1 - Линейные цепи постоянного тока (Семинары с официального сайта ФН-7)

Методическое указание по решению задач на тему "Линейные цепи постоянного тока". Представленный учебно-методический материал предназначен для преподавателей при проведении семинарских занятий для студентов машиностроительных специальностей, изучающих дисциплину «Электротехника и электроника». Этот материал может быть использован также студентами при самостоятельном изучении данной дисциплины. Задачи построены по принципу: условие задачи — ответы — методические указания.

Часть задач предназначена для самостоятельного решения студентами, что может послужить проверкой эффективности усвоения пройденного материала. Качество решаемых задач определяется преподавателем, который может использовать и другие задачи по своему усмотрению. епи постоянного тока ЗадаЧа 1. ОПрЕдЕЛИтЬ ЭКВИВаЛЕНтНОЕ СОПрОтИВЛЕНИЕ ВСЕЙ ЦЕПИ й,к, Прн дВуХ ПОЛОжЕНИяХ выключателя 5.

Ответ: 5выкл Явкв = 2й Явкв = К 5вкл Метр ические казания. 1. Дать определение последовательного и параллельного соединения элементов и записать формулы нахождения их эквивалентных сопротивлений. 2. Обратить внимание на случай параллельного соединения нескольких одинаковых сопротивлений. заддцд2.

о р д ц,„. дц р дц ОтВЕт: 5„,„,; й„,=4.5Ом 5вкл: йццв = 4.5 Ом й=3Ом Метр ические казания. Задача 3. Определить эквивалентное сопротивление й„, всей цепи, если й = 7 Ом Отевт: йэкв = 8 Ом 1. Привести формулы эквивалентного преобразования треугольника сопротивлений в звезду. 2. Указать условие баланса электрического моста. Метр ические казания. Проставив потенциалы точек «а» и «Ь» по всей схеме обнаружим, что семь резисторов соединены параллельно, т.к.

на каждом из них будет одно и тоже напряжение 0,ь. ЗаДаЧа 4. Как изменятся показания приборов при перемещении движка переменного резистора Кз вверх? ( Приборы считать идеальными). Ответ: А« — уменьшится, А1 — не изменится, А2 — уменьшится, Чт — не изменится, Ч1 — увеличится. Метр ические казания. 1.

Находим ответ на вопрос — что будет с К„, всей схемы. 2. Далее задача решается с использованием законов Ома и Кирхгофа. ЗадаЧа 5. Определить показания всех приборов при двух положениях выключателя 5. ( Приборы считать идеальными). 0 = 150 В, К=30 Ом Ответ: Студенты должны решить задачу самостоятельно. Метр ические казания. См. методические указания к задаче 3. 5выкл: 5вкл А1=0, Аз=Аз=5А, Ч=150В А1=5А, А =10А, А =15А,ч=150в ЗадаЧа 6.

Определить показания всех приборов при двух положениях выключателя 5. ( Приборы считать идеальными). 0 =60 В, К=ЗОм Ответ: 5„,„,: А= 5А, УУ= 900Вт,у=ЗОВ 5„,: А= 20 А, УУ = 1800 Вт, Ч= 0 В. МЕтр ИЧЕСКИЕ КаЗаиця. См. методические указания к задаче 3. 1. Находимо рассказать о ваттметре и записать формулу, которой отвечает показание ваттметра. 2. Далее студенты решают задачу самостоятельно, используя знания, полученные при решении предыдущих задач. ЗадаЧа 7.

Определить показания амперметра при двух положениях выключателя 5. ~ Приборы считать идеальными). 0 = 180 В, В=ВО Ом Ответ: 5вынл: Я= 0 А 5„,: А=2А. ййето ические казания. 1. Обьяснить свойства нелинейного элемента тУО. 2. При 5„,„, мысленно разрывается диагональ моста и определяется полярность напряжения на диоде, после чего делается вывод о его состоянии.

Е1 = 130 В, Ез= 20 В, Рш = 0,5 Ом Коз=1,50м, Й=200м. Ответ Х Рист = Х Рпотр (650 Вт = 650Вт) Ч1 — — 127,5 В, Чз — — 27,5 В Метр ические казания. 1. Находится действительное направление и значение тока в цепи яо 2-му закону Ки рхгофа. 3. Составляется уравнение баланса мощностей в общем виде и заоисывается для нашей цепи. Задача 8.

Составить уравнение баланса мощностей для данной цепи и определить показания вольтметров. Задача 9. Определить показания всех приборов. ( Задачу решить с использованием метода контурных токов ). От=150В, 0~=180В, Кт=Кз=Кз=100м Ответ: А1=4А, Аз=7А, Ч=110В Метр ические казания. 1. Показать преимущества данного метода по сравнению с непосредственным использованием законов Кирхгофа. ЗаДача 10. Определить ток в резисторе К6 методом эквивалентного генератора (активного двухполюсника). йг=10м, К2=йз=йз=бОм, К4=40м, К6=20м Е = 20 В, Ответ: 0,4 А Метр ические казания.

Показать, что данный метод может быть использован при графоаналитическом расчете нелинейных цепей, когда резистор В6 является нелинейным элементом. Решение всех последующих задач базируется на знаниях, полученных студентами при решении предыдущих задач. Задачи могут использоваться преподавателями по своему усмотрению, например, для защиты домашних заданий, при проведении контрольных работ и т.п. ЗаДача 11.

Определить токи во всех ветвях цепи и составить уравнение баланса мощностей. 102 02 = бО В, 02 = 90 В, В = б Ом Ответ: 1,=10А,12=10А,102=20А,14=15А,12=15А,102=30А Х Рист= 2, Рпотр 13900 Вт= 3900Вт) Метр ические казания. Несмотря на кажущуюся громоздкость, задача решается довольно просто, если использовать следующую последовательность нахождения токов 11 +13 +102 +14 +12 +102 +10 ° Задача 12.

Определить токи во всех ветвях цепи. Е2 = 50 В, Е2 = 100 В, Ез = 150 В, К2 = К2 = Кз = 10 Ом ОтВЕт: 1,=-15А,12— - -5А,1з=20А,1х=35А,1з=10А,1б— - 25А Метр ические казания. 1. Сначала находятся токи 1ь(з и 1з по 2-му закону Кирхгофа (устно). 2. Далее определяются токи 1х, 15 и 1с по 1-му закону Кирхгофа (устно). ЗаДаЧа 13. Определить показания ваттметра. 0=10ОВ, В=ЗООм ОтвЕт: уу=1000 Вт Метр ические казания. Сначала необходимо определить состояние диодов, используя методику решения задачи 3.

ЗадаЧа 14. Определить показания всех приборов. 0 = 100 В, В=БООм ОТВЕТ: А~= Б,ББ А, Рт= З,ЗЗ А, Ч= 20 В, Чу=1000 Вт Метр ические казания. 1. Сначала необходимо определить состояние диода ЧО. 2. Диод ЧО будет закрыт, т.к. на нем будет обратное напряжение ( потенциал анода самый отрицательный в схеме). Задача 15. Определить показания всех приборов. От= б0 В, 0~= 120 В, К=БОм Отеет: уу1= 300 Вт, уу2= 3000 Вт, Чг= Ч~ =90 В Метр ические казания. Токи через горизонтальные резисторы одинаковые и они находятся по 2-му закону Кирхгофа для внешнего контура.

.