Методичка для П,Т-3 (КР№2)



 

ГОМЕЛЬСКИЙ КОЛЛЕДЖ – ФИЛИАЛ УЧРЕЖДЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

 

Обсуждено и одобрено

УТВЕРЖДАЮ

на заседании цикловой комиссии

Заместитель директора по УР

«Общетехнические дисциплины
и электроснабжение»

___________________Е.В. Удодова

Протокол №__от_____2015 г.

«____»_______________2015 г.

Председатель ЦК____________ В.А. Сазонов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

 

Методические рекомендации по изучению учебной дисциплины, задания для домашней контрольной работы №2 и рекомендации по их выполнению для учащихся заочной формы обучения I курса групп П-1, Т-1

Специальность

2-37 02 35 «Техническая эксплуатация и ремонт подвижного состава железнодорожного транспорта» (по направлениям)

Направление специальности:

2-37 02 35 01 «Техническая эксплуатация и ремонт подвижного состава железнодорожного транспорта (производственная деятельность)

 

Специализации:

2-37 02 35 01-01Техническая эксплуатация и ремонт тягового подвижного состава

2-37 02 35 01-02Техническая эксплуатация и ремонт вагонов и рефрижераторного подвижного состава

 

 

 

 

 

 

 

2015

Разработал: Сазонов Владимир Александрович, преподаватель спецдисциплин Гомельского колледжа – филиала учреждения образования «Белорусский государственный университет транспорта»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработано на основе типовой учебной программы дисциплины «Теоретические основы электротехники», утвержденной зам. начальника Белорусской железной дороги 03.06.11

 

 

Содержание

Содержание   3

Пояснительная записка   4

Примерный тематический план учебного предмета   5

Учебная программа по дисциплине   9

Методические указания по изучению тем программы   21

Методические указания для выполнения контрольной работы   22

Пример 1. Расчет разветвленной цепи переменного тока. Резонанс токов   22

Пример 2. Расчет несинусоидальной цепи   26

Пример 3. Измерение мощности и энергии в однофазной цепи переменного тока   28

Варианты домашней контрольной работы   29

Задания для домашней контрольной работы   30

Задачи 1 — 10. Расчет разветвленной цепи переменного тока. Резонанс токов   30

Задачи 11- 20. Расчет несинусоидальной цепи   31

Задачи 21- 30. Измерение мощности и энергии в однофазной цепи переменного тока   31

Критерии оценки домашней контрольной работы   33

Вопросы для подготовки к экзамену   34

Критерии оценки результатов учебной деятельности.   38

Экзамен по дисциплине «Теоретические основы электротехники»   38

Приложение А – Титульный лист   40

Приложение Б – Условные графические обозначения   41

Перечень рекомендуемой литературы   43

 

Пояснительная записка

Дисциплина «Теоретические основы электротехники» является базовой для изучения дисциплин «Основы электроники и микроэлектроники», «Электрические машины», «Электрооборудование вагонов», «Электрооборудование локомотивов».

Задание для выполнения домашней контрольной работы разработано на основе программного материала и выполняется учащимся после его изучения или в процессе изучения отдельных разделов и тем программы дисциплины.

Выполненную и зачтенную контрольную работу учащийся представляет на экзамен по дисциплине и сдаёт экзаменатору во время проведения экзамена без последующего возврата работы учащемуся.

В результате изучения предмета учащиеся должны знать:

на уровне представления:

основные этапы и перспективы развития отечественной электро-энергетики;

основные способы получения, передачи на расстояние и практическое использование электроэнергии;

способы рационального энергопотребления;

роль электрификации в развитии передовых технологий, автоматизации технологических процессов;

знать на уровне понимания:

основные законы электротехники;

термины и определения электротехники, единицы измерения и обозначения электротехнических величин;

физическую сущность основных электрических и электромагнитных явлений;

цепи постоянного и переменного тока, переходные процессы в электрических цепях, условные графические изображения элементов электрических цепей;

методы и средства измерения электрических и магнитных величин;

закономерности построения и сборки электрических схем;

уметь:

читать схемы, определять назначение элементов, анализировать режим работы электрических цепей;

производить расчеты электрических цепей постоянного и переменного тока;

производить монтаж и демонтаж электрических цепей;

производить простейшие расчеты электрических цепей постоянного и переменного тока;

подбирать по назначению электроизмерительные приборы, выполнять электрические измерения;

выявлять и устранять простейшие неисправности в электрических цепях.

Примерный тематический план учебного предмета

дисциплины «Теоретические основы электротехники»

 

Специальность 2-37 02 35   «Техническое обслуживание и ремонт подвижного состава железнодорожного транспорта» (по направлениям)

 

 

Раздел, тема

Количество учебных часов

Самостоятельная работа учащегося

Всего

В том числе

Для дневной формы обучения

Для заочной формы обучения

на обзорные занятия

на лабораторные работы

Введение

2

1

1

 

1

Раздел 1 Электрическое поле

4

1

1

 

3

0.1 Характеристика электрического поля.

2

 

 

 

2

0.2 Электрическая емкость. Конденсаторы.

2

1

1

 

1

Раздел 2 Электрические цепи постоянного тока

40

10

4

6

30

1.1 Основные понятия и определения цепи постоянного тока.

Техника безопасности при эксплуатации электроустановок.

8

2

 

2

6

2.2 Расчёт электрических цепей постоянного тока.

14

4

2

2

10

1.3 Неразветвленная электрическая цепь с несколькими источниками.

4

 

 

 

4

1.4 Тепловое действие электрического тока.

4

 

 

 

4

1.5 Сложные электрические цепи.

10

4

2

2

6

Раздел 3 Магнитное поле и магнитная цепь

18

4

4

 

14

2.1 Характеристика магнитного поля

2

 

 

 

2

2.2 Ферромагнетизм. Магнитные цепи

8

2

2

 

6

2.3 Электромагнитная индукция

4

2

2

 

2

2.4 Переходные процессы в электрических цепях постоянного тока.

4

 

 

 

4

Раздел 4 Электрические цепи переменного тока

56

18

12

6

38

3.1 Электрические цепи переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью, емкостью.

2

2

2

 

 

3.2 Неразветвленные электрические цепи переменного тока.

8

2

2

 

6

3.3 Разветвленные электрические цепи переменного тока.

8

2

2

 

6

3.4 Резонанс в электрических цепях.

6

2

 

2

4

3.5 Коэффициент мощности.

2

 

 

 

2

3.6 Измерение мощности и энергии в однофазных электрических цепях переменного тока.

4

 

 

 

4

3.7 Расчет электрических цепей переменного тока символическим методом.

6

2

2

 

4

3.8 Трехфазные электрические цепи.

12

6

2

4

6

3.9 Измерение мощности и энергии в трехфазных электрических цепях.

2

 

 

 

2

3.10 Цепи периодического несинусоидального тока

4

2

2

 

2

3.11 Катушка с ферромагнитным сердечником в цепи переменного тока.

2

 

 

 

2

Курсовая работа

 

20

 

 

 

Итого

140

54

22

12

86

 

 

 

Учебная программа по дисциплине

 

Цели изучения темы

Содержание

Результат

 

Познакомить с целями и задачами дисциплины, её значением в подготовке техников-электромехаников.

Сформировать понятие о свойствах электрической энергии, области её применения, перспективах развития энергетического комплекса Республики Беларусь.

Введение

Содержание предмета, его значение в подготовке техников-электромехаников. Электрическая энергия, её свойства и область применения.

Значение электрической энергии для экономики Республики Беларусь. Перспективы развития энергетики.

 

 

Высказывает общее суждение о содержании и значении и дисциплины.

Объясняет физическую сущность электрической энергии, её свойства, область применения.

Излагает перспективы развития энергетического комплекса Республики Беларусь.

Раздел 1 Электрическое поле

 

 

1.1 Характеристика электрического поля

 

 

Сформировать знание о законе Кулона, его применении для расчёта электрического поля и точечных зарядов.

Дать понятие о теореме Гаусса и его применении для расчёта напряженности электрического поля заряженной пластиной и плоского конденсатора.

Дать понятие о явлениях, протекающих в проводниках и диэлектриках, помещенных в электрическое поле.

Закон Кулона. Электрическое поле одного и нескольких точечных зарядов. Теорема Гаусса. Электрическое поле плоского конденсатора. Связь между напряженностью однородного электрического поля и разностью потенциалов. Проводники в электрическом поле. Электростатическая индукция. Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектрика. Электрическая прочность диэлектрика.

 

Формулирует закон Кулона. Объясняет его применение для расчета электрического поля точечных зарядов.

Формулирует терему Гаусса. Излагает порядок расчета напряженности электрического поля, заряженной пластины и плоского конденсатора.

Описывает явления, протекающие в проводниках и диэлектриках, помещенных в электрическое поле.

 

1.2 Электрическая емкость. Конденсаторы

 

 

Сформировать знания об электрической емкости конденсатора и энергии заряженного конденсатора.

Сформировать знания о способах соединения конденсаторов, порядке расчета цепей при сочетании последовательного и параллельного соединения конденсаторов.

 

 

Электрическая ёмкость конденсатора. Энергия заряженного конденсатора. Последовательное, параллельное и смешанное соединение конденсаторов.

 

Характеризует электрическую емкость конденсатора и энергию заряженного конденсатора.

Объясняет способы соединения конденсаторов и порядок расчёта цепей при сочетании последовательного и параллельного соединения конденсаторов.

Цели изучения темы

Содержание

Результат

 

Раздел 2 Электрические цепи постоянного тока

 

 

2.1 Основные понятия и определения цепи

постоянного тока

 

Сформировать знания об электрическом токе проводимости, электронной теории строения металлов.

Дать понятие об удельной электрической проводимости, удельном электрическом сопротивлении, сформировать знания об их зависимости от материала, размеров, температуры.

Сформировать знания о явлении сверхпроводимости.

Сформировать знания о законе Ома для участка цепи, резисторах и их вольтамперных характеристиках.

Сформировать понятие об электрической цепи и её основных элементах, электродвижущей силе.

Сформировать знания о порядке расчёта мощности источника электрической энергии.

Сформировать знания об элементах управления и защиты в электрических цепях. Дать понятие о законе Ома для замкнутой электрической цепи, балансе мощностей в электрической цепи.

Сформировать знания о режимах работы электрической цепи.

Сформировать знания о классификации схем электрических цепей.

 

Электрический ток проводимости, его величина, направление и плотность. Электронная теория строения металлов.

Удельная электрическая проводимость и удельное электрическое сопротивление. Электрическое сопротивление. Зависимость сопротивления от материала, размеров, температуры.

Явление сверхпроводимости. Закон Ома для участка цепи. Резисторы и их вольтамперные характеристики. Электрическая цепь и её основные элементы. Электродвижущая сила (ЭДС). Источники электрической энергии. Мощность источника и приёмника электрической энергии.

Элементы управления и защиты в электрических цепях.

Закон Ома для замкнутой электрической цепи. Баланс мощностей в электрической цепи.

Режимы работы электрической цепи (номинальный, рабочий, холостого хода и короткого замыкания).

Схемы электрических цепей: принципиальная, монтажная, расчётная.

Схемы замещения источников ЭДС и тока, приёмников электрической энергии. Идеальные источники ЭДС и тока. Пассивные и активные элементы электрических цепей.

 

Раскрывает понятие «электрический ток проводимости», объясняет электронную теорию строения металлов.

Трактует понятия «удельная электрическая проводимость», «удельное электрическое сопротивление» и устанавливает их зависимость от материала, размеров, температуры.

Характеризует явление сверхпроводимости.

Трактует закон Ома для участка цепи. Классифицирует резисторы и их вольтамперные характеристики.

Описывает электрическую цепь и её элементы. Раскрывает суть электродвижущей силы. Изучает порядок расчёта мощности источника электрической энергии.

Описывает элементы управления и защиты в электрических цепях.

Объясняет закон Ома для замкнутой электрической цепи, баланс мощностей для электрической цепи.

Характеризует режимы работы электрической цепи.

Классифицирует схемы электрических цепей.

 

Научить исследовать и анализировать закон Ома для участка и полной электрической цепи.

Лабораторная работа № 1

Исследование закона Ома для участка и полной электрической цепи.

 

 

Анализирует закон Ома по экспериментально полученным результатам.

Цели изучения темы

Содержание

Результат

 

Научить составлять баланс мощностей и строить зависимость коэффициента полезного действия от величины нагрузки.

Лабораторная работа № 2

Определение баланса мощностей коэффициента полезного действия цепи постоянного тока.

 

Анализирует построенную зависимость коэффициента полезного действия от величины нагрузки по экспериментально полученным результатам, составляет баланс мощности.

 

 

2.2 Расчёт электрических цепей постоянного тока

 

 

Сформировать понятие о свойствах электрических цепей с последовательным, параллельным и смешанным соединением приемников и источников электрической энергии, расчете параметров электрических цепей.

Последовательное, параллельное и смешанное соединение источников и приемников электрической энергии нелинейной электрической цепи.

Объясняет свойства электрических цепей с последовательным, параллельным и смешанным соединением приемников и источников электрической энергии.

Выполняет расчет параметров электрических цепей.

 

Научить исследовать свойства электрической цепи со смешанным соединением приемников.

Лабораторная работа № 3

Исследование свойств электрической цепи со смешанным соединением приемников.

 

 

Анализирует свойства электрической цепи со смешанным соединением приемников по экспериментально полученным результатам.

 

 

2.3 Неразветвленная электрическая цепь с несколькими источниками   

 

Сформировать понятие о расчете электрических цепей с последовательным соединением источников ЭДС, режимах работы источников.

Определение потенциалов точек электрической цепи. Расчет потенциалов. Построение потенциальной диаграммы. Режимы работы источников электродвижущей силы.

 

 

Выполняет расчет электрических цепей с последовательным соединением источников ЭДС. Определяет режимы работы источников.

 

Научить исследовать свойства электрической цепи с последовательным соединением двух источников.

Лабораторная работа № 4

Исследование свойств электрической цепи с несколькими источниками.

 

 

 

Исследует свойства электрической цепи с последовательным соединением двух источников. Строит потенциальную диаграмму по экспериментально полученным результатам и анализирует её вид.

 

 

Цели изучения темы

Содержание

Результат

 

2.4 Тепловое действие электрического тока

 

 

Сформировать знания о законе Ленца-Джоуля. дать понятие о порядке расчёта сечения проводов по допустимому нагреву.

Дать понятие об устройстве и принципе работы предохранителей.

Дать понятие о порядке расчёта сечения проводов по допустимой потере напряжения и способах увеличения КПД линии электропередачи.

Закон Ленца-Джоуля. Расчет сечения проводов по допустимому нагреву.

Защита проводов от больших токов.

Расчёт сечения проводов по допустимой потере напряжения.

 

Трактует закон Ленца-Джоуля. Излагает порядок расчёта сечения проводов по допустимому нагреву. Объясняет устройство и принцип работы предохранителей.

Излагает порядок расчёта сечения проводов по допустимой потере напряжения. Объясняет способы увеличения КПД линии электропередачи.

 

Научить определять падение напряжения в линии электропередачи экспериментально и расчетом.

Лабораторная работа № 5

Определение падения напряжения в проводах линии электропередачи.

 

Определяет падение напряжения в линии электропередачи расчетом, подтверждает правильность расчета экспериментально.

 

2.5 Сложные электрические цепи

 

 

Научить выполнять расчет сложных электрических цепей методами: узловых и контурных уравнений, контурных токов, узлового напряжения, наложения токов.

Понятие сложной цепи. Первый и второй законы Кирхгофа. Расчет сложных электрических цепей методами: узловых и контурных уравнений, контурных токов, узлового напряжения, наложения токов.

Выполняет расчет сложных электрических цепей методами: узловых и контурных уравнений, контурных токов, узлового напряжения, наложения токов.

 

Научить проверять выполнение первого и второго законов Кирхгофа для сложной электрической цепи.

Лабораторная работа № 6

Проверка законов Кирхгофа.

 

 

Проверяет выполнение первого и второго законов Кирхгофа для сложной электрической цепи путем сравнения расчетных и экспериментальных результатов.

 

 

Научить проверять расчет сложной цепи методом наложения

Лабораторная работа № 7

Проверка расчета сложной цепи постоянного тока методом наложения токов.

 

 

Проверяет справедливость расчета сложной электрической цепи методом наложения, анализирует расчетные и экспериментальные результаты.

 

Цели изучения темы

Содержание

Результат

 

Научить проверять расчет сложной цепи методом узлового напряжения.

Лабораторная работа № 8

Проверка расчета сложной цепи постоянного тока методом узлового напряжения.

 

Проверяет справедливость расчета сложной электрической цепи методом узлового напряжения, сравнивая расчетные и экспериментальные результаты.

 

Обязательная контрольная работа № 1

 

 

 

Раздел 3 Магнитное поле и магнитная цепь

 

 

3.1 Характеристика магнитного поля

 

Дать понятие о магнитном поле и его основных характеристиках, законе Ампера, формуле Био-Савара и их применении для расчёта магнитного поля в простейших случаях.

Дать понятие о намагничивающей силе вдоль контура, полном токе контура, порядке определения магнитной индукции в симметричных магнитных полях.

Дать понятие о работе при перемещении контура с током в магнитном поле, о магнитном токе, магнитном потокосцеплении, собственном магнитном потокосцеплении катушки.

Дать понятие об индуктивности, о порядке определения индуктивности кольцевой и цилиндрической катушек.

Дать понятие «взаимное потокосцепление», «взаимная индуктивность», «энергия магнитного поля».

Магнитное поле как вид материи. Закон Ампера, магнитная постоянная. Магнитная индукция – силовая характеристика магнитного поля.

Формула Био-Савара и её применение для расчёта магнитного поля в кольцевом и прямолинейном проводах с током.

Намагничивающая сила вдоль контура. Полный ток контура.

Вычисление магнитной индукции в симметричных магнитных полях: поле тока прямого провода, цилиндрической катушки, кольцевой катушки.

Работа при перемещении контура с током в магнитном поле.

Магнитный ток, магнитное потокосцепление, собственное магнитное потокосцепление катушки.

Индуктивность. Определение индуктивности кольцевой и цилиндрической катушек.

Взаимное потокосцепление и взаимная индуктивность. Энергия магнитного поля.

 

Раскрывает суть магнитного поля, объясняет его основные характеристики. Излагает закон Ампера и формулу Био-Савара для расчёта магнитного поля в простейших случаях.

Раскрывает суть намагничивающей силы вдоль контура, полного тока контура. Объясняет порядок определения магнитной индукции в симметричных магнитных полях.

Объясняет работу магнитного поля при перемещении контура с током в нём.

Объясняет суть магнитного тока, магнитного потокосцепления катушки.

Раскрывает суть индуктивности. Объясняет порядок определения индуктивности кольцевой и цилиндрической катушек.

Формулирует понятия: «взаимное потокосцепление», «взаимная индуктивность», «энергия магнитного поля».

 

 

3.2 Ферромагнетизм. Магнитные цепи

 

 

Сформировать понятие о ферромагнетизме, законах магнитных цепей и методике их расчета.

Магнитные свойства материалов. Намагничивание ферромагнитных материалов. Законы Ома и Кирхгофа для магнитных цепей. Электромагниты.

Объясняет явление ферромагнетизма, формулирует законы магнитных цепей. Выполняет расчет магнитных цепей.

Цели изучения темы

Содержание

Результат

 

3.3 Электромагнитная индукция

 

 

Дать понятие о явлении электромагнитной индукции, законе электромагнитной индукции, правиле (законе) Ленца.

Сформировать знание о порядке расчёта ЭДС, индуктируемой в проводнике, движущемся в магнитном поле. Раскрыть сущность электромагнитной индукции. Дать понятие об ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции, вихревых токах, их использовании и способах ограничения.

Сформировать представление об использовании электромагнитной индукции. Сформировать знания о принципе действия генератора, принципе работы электродвигателя.

 

Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило (закон) Ленца.

Выражение ЭДС, индуктируемой в проводнике, движущемся в магнитном поле, правило правой руки. Сущность электромагнитной индукции. ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции. Вихревые токи, их использование и способы ограничения.

Использование электромагнитной индукции: преобразование механической энергии в электрическую (принцип действия генератора), преобразование электрической энергии в механическую (принцип работы электродвигателя)

 

Раскрывает суть явления электромагнитной индукции, законе электромагнитной индукции, правила (закона) Ленца.

Излагает порядок расчета ЭДС, индуктируемой в проводнике, движущемся в магнитном поле.

Раскрывает сущность электромагнитной индукции. Характеризует ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции, вихревые токи, их использование и способы ограничения.

Высказывает общее суждение об использовании электромагнитной индукции. Объясняет принцип действия генератора, принцип работы электродвигателя.

 

 

 

Раздел 4 Электрические цепи переменного тока

 

 

4.1 Электрическое цепи переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью, емкостью

 

Сформировать понятие об энергетических процессах, протекающих в электрических цепях переменного тока с активным сопротивлением, с индуктивностью, с емкостью и величинах, характеризующих эти процессы.

Получение синусоидальной ЭДС. Уравнения и графики синусоидальных величин. Характеристики синусоидальных величин. Цепь с активным сопротивлением, цепь с индуктивностью, цепь с емкостью. Энергетические процессы в этих цепях. Активная мощность. Реактивная мощность. Активное, индуктивное, емкостное сопротивления. Векторные и временные диаграммы.

 

 

Объясняет физический смысл энергетических процессов, протекающих в электрических цепях переменного тока с активным сопротивлением, с индуктивностью, с емкостью. Характеризует электрические параметры этих цепей.

 

Цели изучения темы

Содержание

Результат

 

4.2 Неразветвленные электрические цепи переменного тока

 

 

Сформировать понятие о свойствах неразветвленных электрических цепей переменного тока и методике их расчета с помощью векторных диаграмм.

Цепи с активным сопротивлением и индуктивностью, с активным сопротивлением и емкостью, с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью. Общий случай неразветвленной цепи.

Перечисляет свойства неразветвленных электрических цепей переменного тока. Выполняет расчет неразветвленных цепей с помощью векторных диаграмм.

 

 

Научить исследовать свойства электрической цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и индуктивности.

 

Лабораторная работа № 9

Исследование электрической цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и индуктивности.

 

 

 

 

Исследует и анализирует свойства электрической цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и индуктивности по полученным экспериментально числовым значениям и построенным векторным диаграммам.

 

 

Научить исследовать свойства электрической цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и конденсатора.

Лабораторная работа № 10

Исследование электрической цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и конденсатора.

 

 

 

 

Исследует и анализирует свойства электрической цепи переменного тока с последовательным соединением активного сопротивления и конденсатора по полученным экспериментально числовым значениям и построенным векторным диаграммам.

 

4.3 Разветвленные электрические цепи переменного тока

 

 

Сформировать понятие о свойствах разветвленных электрических цепей переменного тока и методике их расчета разложением токов на составляющие, методом проводимостей.

Цепи переменного тока с параллельным соединением двух катушек, катушки и конденсатора. Общий случай цепи с параллельными ветвями.

Расчет разветвленных цепей методом разложения токов на составляющие, методом проводимостей.

 

Перечисляет свойства разветвленных цепей переменного тока. Выполняет расчет разветвленных цепей разложением токов на составляющие, методом проводимостей.

Цели изучения темы

Содержание

Результат

 

Научить проводить исследование свойств электрической цепи переменного тока с параллельным соединением катушек индуктивности.

Лабораторная работа № 11

Исследование электрической цепи переменного тока с параллельным соединением двух катушек индуктивности.

 

 

Исследует и анализирует свойства электрической цепи переменного тока с параллельным соединением двух катушек индуктивности по полученным экспериментально числовым значениям и построенным векторным диаграммам.

 

4.4 Резонанс в электрических цепях

 

 

Сформировать представление о процессах в колебательном контуре, состоящем из идеальных катушек и конденсатора, т.е. в контуре без потерь, энергетическом процессе в колебательном контуре. Дать понятие колебательного контура с потерями.

Сформировать знания о резонансе напряжений и токов, об условиях их возникновения и признаках, практическом использовании.

Колебательный контур. Ток и напряжение в колебательном контуре без потерь энергии. Собственная частота колебательного контура, волновое сопротивление. Колебательный контур с потерями энергии.

Резонанс напряжений: условие возникновения и признаки проявления, резонансная частота, частотные характеристики, добротность контура.

Резонанс токов: условие возникновения и признаки проявления, резонансная частота, частотные характеристики, добротность контура.

Практическое использование резонансных явлений.

 

Излагает сущность процессов в колебательном контуре без потерь, энергетический процесс в нём. Характеризует колебательный контур с потерями. Перечисляет условия возникновения резонанса напряжений и токов. Описывает признаки наличия резонанса в электрической цепи. Приводит примеры практического использования резонансных явлений.

 

 

 

Научить получать резонанс напряжений и исследовать свойства электрической цепи переменного тока с последовательным соединением катушки индуктивности и конденсатора.

Лабораторная работа № 12

Исследование электрической цели переменного тока с последовательным соединением катушки индуктивности и конденсатора. Определение резонанса напряжений.

 

 

Получает резонанс напряжений в электрической цепи переменного тока с последовательно соединенными катушкой индуктивности и конденсатором.

Исследует свойства этой цепи и анализирует особенности работы цепи при резонансе по значениям, полученным экспериментально.

 

 

 

Цели изучения темы

Содержание

Результат

 

 

Научить получать резонанс токов и исследовать свойства электрической цепи переменного тока с параллельным соединением катушки индуктивности и конденсатора.

 

Лабораторная работа № 13

Исследование электрической цепи переменного тока с параллельным соединением катушки индуктивности и конденсатора. Определение резонанса токов.

 

 

Получает резонанс токов в электрической цепи переменного тока с параллельно соединенными катушкой индуктивности и конденсатором.

Исследует свойства этой цепи и анализирует особенности её работы при резонансе по значениям, полученным экспериментально.

 

 

4.5 Коэффициент мощности

 

 

Сформировать понятие о значении коэффициента мощности в энергетике, методах его повышения и способах измерения.

Значение коэффициента мощности в энергетике. Методы повышения коэффициента мощности. Измерение коэффициента мощности.

 

Объясняет значение коэффициента мощности в энергетике. Перечисляет методы повышения коэффициента мощности и способы его измерения.

 

 

4.6 Измерение мощности и энергии в однофазных электрических цепях переменного тока

 

 

Сформировать понятие о способах измерения мощности и электрической энергии в однофазных электрических цепях переменного тока.

Измерение активной мощности ваттметром. Измерение электрической энергии счетчиком киловатт-часов.

Объясняет способы измерения мощности и электрической энергии в однофазных электрических цепях переменного тока. Описывает устройство и принцип работы ваттметра и счетчика киловатт-часов.

 

 

 

Научить включать в цепь счетчик киловатт-часов и осуществлять его поверку.

 

Лабораторная работа № 14

Включение в цепь и поверка однофазного счетчика электрической энергии.

 

Включает в цепь счетчик киловатт-часов и поверяет его показания.

 

 

 

 

Цели изучения темы

Содержание

Результат

 

4.7 Расчет электрических цепей переменного тока символическим методом

 

Сформировать понятие о комплексных числах и методике расчета электрических цепей синусоидального тока с применением комплексных чисел.

Алгебраическая, показательная и тригонометрическая формы комплексного числа. Алгебраические действия над комплексными числами. Электрические величины в комплексной форме. Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Расчет цепей синусоидального тока с применением комплексных чисел.

Записывает комплексные числа в алгебраической и показательной форме, переводит из одной формы записи в другую, выполняет математические действия с комплексными числами. Выполняет расчет электрических цепей с применением комплексных чисел.

 

Научить исследовать свойства электрической цепи переменного тока со смешанным соединением приемников.

Лабораторная работа № 15

Исследование электрической цепи переменного тока со смешанным соединением приемников.

 

Анализирует свойства электрической цепи переменного тока со смешанным соединением приемников сравнением числовых значений, полученных экспериментально и расчетом символическим методом.

 

4.8 Трехфазные электрические цепи

 

Сформировать понятие о способах соединения источников и приемников в трехфазной электрической цепи и свойствах этих соединений, методике расчета трехфазных цепей при нормальных и аварийных режимах работы.

Принцип получения трехфазной симметричной системы ЭДС. Соединение приемников звездой и треугольником. Аварийные режимы трехфазных цепей. Мощность трехфазной цепи. Вращающееся магнитное поле.

 

Объясняет способы соединения источников и приемников в трехфазной электрической цепи, перечисляет свойства этих соединений. Излагает методику расчета трехфазных цепей при нормальных и аварийных режимах работы.

 

Научить исследовать свойства трехфазной электрической цепи при соединении приемников энергии звездой.

Лабораторная работа № 16

Исследование трехфазной цепи при соединении приемников энергии звездой.

 

Исследует и анализирует свойства трехфазной электрической цепи при соединении приемников энергии звездой по значениям, полученным экспериментально и построенным векторным диаграммам.

 

Научить исследовать свойства трехфазной электрической цепи при соединении приемников энергии треугольником.

Лабораторная работа № 17

Исследование трехфазной цепи при соединении приемников энергии треугольником.

 

Исследует и анализирует свойства трехфазной электрической цепи при соединении приемников энергии треугольником по значениям, полученным экспериментально и построенным векторным диаграммам.

Цели изучения темы

Содержание

Результат

 

Обязательная контрольная работа № 2

 

 

4.9 Измерение мощности и энергии в трехфазных электрических цепях

 

Сформировать понятие о способах измерения мощности и энергии в трехфазных электрических цепях.

Измерение активной и реактивной мощности в цепях трехфазного тока одним, двумя и тремя ваттметрами.

Измерение энергии в цепях трехфазного тока счетчиками активной и реактивной энергии. Измерение мощности и энергии с применением измерительных трансформаторов.

 

Объясняет способы измерения мощности и энергии в трехфазных электрических цепях.

 

4.10 Переходные процессы в электрических цепях

постоянного тока

 

Сформировать понятие о переходных процессах в электрических цепях постоянного тока с емкостью и с индуктивностью.

Законы коммутации. Заряд и разряд конденсатора. Подключение индуктивности к источнику постоянного тока и отключение от него. Графики напряжения и тока. Постоянная времени.

 

Объясняет протекание переходных процессов в электрических цепях постоянного тока с емкостью и с индуктивностью. Приводит поясняющие графики и формулы.

 

Научить проводить исследование процессов зарядки и разрядки конденсатора через активное сопротивление.

Лабораторная работа № 20

Исследование заряда и разряда конденсатора через активное сопротивление.

 

Строит графики переходных значений тока и напряжения при зарядке и разрядке конденсатора и проводит их анализ.

 

4.11 Цепи периодического несинусоидального тока

 

Дать понятие об электрических цепях периодического несинусоидального тока.

Научить выполнять расчет электрической цепи при несинусоидальном напряжении.

Причины возникновения несинусоидальных токов. Сложение синусоидальных величин разной частоты на временной диаграмме. Выражение сложной периодической кривой при помощи ряда Фурье. Виды периодических кривых. Расчет электрической цепи при несинусоидальном напряжении. Действующие значения несинусоидального тока и напряжения. Мощность цепи. Коэффициент мощности.

Объясняет свойства электрических цепей периодического несинусоидального тока.

Выполняет расчет электрической цепи при несинусоидальном напряжении.

 

Цели изучения темы

Содержание

Результат

 

 

4.12 Катушка с ферромагнитным сердечником в цепи переменного тока

 

Сформировать понятие о физической сущности процессов, протекающих в катушке с ферромагнитным сердечником, включенной в цепь переменного тока.

Сформировать понятие о феррорезонансе и его практическом применении.

 

Кривые напряжения, тока и магнитного потока катушки с ферромагнитным сердечником. Потери энергии в сердечнике катушки от вихревых токов и гистерезиса. Полная векторная диаграмма и схемы замещения катушки с ферромагнитным сердечником. Понятие о феррорезонансе и его практическом применении.

 

 

Объясняет физическую сущность процессов, протекающих в катушке с ферромагнитным сердечником, включенной в цепь переменного тока.

Объясняет явление феррорезонанса, описывает его практическое применение.

 

 

 

Методические указания по изучению тем программы

по дисциплине «Теоретические основы электротехники»

 

Тематический материал и образцы решения задач, подобных задачам контрольной работы, можно найти в следующей рекомендуемой литературе:

 

1. Частоедов Л.А. Электротехника [текст]: Учебное пособие для студентов техникумов и колледжей железнодорожного транспорта/ Л.А. Частоедов. 4-е изд., перераб. и доп. – М.: УМК МПС России, 2001. – 464 с.

2. Попов В.С. Теоретическая электротехника [текст]: Учебник для техникумов/ В.С. Попов. – М.: Энергия, 1971. – 608 с.

3. Березкина Т.Ф. Задачник по общей электротехнике с основами электроники. – М.: высшая школа, 2001. – 380 с.

 

№ задач

Тема задачи

Литература

1-10

Расчет разветвленной цепи переменного тока. Резонанс токов

[1, с. 218…228]

[2, с. 352376]

[3, с. 84…101]

11-20

Расчет несинусоидальной цепи

[1, с. 272279,]

[2, с. 464…484]

21-30

Измерение мощности и энергии в однофазной цепи переменного тока

[3, с. 186187,190]

 

Методические указания для выполнения контрольной работы

по дисциплине «Теоретические основы электротехники»

Контрольная работа выполняется согласно варианту в соответствии с учебным шифром, присвоенным учащемуся, и включает в себя три задачи.

Работа выполняется на отдельных листах формата А4. В конце работы приводится список используемой при решении литературы, дата выполнения и подпись учащегося.

При оформлении контрольной работы условия задач должны быть записаны полностью, решение сопровождаться поясняющим текстом и схемами электрических цепей. При выполнении схем следует руководствоваться требованиями ГОСТов и ЕСКД на оформление схем и чертежей, на условные графические и буквенные обозначения элементов электрических схем и основных электрических величин (Приложение Б).

Записи в контрольной работе должны быть выполнены аккуратно чёрным цветом, схемы вычерчены с применением чертежных принадлежностей. Ксерокопия не допускается. Допускается выполнение контрольной работы с применением компьютерных технологий.

Номера задач для своего варианта учащиеся выбирают по таблице вариантов.

Работа выполненная в полном объеме, по варианту и без ошибок, считается зачтенной и сопровождается соответствующей записью. При наличии ошибок работа может быть зачтена с доработкой, либо не зачтена. Если работа зачтена с доработкой, то устранение ошибок выполняется учащимися на обратной стороне предыдущих листов. Если работа не зачтена, то она выполняется повторно по своему варианту, и сдаётся повторно для новой проверки с регистрацией в соответствующем журнале.

 

Пример 1. Расчет разветвленной цепи переменного тока. Резонанс токов

Для разветвленной цепи переменного тока, изображенной на рисунке 1:

Необходимо рассчитать методом разложения на составляющие и методом проводимостей:

1. токи в ветвях I1, I2, I;

2. мощности P, Q, S;

3. углы сдвига фаз между напряжением и током каждой ветви и всей цепи φ;

Построить векторную диаграмму цепи;

Д а н о:

U=40 B,

R1=8 Ом;   R2=12 Ом;

XL1=12 Ом;   XC2=16 Ом;

XC1=6 Ом;

 

 

 

 

Решение.

Метод разложения на составляющие

1. Вычисляем сопротивление ветвей:

 

 

2. Вычисляем токи ветвей:

 

 

3. Вычисляем активные и реактивные составляющие токов ветвей:

 

 

 

 

4. Активная составляющая общего тока:

 

5. Реактивная составляющего общего тока:

 

6. Общий ток цепи:

 

7. Вычисляем активные, реактивные и полные мощности ветвей:

 

 

 

 

 

 

8. Вычисляем активную, реактивную и полную мощности цепи.

 

 

 

 

 

 

 

9. Вычисляем углы сдвига фаз между током и напряжением каждой ветви и всей цепи:

 

 

 

Метод проводимостей

1. Вычисляем активные проводимости ветвей:

 

 

2. Вычисляем активные составляющие токов ветвей:

 

 

3. Вычисляем реактивные проводимости ветвей:

 

 

4. Вычисляем реактивные составляющие токов ветвей:

 

 

5. Активная проводимость цепи:

 

6. Реактивная проводимость цепи:

 

7. Полная проводимость цепи:

 

8. Общий ток цепи:

 

9. Полные проводимости ветвей:

 

 

10. Токи ветвей:

 

 

11. Активная мощность ветвей и всей цепи:

 

 

 

12. Реактивная мощность ветвей и всей цепи:

 

 

 

13. Полная мощность ветвей и всей цепи:

 

 

 

14. Вычисляем углы сдвига фаз между током и напряжением каждой ветви и всей цепи:

 

 

 

Строим векторную топографическую диаграмму (рис. 2). При этом задаемся вектором напряжения без масштаба (так как напряжение на ветвях одинаково при параллельном соединении) и складываем векторы токов в определенном масштабе.

Выбираем масштаб по току MI = 0,8 А/см. Определяем длину векторов:

      

      

      

 

При сложении векторов токов учитываем, что активная составляющая тока совпадает с напряжением по фазе, реактивная индуктивная составляющая тока отстает от напряжения на 90°, реактивная емкостная составляющая тока опережает напряжение на 90°.

 

Определим характер и числовое значение дополнительного реактивного элемента, который необходимо включить в цепь для получения резонанса токов.

При резонансе токов в цепи должно выполняться равенство реактивных проводимостей параллельных ветвей, т.е. .

Так как проводимость всей цепи равна , ,

проводимостью ,

емкостным сопротивлением ,

емкостью .

 

Пример 2. Расчет несинусоидальной цепи

К электрической цепи, изображённой на рисунке 3, состоящей из последовательно соединенных активного сопротивления R = 18 Ом, индуктивности L = 0,0383 Гн и емкости C= 88,5 мкФ , приложено несинусоидальное напряжение u=200+300sinωt+150sin3ωt В с частотой первой гармоники 50 Гц.

Найти выражение мгновенных значений и действующие значения тока, действующие напряжения на элементах цепи. Определить мощности в цепи.

Решение.

Сопротивление цепи для постоянной составляющей тока равно бесконечности, так как в цепи имеется конденсатор. Постоянная составляющая тока равна нулю:

Сопротивление цепи для первой гармоники:

 

 

 

Реактивное сопротивление тока первой гармоники имеет емкостной характер:

 

 

Амплитуда тока первой гармоники:

 

Сопротивление цепи для третьей гармоники:

 

 

 

 

Реактивное сопротивление тока третьей гармоники имеет индуктивный характер:

 

 

 

 

Амплитуда тока третьей гармоники:

 

Действующие величины токов для первой и третьей гармоник:

      

а общего тока

 

Уравнение общего тока:

 

Определим действующие величины напряжения на элементах цепи:

действующее напряжение на резисторе

 

 

 

действующее напряжение на индуктивности

 

 

 

действующее напряжение на конденсаторе

Напряжение на конденсаторе состоит из постоянной составляющей, первой и третьей гармоник. Постоянная составляющая напряжения на конденсаторе равна постоянной составляющей напряжения сети, как напряжение между точками разрыва цепи:

 

 

 

 

Определим мощности:

активную

 

 

 

 

реактивную

 

 

 

 

полную

 

 

Пример 3. Измерение мощности и энергии
в однофазной цепи переменного тока

 

Для проверки однофазного индукционного счетчика активной энергии воспользовались ваттметром с числом делений шкалы αН=70 при номинальном напряжении UН=220В и номинальном токе IН=10А. Отклонение стрелки шкалы составило α=35 делений. За время t=10 мин счетчик сделал N=236 оборотов. Известно передаточное число счетчика1 кВт∙ч = 640 об.

Необходимо определить:

1. номинальную СН и действительную СД постоянную счетчика;

2. энергию, учтенную счетчиком WH и действительно израсходованную счетчиком WД;

3. абсолютную и относительную погрешности счетчика.

 

Решение

1. определим номинальную СН и действительную СД постоянную счетчика;

 

 

2. вычислим энергию, учтенную счетчиком WH и действительно израсходованную счетчиком WД;

 

 

3. рассчитаем абсолютную и относительную погрешности счетчика.

 

 

 

 

Варианты домашней контрольной работы

Решаемый вариант для выполнения домашней контрольной работы выбирается по двум последним цифрам учебного шифра согласно таблице 1.

Таблица 1 арианты для домашней контрольной работы с номерами задач

Последние две цифры шифра

№ варианта

Номера задач

1

51

1

1

11

21

2

52

2

2

12

22

3

53

3

3

13

23

4

54

4

4

14

24

5

55

5

5

15

25

6

56

6

6

16

26

7

57

7

7

17

27

8

58

8

8

18

28

9

59

9

9

19

29

10

60

10

10

20

30

11

61

11

1

11

21

12

62

12

2

12

22

13

63

13

3

13

23

14

64

14

4

14

24

15

65

15

5

15

25

16

66

16

6

16

26

17

67

17

7

17

27

18

68

18

8

18

28

19

69

19

9

19

29

20

70

20

10

20

30

21

71

21

1

11

21

22

72

22

2

12

22

23

73

23

3

13

23

24

74

24

4

14

24

25

75

25

5

15

25

26

76

26

6

16

26

27

77

27

7

17

27

28

78

28

8

18

28

29

79

29

9

19

29

30

80

30

10

20

30

31

81

31

1

11

21

32

82

32

2

12

22

33

83

33

3

13

23

34

84

34

4

14

24

35

85

35

5

15

25

36

86

36

6

16

26

37

87

37

7

17

27

38

88

38

8

18

28

39

89

39

9

19

29

40

90

40

10

20

30

41

91

41

1

11

21

42

92

42

2

12

22

43

93

43

3

13

23

44

94

44

4

14

24

45

95

45

5

15

25

46

96

46

6

16

26

47

97

47

7

17

27

48

98

48

8

18

28

49

99

49

9

19

29

50

100

00

10

20

30

Задания для домашней контрольной работы

 

Задачи 1 10. Расчет разветвленной цепи переменного тока. Резонанс токов

 

В сеть переменного тока частотой 50 Гц и напряжением U включены параллельно два приемника энергии.

Для своего варианта исходя из данных таблицы 2.

Необходимо начертить схему цепи и определить:

1. токи методом разложения на составляющие;

2. напряжение источника U;

3. коэффициент мощности cos φ;

4. активную Р, реактивную Q и полную S мощности цепи;

5. построить в масштабе векторную диаграмму цепи

6. определить характер и числовое значение дополнительного реактивного элемента, который необходимо включить в цепь для получения резонанса токов.

 

Таблица 2— Числовые значения величин

 

№ задачи

U

I2,

A

R1,

Ом

XL1,

Ом

XC1,

Ом

R2,

Ом

XL2,

Ом

XC2,

Ом

Z2,

Ом

cosφ1

cosφ2

P1,

Вт

P2,

Вт

1

220

 

11

11

12

5

 

 

 

 

 

2

380

 

15

15

16

12

 

 

 

 

 

3

120

 

30

24

32

 

 

 

 

 

4

220

 

88

66

60

80

 

 

 

 

 

5

240

 

36

48

50

 

 

 

 

 

6

120

 

 

 

 

 

 

0,835

0,5

2

1,2

7

130

 

10

24

 

16

20

 

 

 

 

8

 

11,18

 

 

30

16

 

0,5

 

7,6

 

9

220

 

3

4

5

 

 

 

 

 

10

220

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0,6

8,8

6,6

Примечание: знак «» в таблице указывает, что данный элемент в цепи отсутствует.

 

Задачи 11 20. Расчет несинусоидальной цепи

К электрической цепи, состоящей из последовательно соединенных активного сопротивления R, индуктивности L и емкости C, приложено несинусоидальное напряжение u с частотой первой гармоники 50 Гц. Для числовых значения величин указанных в таблице 3 необходимо начертить схему цепи и определить:

1. действующие значение тока и напряжения в цепи;

2. активную Р, реактивную Q и полную S мощности цепи;

3. написать уравнение мгновенного значения несинусоидального тока в цепи.

 

Таблица 3 — Числовые значения величин

 

задач

u, B

R, Ом

L, мГн

С, мкФ

11

u=200sinωt+30sin3ωt

10

47,8

151,6

12

u=90+84,6sinωt+56,5sin5ωt

12

57,3

13

u=169sinωt+130sin2ωt

24

133,76

60

14

u=310sinωt+155sin2ωt

32

101,9

79,6

15

u=184sinωt+70,5sin2ωt

12

25,5

132,5

16

u=84,6sinωt+32,5sin3ωt

30

95,55

45,49

17

u=75sinωt+42,5sin5ωt

12

63,7

769,2

18

u=564sinωt+58,8sin2ωt

12

31,847

79,6

19

u=200+141sinωt+28,2sin3ωt

12

76,4

20

u=120+35,2sinωt+14,8sin3ωt

7

9,55

353,85

 

Задачи 21 30. Измерение мощности и энергии
в однофазной цепи переменного тока

Для проверки однофазного индукционного счетчика активной энергии воспользовались ваттметром с числом делений шкалы αН при номинальном напряжении UН и номинальном токе IН. Отклонение стрелки шкалы составило α делений. За время t счетчик сделал N оборотов. Известно передаточное число счетчика.

Для своего варианта исходя из данных таблицы 4.

Необходимо начертить схему включения в сеть однофазного счетчика и определить:

1. номинальную СН и действительную СД постоянную счетчика;

2. энергию, учтенную счетчиком WH и действительно израсходованную счетчиком WД;

3. абсолютную и относительную погрешности счетчика;

4. сделать вывод о соответствии счетчика классу точности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4 — Числовые значения величин

 

 

Номера задач

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Передаточное число

1 кВт∙ч = 2500 об

1 кВт∙ч = 2500 об

1 кВт∙ч = 1250 об

1 кВт∙ч = 2500 об

1 кВт∙ч = 2500 об

1 кВт∙ч = 2500 об

1 кВт∙ч = 1250 об

1 кВт∙ч = 2500 об

1 кВт∙ч = 750 об

1 кВт∙ч = 2500 об

Число делений шкалы αН

150

150

150

150

150

150

150

150

150

150

Номинальное напряжение ваттметра UH, B

300

150

150

300

300

300

150

300

150

150

Отклонение стрелки ваттметра α

92

63,5

78

82,5

90

130

60

120

85

95

Номинальный ток ваттметра IH, A

2,5

5

2,5

5

5

2,5

2,5

2,5

5

5

Время t, c

200

100

1800

41

120

120

1800

58

200

19

Число оборотов счетчика N

70

22,5

120

24

78

54

95

25

18

6

Критерии оценки домашней контрольной работы

 

Оценка

Показатели

Зачтено

Вариант соответствует шифру учащегося.

Работа выполнена в соответствии с методическими указаниями

Использованы действующие в настоящее время ГОСТы.

Грамотное решение задач с соответствующими пояснениями.

Не зачтено

Вариант соответствует шифру учащегося.

Более 50% задач выполнены неверно, с грубыми ошибками.

Вариант не соответствует шифру учащегося.

 

Вопросы для подготовки к экзамену

 

1. Дать определение электрической цепи и схем электрической цепи. Объяснить классификацию элементов электрической цепи, привести примеры их условного графического обозначения в электрических схемах.

2. Дать определение электродвижущей силе. Привести примеры источников электродвижущей силы, их графического обозначения и схемы замещения. Назвать и объяснить режимы работ источников электродвижущей силы.

3. Дать понятие электрической энергии и мощности. Назвать единицы их измерения. Объяснить, что такое баланс мощностей электрической цепи и как он определяется (привести формулу).

4. Дать понятие электрическому току, определение силе тока, плотности тока, записать их условные обозначения и единицы измерения.

5. Дать понятие электрическому сопротивлению, проводимости, удельному сопротивлению, удельной проводимости, записать их условные обозначения и единицы измерения. Объяснить зависимость сопротивления от температуры.

6. Дать понятие линейных и нелинейных сопротивлений, привести примеры линейных и нелинейных сопротивлений и их вольт-амперных характеристик.

7. Сформулировать и записать закон Ома для электрической цепи и участка цепи.

8. Назвать и объяснить режимы работы электрической цепи и причины их возникновения.

9. Перечислить свойства электрической цепи с последовательным соединением резисторов, объяснить практическое применение такого соединения.

10. Объяснить методику определения потенциалов точек замкнутой цепи. Привести пример.

11. Объяснить методику построения потенциальной диаграммы на конкретной электрической схеме.

12. Перечислить свойства электрической цепи с параллельным соединением резисторов, начертить схему такой цепи. Сформулировать первый закон Кирхгофа и пояснить на примере.

13. Объяснить методику преобразования электрической цепи со смешанным соединением резисторов, привести пример.

14. Объяснить методику преобразования треугольника сопротивлений в эквивалентную звезду сопротивлений. Записать формулы.

15. Дать понятие сложной электрической цепи, узла, ветви, контура. Перечислить методы расчёта сложной электрической цепи.

16. Сформулировать первый и второй законы Кирхгофа и пояснить их использование при расчёте электрических схем. Объяснить методику составления системы уравнений для расчёта сложной электрической цепи методами узловых и контурных уравнений.

17. Объяснить методику составления системы уравнений и определения токов в ветвях при расчёте сложной цепи методом контурных токов. Привести пример.

18. Объяснить методику расчёта сложной цепи методом межузлового напряжения. Привести пример.

19. Объяснить методику расчёта сложной цепи методом наложения. Привести пример.

20. Объяснить методику графического расчёта электрической цепи с нелинейными элементами, соединенными последовательно, параллельно и смешанно.

21. Дать понятие магнитного поля. Привести примеры графического изображения магнитного поля. Сформулировать правила буравчика и правой руки.

22. Дать определение величинам, характеризующим магнитное поле, записать их условные обозначения и единицы измерения.

23. Вывести и проанализировать уравнение напряжённости и магнитной индукции вокруг проводника с током. Привести поясняющий рисунок.

24. Сделать вывод и проанализировать уравнение напряжённости и магнитной индукции кольцевой катушки. Привести поясняющий рисунок.

25. Сделать вывод и проанализировать уравнение напряжённости и магнитной индукции цилиндрической катушки. Привести поясняющий рисунок.

26. Определить направления и величины сил взаимодействия, протекающих в двух параллельных проводах. Привести поясняющий рисунок.

27. Описать процесс перемагничивания ферромагнитного материала. Дать объяснение понятиям: гистерезис, остаточная индукция, коэрцитивная сила. Привести графическое изображение процесса. Объяснить классификацию ферромагнитных материалов.

28. Сформулировать и записать законы магнитной цепи. Привести аналогию с электрическими цепями.

29. Объяснить методику определения намагничивающей силы магнитной (М.Д.С) цепи по заданному значению магнитного потока.

30. Дать определение электрической ёмкости, привести формулу ёмкости. Привести условные обозначения конденсаторов в электрических схемах, записать формулу ёмкости плоского конденсатора.

31. Дать понятие энергии заряженного конденсатора. Привести формулы энергии электрического поля конденсатора, проанализировать их.

32. Объяснить свойства последовательно соединенных конденсаторов. Проанализировать целесообразность такого соединения.

33. Объяснить свойства параллельно соединённых конденсаторов. Проанализировать целесообразность такого соединения.

34. Объяснить методику определения эквивалентной ёмкости смешанного соединения конденсаторов. Проанализировать целесообразность такого соединения.

35. Объяснить процесс преобразования электрической энергии в тепло. Сформулировать закон Джоуля-Ленца. Объяснить практическое применение теплового действия электрического тока.

36. Объяснить природу ферромагнетизма. Объяснить форму кривой первоначального намагничивания материалов. Привести примеры кривых намагничивания различных материалов.

37. Дать понятие электромагнитной индукции в проводнике и замкнутом контуре. Сформулировать правило Ленца и правило правой руки.

38. Объяснить явление электромагнитной индукции в катушке. Дать определение потокосцеплению.

39. Объяснить явление самоиндукции. Дать определение индуктивности, записать её обозначение, единицу измерения, привести графическое изображение.

40. Дать понятие бифилярной катушки, привести пример практического применения таких катушек. Объяснить физическую природу энергии магнитного поля, записать уравнение энергии магнитного поля.

41. Объяснить явление взаимной индукции, привести примеры практического применения этого явления. Дать понятие взаимной индукции.

42. Объяснить принцип получения синусоидальной электродвижущей, записать её мгновенное значение, привести графическое изображение. Дать определение следующим параметрам: амплитудное и действительное значения, период, частота, фаза и начальная фаза.

43. Изобразить и объяснить векторную диаграмму тока и напряжений, треугольники сопротивлений и мощностей. Установить взаимную связь между этими треугольниками, а также между сторонами в каждом из них для последовательной цепи с активным сопротивлением и индуктивностью.

44. Изобразить и объяснить векторную диаграмму тока и напряжений, треугольники напряжений, сопротивлений и мощностей. Установить взаимную связь между этими треугольниками, а также между сторонами в каждом из них для последовательной цепи с активным сопротивлением и ёмкостью.

45. Изобразить и объяснить векторную диаграмму тока и напряжений, треугольники сопротивлений и мощностей. Установить взаимную связь между этими треугольниками, а также между сторонами в каждом из них для последовательной цепи с активным сопротивлением, индуктивностью и током.

46. Пояснить процессы, проходящие в электрической цепи при резонансе напряжений. Перечислить и пояснить способы получения резонанса напряжений. Объяснить опасность этого явления и его практическое применение.

47. Объяснить принцип получения трехфазной системы электродвижущих сил, сравнить её с однофазной системой. Представить все формы записи трёхфазной системы ЭДС и напряжении, а также векторную и волновую диаграммы.

48. Объяснить свойства трёхфазной цепи при соединении обмоток генератора звездой. Привести схему соединения.

49. Объяснить свойства трёхфазной цепи при соединении обмоток генератора треугольником. Привести схему соединения.

50. Пояснить процессы, проходящие в электрической цепи при резонансе токов. Перечислить и пояснить способы получения резонанса токов. Объяснить практическое применение резонанса токов.

51. Дать общее понятие о комплексных числах, формах их записи, математических действий с ними.

52. Записать закон Ома в комплексной форме для различных вариантов неразветвлённых цепей.

53. Записать законы Кирхгофа в комплексной форме. Записать уравнение полной мощности в комплексной форме, пояснить методику определения активной и реактивной мощности.

54. Пояснить методику расчёта сложных цепей символическим методом, привести пример.

55. Пояснить методику определения напряжения смещения нейтрали и фазных напряжений методом комплексных чисел для несимметричной нагрузки, соединенной звездой без нулевого провода.

56. Пояснить методику определения тока в нулевом проводе графоаналитическим методом для несимметричной нагрузки соединенной звездой. Объяснить роль нулевого провода.

57. Пояснить методику определения сопротивления для различных составляющих несинусоидального тока.

58. Пояснить методику определения действующего значения несинусоидального тока и напряжения, а также активной мощности и коэффициента мощности.

59. Объяснить процессы, протекающие в цепи постоянного тока при заряде конденсатора. Записать уравнения зарядного тока и напряжения, привесит графики и электрическую схему.

60. Объяснить процессы, протекающие в цепи постоянного тока при разряде конденсатора. Записать уравнения разрядного тока и напряжения, привесит графики и электрическую схему.

61. Объяснить процессы, протекающие в цепи постоянного тока при подключении цепи с сопротивлением и индуктивностью к источнику с постоянным напряжением, записать уравнение тока, привести график и электрическую схему.

62. Объяснить процессы, протекающие в цепи постоянного тока при коротком замыкании участка цепи с сопротивлением и индуктивностью, записать уравнение тока, привести график и электрическую схему.

 

Критерии оценки результатов учебной деятельности.

Экзамен по дисциплине «Теоретические основы электротехники»

Отметка (балл)

Критерии оценки

0

(ноль)

Учащийся отказывается отвечать по билету.

1

(один)

Знания эпизодические, не в системе, нет четкого ответа ни на один из поставленных вопросов, неверно дается толкование основных терминов, определений, формулы приведены с ошибками, отсутствуют пояснения к ним.

2

(два)

Приведены основные термины, определения, но учащийся не ориентируется в вопросах билета, либо приведены основные формулы, с пояснениями, но практическое задание не выполнено.

3

(три)

В практическом задании приведены формулы, пояснения к ним, единицы измерения показателей. Вопросы не раскрыты, либо дан полный, четкий ответ по одному из вопросов, либо учащийся приводит основные понятия по трем заданиям билета, но ни одно не выполнил полностью.

4

(четыре)

Практическое задание выполнено, по одному из вопросов изложена последовательность действий, приведены формулы, пояснения к ним, единицы измерения показателей, приведены основные термины, определения, классификация и т.д. Дан четкий ответ по одному из вопросов, приведены основные формулы с пояснениями для выполнения практического задания, но задание не выполнено. Дан правильный, полный ответ по одному из вопросов, но при ответе на второй вопрос допущено две-три существенные ошибки (не названы все возможные варианты, признаки, параметры и др.).

5

(пять)

Практическое задание выполнено в соответствии с предъявляемыми требованиями, один из вопросов практически раскрыт, но при ответе учащийся допускает одну существенную ошибку, либо две несущественные ошибки (нет пояснений по признакам классификации, нет примеров, и т.п.). Даны ответы на два вопроса билета, при этом допущены одна существенная ошибка, либо две несущественные ошибки, практическое задание не выполнено.

6

(шесть)

Практическое задание выполнено в соответствии с предъявляемыми требованиями, дан четкий, полный ответ на один из вопросов билета, либо полностью раскрыты два вопроса билета, с необходимыми пояснениями, примерами, практическое задание не выполнено.

7

(семь)

Практическое задание выполнено в соответствии с предъявляемыми требованиями, дан четкий, полный ответ на один из вопросов билета, при ответе на второй вопрос учащийся допускает существенные ошибки, либо даны полные, точные ответы на два вопроса, с необходимыми пояснениями, примерами, приведены основные формулы, последовательность выполнения практического задания, но задание не выполнено.

8

(восемь)

Практическое задание выполнено в соответствии с предъявляемыми требованиями, практически раскрыты два вопроса билета, но учащийся допускает две-три несущественные ошибки (неверно произведено округление, приведены не все единицы измерения, отсутствует ответ и т.д.).

9

(девять)

Четкие, полные, правильные ответы на все задания билета, с примерами, пояснениями, допускается одна несущественная ошибка.

10

(десять)

Даны содержательные ответы на все три задания билета. Учащийся свободно владеет программным материалом, использует специальные термины, правильно применяет нормативные документы. При выполнении практического задания использует не стандартные подходы.

 

 

Приложение А – Титульный лист

 

ГОМЕЛЬСКИЙ КОЛЛЕДЖ – ФИЛИАЛ УЧРЕЖДЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА2

 

по дисциплине «Теоретические основы электротехники»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:   Проверил:

учащийся группы Т-1(П-1)   преподаватель

уч.шифр______________   Петров В.В.

Иванов И.И.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2015

Приложение Б – Условные графические обозначения

Правила выполнения условных графических обозначений (УГО)

УГО строится в виде схематического знака (графического символа), форма которого может не соответствовать изображению реальной конструкции элемента (устройства). УГО не должно содержать текстовую часть, допускать различные толкования или пониматься двусмысленно, быть идентично с другим обозначением, значение которого уже определено.

У основного УГО допускается наносить несколько дополнительных (классифицирующих) символов (ГОСТ 2.721-74(2002)), которые помещают рядом или внутри общего УГО.

В данном приложении рекомендуемые размеры УГО приведены относительно параметра М, числовое значение которого может быть выбрано из ряда:

М: 3,5 5 7 10 14 20 28 40

Обозначения направлений тока и напряжения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначение конденсаторов (ГОСТ 2.728–74(2002))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначение предохранителей (ГОСТ 2.727–68) и резисторов (ГОСТ 2.728–74(2002))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Катушки индуктивности (ГОСТ 2.723–68(2002))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электроизмерительные приборы (ГОСТ 2.729–68(2002))

 

 

 

 

 

 

 

Активные элементы электрической цепи (ГОСТ 2.729-68)

 

 

 

 

 

Перечень рекомендуемой литературы

Основная литература

1. Частоедов Л.А. Электротехника [текст]: Учебное пособие для студентов техникумов и колледжей железнодорожного транспорта/ Л.А. Частоедов. 4-е изд., перераб. и доп. – М.: УМК МПС России, 2001. – 464 с.

2. Попов В.С. Теоретическая электротехника [текст]: Учебник для техникумов/ В.С. Попов. – М.: Энергия, 1971. – 608 с.

3. Березкина Т.Ф. Задачник по общей электротехнике с основами электроники. – М.: высшая школа, 2001. – 380 с.

Дополнительная литература

4. Лоторейчук Е.А. Теоретические основы электротехники/ М.:ИД «Форум» 2010 г.-320 с.

5. Евдокимович Ф.Е. Теоретическая электротехника [текст]. Учеб. для сред. спец. учеб. заведений М.: Высшая школа, 1994 . – 495 с.

6. Фремке А.В. (ред.) Электрические измерения М.:Энергия, 1980. — 392 с.

 

 

Без рубрики

Оставить ответ

Обязательные поля помечены*

6 + 4 =