R
I2
Билет 24
I2  8 А. R  5 Ом, XС  20 Ом,
XL1  60 Ом, XL2  15 Ом, XМ  20 Ом.
Рассчитать токи ветвей и напряжение
U .
U
L
U RL
C
КР3
Активная мощность цепи Р  30 3 Вт.
R  10 3 Ом, XС  10 Ом.
R
M
U
U
L1
C
L2
I
R
I2
L
C
Рассчитать величину ХL для случая
резонанса. Построить векторные диаграммы тока и напряжения.
Найти U и I.
28
4. Семестровое задание №1
Расчет разветвленных цепей постоянного тока
Постановка задачи
Необходимо решить задачу расчета токов во всех ветвях электрической цепи
постоянного тока. Вариант задается кодом из двух цифр. По первой цифре выбирается схема (рис. 4.1, 4.2). По второй – данные из таблицы 4.1.
Содержание задания
Задание состоит из двух частей.
В первой части задания рассчитываются токи ветвей методом узловых напряжений. Для этого необходимо:
 нарисовать заданную вариантом схему электрической цепи. Указать положительные направления токов ветвей;
 записать каноническую форму уравнений метода и определить коэффициенты этой формы;
 рассчитать узловые напряжения;
 рассчитать токи ветвей;
 записать уравнения баланса мощностей и проверить выполнение баланса.
Во второй части задания методом эквивалентного генератора рассчитывается
ток I 5 в резисторе R5 . Для этого необходимо:
 нарисовать схему электрической цепи для расчета напряжение холостого
хода U 0 на разомкнутой ветви;
 рассчитать напряжение холостого хода U 0 (при расчете рекомендуется использовать метод эквивалентных преобразований активных двухполюсников);
 нарисовать схему электрической цепи для определения внутреннего сопротивление эквивалентного генератора и рассчитать его величину;
 рассчитать ток I 5 ;
 рассчитать зависимость мощности Р5, рассеиваемой в резисторе R5, от величины R5. Результаты расчета представить в таблице;
 построить график зависимости Р5 (R5).
29
R1
0
R1
E1
E2
J1
R4
R2
1
R2
R3
R4
R3
R7
R6
J6
R5
R1
E7
E7
R1
E1
2
J3
J5
R5
R4
R2
R7
R6
J3
E2
R4
E5
J1
E3
R6
R7
R4
J4
E7
5
R2
R6
J7
R1
R3
R5
R7
E6
4
R3
E4
R6
R5
E4
E5
R1
R3
R4
E7
R2
3
J2
R3
R7
J7
E6
R2
E1
R6
E5
J7
E6
J6
R5
E7
Рис. 4.1
30
E4
R5
R7
E5
J7
R1
R1
6
7
E2
R2
R3
R2
R4
J6
E2
J4
R3
R4
J6
R7
R6
R7
R6
R5
R5
J7
E6
E7
E6
E5
R1
R1
E1
8
R3
9
R2
J4
R2
E7
R3
R4
J5
E3
R5
E7
J6
R6
R6
R4
R5
R7
E5
E6
Рис. 4.2
31
E6
R7
Таблица 4.1
2-я цифра
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
R1, Ом
75
50
81
110
47
43
30
56
68
R2, Ом
30
56
68
81
110
47
75
50
81
R3, Ом
81
110
47
43
75
50
130
120
33
R4, Ом
50
130
120
81
110
47
43
75
30
R5, Ом
81
110
47
43
75
30
56
68
81
R6, Ом
110
47
43
75
130
120
36
82
56
R7, Ом
36
50
130
120
110
47
43
75
100
Е1, В
180
120
150
240
300
100
50
25
80
Е2, В
50
250
180
120
150
240
180
120
70
Е3, В
200
180
120
70
80
120
150
240
30
Е4, В
150
240
300
100
50
80
250
120
70
Е5, В
80
250
120
150
240
30
100
50
90
Е6, В
70
150
240
300
150
240
300
100
50
Е7, В
210
300
100
50
90
80
120
150
25
J1, А
1,0
0,8
0,12
0,5
1,1
0,7
0,8
0,9
0,4
J2, А
1,1
0,4
0,9
0,8
1,2
0,5
0,7
0,7
0,9
J3, А
0,9
1,1
0,4
1,0
0,5
0,7
1,5
0,8
1,0
J4, А
0,8
1,2
0,7
1,1
0,4
0,9
0,5
0,4
0,5
J5, А
1,2
0,7
0,8
0,8
0,9
1,2
0,4
1,0
0,7
J6, А
0,6
0,6
0,5
0,7
0,5
0,6
0,6
0,4
0,8
J7, А
0,7
0,8
0,9
0,2
0,8
0,7
0,5
0,6
1,2
Внимание. Из табл. 4.1 необходимо брать только значения параметров элементов схем заданного варианта. Так, если задан вариант 41, то выбирается схема 4
(рис. 4.1), а из таблицы 4.1 – данные столбца 1: источники Е2  50 В; Е5  80 В;
Е7  210 В; J1  1,0 А; J3  0,9 А и резисторы R1 – R7.
32
5. Семестровое задание № 2
Расчет установившегося режима цепи синусоидального тока
Цель работы
Закрепление навыков расчета символическим методом установившегося режима цепи синусоидального тока.
Содержание работы
Семестровая работа состоит из двух задач. Вариант задается двумя цифрами. По первой цифре выбирается номер схемы замещения для 1-й задачи
(рис. 5.1 или 5,2); для 2-ой задачи (рис. 5.3). По второй – значения параметров
из таблицы 5.1 для 1-й задачи, из таблицы 5.2 для 2-й задачи.
В первой из задач для заданной вариантом схемы замещения электрической цепи (рис. 5.1 или 5,2) с известными из таблицы 5.1 параметрами требуется:
1. Методом преобразования пассивных двухполюсников рассчитать комплексные действующие значения токов и напряжений на всех элементах схемы;
2. Записать выражения мгновенных значений токов во всех ветвях;
3. Составить баланс активных и реактивных мощностей;
4. Построить топографическую диаграмму напряжений и векторную диаграмму
токов.
RК
u
3
2
C
1
C
C
u
R
5
RК
RК
4
LК
u
u
LК
R
RК
u
R
6
LК
0,1 R
R
u
C
R
C
0,1 R
RК
33
LК
RК
LК
R
C
Рис. 5.1
LК
7
0,1 R
LК
C
8
LК
R
C
u
9
RК
R
u
LК
LК
0,1 R
LК
0
C
C
u
RК
RК
0,1 R
u
2 LK
RК
R
Рис. 5.2
Таблица 5.1
№ вар-та
U, B
f, Гц
R, Ом
RK, Ом
LК , мГн
С, мкФ
1
100
500
80
30
9
5,0
2
110
500
120
40
7
6,0
3
120
500
90
50
10
8,0
4
130
1000
75
22
5
3,0
5
140
1000
100
25
4
2,5
6
150
1000
110
20
8
2,0
7
75
1500
60
25
3
2,6
8
200
1500
75
20
6
1,8
9
220
1500
90
20
7
3,3
0
180
2000
130
20
5
2,7
Во второй задаче схемы замещения (рис. 5.3) разветвленных цепей синусоидального тока содержат источники э. д. с. E 100 B, тока Ik  j1 А и нагрузку Z  60  j 40 Ом. Параметры управления ,, R, g зависимых источников,
полные сопротивления Z и углы сдвига фаз комплексных сопротивлений
Z 1; Z 2 ; Z 3 участков цепи приведены в таблице 5.2.
34
Z1
1
I
2
Z2
Z3
Z1
Z2
Z
Ik
U 1
U 1
E
RI
gU 3
Z
Z1
3
Z2
E
Z
U 3
I1
Z2
Z
Ik
8
Z3
Z2
U 1
I
I
9
Ik
Z1
Z3
Z
E
I1
Z
Z
Z1
U 1
Z2
gU 1
Z2
E
I1
Z
6
U 1
7
Z1
Z
Z2
Z1
I1
Z1
U 2
Z3
5
Ik
U 2
E
Z1
4
Z3
I
E
Z
RI
Z2
Рис. 5.3
35
Z1
Z2
0
Z
Таблица 5.2
№
вар-та
Z1
Ом
1
град.
Z2
Ом
2
град.
Z3
Ом
3
град.
R
Ом
g
Ом–1


1
51
0
75
– 90
68
15
30
0,03
0,4
2
2
75
90
20
0
47
20
30
0,04
0,8
3
3
68
0
25
90
51
– 20
25
0,04
0,6
2,5
4
47
90
51
0
33
30
27
0,03
0,75
2,7
5
63
– 90
47
0
43
40
20
0,04
0,65
1,9
6
56
0
43
90
68
– 60
24
0,03
0,71
1,5
7
51
0
63
– 90
51
35
27
0,03
0,9
1,6
8
56
– 90
27
0
36
25
30
0,04
0,79
1,75
9
36
0
56
90
47
– 30
24
0,03
0,9
2
0
43
0
22
– 90
81
30
33
0,03
0,84
2,2
При выполнении 2-ой задачи необходимо нарисовать схему замещения
электрической цепи с учетом конкретного содержания заданных вариантом
комплексных сопротивлений ветвей. Например, если Z 3  30  j 40 Ом, то на
схеме электрической цепи следует нарисовать последовательно включенные
резистор R3  30 Ом и емкость с реактивным сопротивлением X 3  40 Ом.
Для каждой цепи необходимо:
1. Рассчитать комплексные действующие значения токов ветвей и напряжений
на всех участках. Результаты расчета представить в таблице.
2. Для проверки правильности расчета составить баланс мощностей.
36
6. Вопросы билетов к экзамену
по курсу «Основы электротехники»
1. Основные векторные и скалярные величины, характеризующие электрическое поле.
2. Электрическое напряжение и электрический ток. Принцип непрерывности
тока. Ток проводимости. Закон Ома.
3. Электрическая цепь и её активные и пассивные элементы. Основные топологические определения. Законы Кирхгофа.
4. Идеальнее источники напряжения и тока. Внешняя характеристика реального
источника. Эквивалентные преобразования источников.
5. Идеальные пассивные элементы R, L, C линейной электрической цепи.
Уравнения связи между мгновенными значениями напряжений и токов на
этих элементах.
6. Метод уравнений Кирхгофа при расчете цепи постоянного тока.
7. Принцип наложения и метод наложения при расчете линейной цепи постоянного тока.
8. Теорема и метод эквивалентного генератора. Передача энергии от активного
двухполюсника к нагрузке.
9. Вывод уравнений метода узловых напряжений (на примере разветвленной
цепи постоянного тока). Каноническая форма уравнений метода.
10. Вывод уравнений метода контурных токов (на примере разветвленной цепи
постоянного тока). Каноническая форма уравнений метода.
11. Особенности применения методов контурных токов и узловых напряжений
при наличии в цепи идеальных источников.
12. Зависимые источники. Привести примеры расчета цепи постоянного тока с
зависимыми источниками тока.
13. Зависимые источники. Привести примеры расчета цепи постоянного тока с
зависимыми источниками напряжение.
14. Обобщенная ветвь и ее граф. Топологические матрицы обобщенной ветви.
Матрица инциденций и главных контуров. Топологические методы формирования уравнений узлового и контурного анализа.
15. Синусоидальные э. д. с., напряжения и токи. Основные определения. Активное сопротивление, индуктивность и емкость в цепи синусоидального тока. Векторные диаграммы напряжения и тока.
16. Установившийся синусоидальный ток в цепи с последовательным соединением участков R, L, C. Векторная диаграмма напряжений. Треугольник сопротивлений.
17. Установившийся синусоидальный ток в цепи с параллельным соединением
участков G, L, C. Векторная диаграмма токов. Треугольник проводимостей.
18. Активные и реактивные составляющие напряжения и тока. Активные, реактивные и полные сопротивления и проводимости пассивных двухполюсников.
37
19. Активная, реактивная и полная мощности в цепи синусоидального тока. Основные формулы расчета.
20. Комплексный (символический) метод расчета цепи синусоидального тока.
Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Комплексное сопротивление
и проводимость. Преобразование в цепи синусоидального тока нескольких
параллельных ветвей с источниками в одну эквивалентную ветвь.
21. Комплексы мгновенных, амплитудных и действующих значений синусоидальных функций времени. Комплексные изображения производной и интеграла синусоидальных функций времени. Суть комплексного (символического) метода.
22. Расчет разветвленной цепи синусоидального тока комплексным методом.
23. Расчет мощности по комплексным напряжениям и токам.
24. Применение методов контурных токов и узловых напряжений для расчета
разветвленных цепей синусоидального тока.
25. Топографическая диаграмма напряжений. Привести примеры качественного
построения.
26. Индуктивно связанные элементы. Э. д. с. и потокосцепление самоиндукции
и взаимоиндукции. Понятие об одноименных зажимах и использование этого
понятия при записи уравнений индуктивно связанных элементов.
27. Последовательное соединение индуктивно связанных элементов в цепи синусоидального тока.
28. Параллельное соединение индуктивно связанных элементов в цепи синусоидального тока. Развязка индуктивных связей.
29. Расчет разветвленных цепей синусоидального тока методов контурных токов при наличии индуктивно связанных элементов.
30. Резонанс в линейной электрической цепи. Условия резонанса.
31. Резонансные явления и частотные характеристики в электрической цепи с
последовательно соединенными элементами R, L, C. Условия резонанса.
32. Зависимости действующих значений тока и напряжения (резонансные характеристики) в цепи с последовательным соединением участков R, L, C.
33. Резонансные явления и частотные характеристики в электрической цепи с
параллельно соединенными элементами R, L, C. Условия резонанса. Полоса
пропускания и добротность резонансного контура.
34. Резонансные явления и частотные характеристики в электрической цепи с
параллельно соединенными элементами R, L, C. Условия резонанса. Полоса
пропускания и добротность резонансного контура
38