Текст
621.38
М545
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ
И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ
по дисциплине
«ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»
(для леэлектротехнических специальностей)
Москва
1993
621.38
М545
УДК 621.38 (075.8)
МЕЛОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ ПО
ДИСЦИПЛИНЕ " ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА" .
Колл< авторов под ред. 0.В.Николаевой -М.: Изд-во МЭИ,
1993. - 75 с.
Содержатся методические материалы для 13 практических
занятий по трем разделам дисциплины "Электротехника и влект-
роника" : "Электрические и магнитные цепи" (6), "Электрические
машины" (3), "Электроника" (4).
Для активизации самостоятельной работы студентов каждый
раздел снабжай многовариантным раздаточным материалом.
Индивидуальные задачи решаются студентами во время прак-
тических занятий ( время решения, как правило, не превышает 15
минут) и снабжены ответами.
Предназначены для сVцентов иеелеитротехмических специаль-
ностей вузов.
© Московский энергетический институт , 1993 г.
-3-
Раздел 1. "Электрические и магнитные цепи"
Практическое занятие MI
"Анализ цепи постоянного тока с одним источником питания"
I. Контрольная работа.
КР проводится по материалу, изученному в курсе физики, о целым
определения начального тезауруса студентов.
10 вариантов - 10 минут.
Задача 1 - повторение известных из Физики соотношений.
Найти длину и диаметр нихром-вой спирали для нагревательного
элемента кипятильника не напряжение Z.10 Н и Мощность и,77 кВт.
Допустимая плотность токе J«=7.v А.ммг, удельное сопротивление
нихрома р=1 мк0м*м.
Решение.
Ток спирали Г=77<,/?2,,=3.!; А.
Площадь поперечного сечения S=I/J=3,5/7,O=O,5 мм’.
Диаметр спирали d-/(4I/irJ )'-о,5ь/42-0,8 ММ.
Сопротивление спирали К-и/1-220/3,5*ь2,въ Ом.
Длина спирали t=(KS)/p=(b2,8*ti,5*lC> 6)/iu €’<jt,4 м.
2. Последовательное и параллельное соединение элементов,
»
Последователыоем называют соединение, при которэм ток в
каждом элементе один и тот же,.
Свойства:
а) мощность электрической цепи не изменится, если последовательно
соединенные элементы заменить одним эквивалентным
WW.............+V Л«1
1" I
О) напряжение» источника равно суммо напряжений на последовательно
соединенных элементах цепи
"и1+и-.........
Отоцяя djX-U - последовательная схема всегда делитель напряжения.
!1враллпльнмм называет соединение, при котором напряжение И(>
кгящом элемента одно и то же.
Свойства:
о) мощность электрической цепи не изменится, если параллельно
соединенный элементы заменить одним эквивалентным.
°8K-?e,Gi»
если П«-2, ТО R^^Rg/tF^Rg),
если R,-Rz, то Я!!КВ-К/2.
б) ток в нвравветвлеяной части цепи равен суше токов ветвей:
!-w...........+in’LTi’
I|Q - параллельное соединение всегда делитель тока.
Задаче 2.
Сравнить количества теплоты, выдвляпциуся при нагревании
двух спиралей за одно и то же время, если спирали соединить
сначала последовательно, а затем параллельно.
Решение.
При послвдрветелъном соединения Rjj^^ZR, а при параллельном
йдд =R/2. Отсюда при неизменном напряжении и количества теплоты
Q^ttfvZR)» и Qg (2Ue/R)*t. Их соотношение Qg/Q,-*-
Сдадовательно.при параллельном соединении сайре лей количество
теплоты выделится в 4 разе больше, чем пр? П'Ч'.ледоватольном.
*3. Смешанное соединение.
Дано:
R,=R,-2 Ом
r’.-4»Om
R,-I Ом
Определить эка. сопротивление
относительно полюсов а и ь
в четырех случаях:
1. Без заземлений
рзк"1+(6*4>/Г0“3’4 Ом
г. Заземлим т.С RgK«3,4 Ом
з. Добавим вторую вемлю с ^«2
4. Пусть Я5-0 RgK=2,5 Ом
Ом RgK-3 Ом
Выдать раздаточный материал MIA.
Ответы: RBX-IO Ом по всем вариантам.
4. Анвлив цвпи методом свертывания.
и показание вольтметра
Решение.
> • «о<!"3 ОМ. «вх-10 0м
2. 1,-U/R^- I А
з- u0<i-u*RiIi-3 В и™
4. J2-Uo<I/(Ra.R4)-0,25 А; 1,-0,75 А.
5" °"Uku'P3I3*P2I2
Um--o.5 В; и^-0.5 В.
Выдать раздаточный материал М1Б.
Ответе:
Вариант j I I 2 I 3 | 4 |
U,t В I 50 <30 4об ! 30 I
Контрольная работа на проверку знание физики
MI
Необходимо изготовить гирлянду Для освещения елки, используя
лампы мощностью 15 Вт не напряжение 12 В. Какой ток будет
потреблять гирлянда, если напряжение сети 220 В ? Какова мощность,
потребляемая гирляндой ?
М2
Рассчитайте ток, проходящий по медному проводу длиной 100 м,
площадью поперечного сечения 0.5 мм2, если к концам провода
приложено напряжение и^ь.е В.
(р|_-и=1.7*10'в 0м*м).
№ДИ
М3
Для освещения лаборатории установлено 55 одинаковых ламп
мощностью 40 В, рассчитанных на напряжение 220 В. Найти
сопротивление этой цепи и ток, потребляемой осветительной
нагрузкой.
М4
В квартире одновременно включены две влектрические лампы,
утюг и стиральная машина. Определить ток в подводящих проводах,
если мощность одной лампы 60 Вт, утюга - 1кВт, двигателя машины -
- 420 Вт. Напряжение и-220 и.
МБ
Электрический аккумулятор емкостью 45А»ч эеряжагт 8 часов,
уменьшая через каждые два часе ток зарядки в 2 разе. Определить
значение тока в первые два часа.
Мб
В квартире включены настольная лампа и утюг мощностью I кВт.
Напряжение ; квар 'ире 220 В. Сопротивление лампы в 10 раз больше
сопротивления утюга. Найти ток в подводящих проводах.
-ъ
чп
Стоимость израсходованной за 10 часов электроэнергии при
тарифе 12 коп/кВт*час равна 2 руб. 64 коп. Вычислить ток в
подводящих проводах при напряжении 220 В.
ле
Как скажется на потере напряжения в двухпроводной линии
длиной 1=2ио м замена медных проводов с площадью поперечного
сечения б=40 мм2 * * * на алюминиевые того же сечения, если ток в линии
1=100 А ?
р =0,0175 МкОм*м, р ,=0,029 МК0м*м.
•си ’ ’ Га1
*9
В сеть напряжением 220 В включены последовательно две
одинаковые лампы, на цоколе которых написано 127 В, 60 Вт.
Определить ток в цепи.
Каким сопротивлением обладает каждая лампа 7
ЛЮ
В сеть напряжением 220 В включены параллельно утюг и
холодильник. Рассчитать общее сопротивление цепи, если мощность
утюга 700 Вт, а двигателя холодильника - 400 Вт. Какой ток
потребляет нагрузка ? ,
Ответы к контрольной работе
1 вариант nx=19 KT, Р'15ж19=285 Вт; 1=285/220»!,3 А
2 вариант R-(1ио»1,7*Ю °)/о,5*1о'6=3,4 Ом; 1=2 А
3 вариант Р«4О»5У=22ОО Вт; R=u2/P=22 Ом; 1=10 А
4 вариант P=12o+liioo*42u=1540 Вт; 1=7 А
6 вариант q=It,4 (I/2)«t3»(r/4)«t3*(l/8)»t4-(1f>/e)»A»ti 1-12 А
при t-24
6 вариант рлОмпы”1и0 Ьт; р”11ио йт» 1’1100/220=5 А
7 вариант i'=264/(12*IU)=2,2 кВт; 1=2200/220=10 А
В вариант Кои=О,175 Ом; Лд1»0,29 Ом; 0ои=17,Ь В; ид1’2$ В
9 вариант 1=120/220=0,55 А; й-20<> Ом
10 вариант Р-1100 Вт; R=44 О*; 1’5 А
РДЗШОЧШЛ МАТЕРИАЛ В IA
ВАРИАНТ I
ОПРЕДЕЛИТЬ ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ДЛВ ОБЕИХ СХЕМ
ВАРИАНТ 2
ОПРЕДЕЛИТЬ ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ДЛВ ОБЕИХ СХЕМ
>»
I
ВАРИАНТ 3
ОПРЕДЕЛИТЬ ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ДЛВ ОБЕИХ СХЕМ
ЕОи
ВАРИАНТ 4
I
ОПРЕДЕЛИТЬ ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ДЛВ ОБЕИХ СХЕМ
-ю-
-н-
Практнческое занятие №
"Анализ цепей постоянного том с несколькими источниками’'
I. Применение законов Кирхгофа.
Задаче I. t
Не автомобиле установлены дав источника питания - генератор и
аккумуляторная батарея 6СТ&0. ЭДС одного аккумулятора В^’2,1 В,
влк"0’01 Ом’
При реботе двигателя генератор подзаряжает аккумуляторную батарею
и питает следующие потребители:
1) двигатель отопителя (Еда-9,4 В, ₽да’4 Ом);
?) лампы (суммарная мощность 144 Вт, номинальное напряжение 12 В).
Какую вдс должен развивать генератор с внутренним сопротивлением
Rp-О.Ь Ом, если зарядный ток батареи l1R-5 А ?
Сопротивление амперметра в цепи батареи R^-0,1 Ом;
сопротивление соединительных проводов ,=0,1 Ом:
Дано:
1хя“5 *
Ry-0,5 Ом
«л’1 °"
«пр'0’1 ОМ
Ид-О,I Ом
«да"4 °“
R -0,06 ОМ
Е^-12,6 В
Решение
Составим уравнения по законам Кирхгофа.
1' гпр'1лк1дв
г-
3.
*• влв= нпр1пр'влтл Ида1;®
5. •’АЯ-вдв’-("А+*’АК)1жк4”дВ1да
Подставим числовые значения:
ь Ч^да Ч"6 *
г‘ 1г’1пр*1л 1Г’2° *
J. В„-0,5*1г+1*1д R..-24 В
9-*-°’11пР+1‘1^4‘1да 1л’1* *
5. 3,2-О,16»5+4«1да 1даи1 А
Ответ: Вр-24 В В
лампы горят с перекалом
2. Метод междууелового напряжения
Задача 2.
Как изменится электрическое состояние цепи при отключении
двигателя отопителя ?
U,e-l W‘ 1/<В«+ВАК+ВПр >+1 /V1 /ВЛ J ’
»(I2,6/0,26+24/0,51/(1/0,26+1/0,5+1 )-(4a.46+48)/(3,8+2+1 )-
-36.46/6,0=14,06 B,
1жк=(14,06-12.6)/0,26=5.7 A.
Как изменится влектрическое состояние цепи при включении четырех
фер мощностью Pi-46 Вт ?
Н-иг/Р=144/(4‘4б)-0.78 Ом,
и1г-96.4б/(6,0+1/О.70)=96,4б/(6,в+1,2)-11.9 В < Ввк.
Аккумулятор начинает разряжаться, питая одновременно с генератором
фары и лампы.
3. Метод вквавадеитного активного двухполюсника
Задача 3.
Для стабилизации напряжения на нагрузке ^-430 Ом параллельно efl
подключен стабилитрон, (ВАХ приведена на раздаточном материале!.
Напряжение источника питания и=120 В. Определить ток в нагрузке и
мощность, выделяемую в балластном резисторе, если R0=600 Ом.
150
100
Зо А
ю зо so Чо So в
i Решение jeT
мА
too
Определим параметры Вдк и В0К эквивалентно
активного двухполюсника:
’• «9k-W‘V«h’-25° °**
*• «9k-ux-u,rh/(r6+rh>-50 В
Строим линию нагрузки
по двум точкам:
I-о и-50 В
1-200 мА U-0
Методом пересечения хар-к:
1ст-70 мА ист-31,25 В
Тогда: In-U^/Rg-jl ,25/43О»0.07 А
1б-1ст+1н-70*70-140 МА
Pe-R0I03 -О,14г«ЬОО-11,76 ВТ
Выдать раздаточные материал жг.
ВАХ терморезистора приведена на раздаточном материале и а таАлкц».
и
I
В I О I 112 15
А I О | 0,2 I 0,3 I 0.35
Ответы по всем вариантам: ®вк15 В, R^-IO О<, 1-0,3 А.
РАЭДАТОЧНИ? МАТЕРИАЛ М 2
ВАРИАНТ I
ОПРЕДЕЛИТЬ ТОК ТЕРМОРЕЗИСТОРА
С ЗАДАННО? ВАХ
ОПРЕДЕЛИТЬ ТОК ТЕРМОРЕЗИСТОРА
С ЗАДАННО? ВАХ
ВАРИАНТ 4
ОПРЕДЕЛИТЬ ТОК ТЕРМОРЕЗИСТОРА
С ЗАДАННО? ВАХ
-lb
Практическое занятие *3
"Определение параметров вквивалентных схем замещения пассивного
даухполюсиикв а цепи симу соядельного токв "
Задача I.
Па рисуюсь представлена осциллограмма тока. Записет
выражение для мгновенного тока, примяв за начало отсчете точку 0.
Записать комплексный ток. Построить векторную диаграмму на
комплексной плоскости.
Комплексный действующий ток
Надеть раздаточный материал ЖЗА.
Ответы:
-к-
Эадача 2.
Задано комплексное действупцее значение напряжения
U-I-2O-J4O) В.
Записать выражение для мгновенного напряжения.
Ответы:
u-63.3Bin(wt+116°35’) В или
u-b3,3ain(tot»4.25) В.
Выдать раздвточшй материал Ж ЗБ.
Напомнить о "египетском треугольнике":!!*^,^ «57е; атс^/г53.
Ответы:
1 2 3 4
i-JO/2eln(«t-5J°) u-5Cr/2 а 1 п (wt+J7°) u-15O/2sln(Wt+53C ) 1-1ООУ2* sln(wt-37°)
Задача 3.
Определить парами гр: аквивалентных схем замещения
(последовательной и параллельной) алектрического прюбрезователя.
Построить векторную диаграмму и треугольник сопротивлений,
дано: осциллограмм напряжения я токе; ии»5О В: 1и-о,5 А|
период то.О2с: t^-o,0025с.
Решение
I. Напомнить: ф-фц-фр
i. t^-o.ocesc-r/B; /ф=45°-
3. Полное сопротивление г=ид)/1В1=5О/и,5 = 100 Ом.
4. Активное сопротивление В=гсозф=100*соз45=5О/?!«71 Ом.
Ь. Реактивное сопротивление Хс=2в1пф=5ОУ2 Ом; Хо=1/Сы;
С=1/Хсо>=1Об/(71 *314)=44,в мкФ, где /-1/Т=50 1Ц, В W=2Z/=314 I/O.
6. Записать в комплексной форме U; I; Z цепи:
i=O.5//2 А; и=ЬО/У2 e*J46°; Z«(71-J71) Ом
7. Полнея проводимость:
y-1ZZ-1ZlOOe’J45«0,OieJ45-(7,1*10‘3+j7,1*10_3) Сим
В. Активная проводимость: а«7,1»1О~’ Сим.
В. Реективнвя проводимость: в-7,1 «Ю‘3 '.'им.
Задача 4.
По результатам экспериментального определения мощности,
потребляемой индукционным нагревателем, определить параметр его
схеш замещения.
* |ано:
•jv-ico в
1А-1 А
Р-’ЬО пт
/’•JO I’U
Решение
I. Z'UV/IA«1UO/1-1OO ом.
Z. PwZUvIA = boZU-O»1-0tb.
з. к Ле >ч<р ы ом; х,-/z? n?Zao см.
4. L-Xr/u^«>Z?xr «•/314-0,?^ I'M.
РАЭДИОЧШЙ МАТЕРИАЛ » ЗА
ВАРИАНТ .
МРНАИТ 3
A ♦ i
Записать выражение
для комплексного
дсйствуощсго значения
тока
t
*
I
РАЗЩШЯШЙ МАТЕРНА! V ЗБ
ВАРИАНТ I
Записать выражение для
мгновенного значения
тока
i = <18 - j24)A.
ВАРИАНТ 2
Записать выражения для
мгновенного значения
напряжения
U з (40 ♦ j30)B.
ВАРИАНТ 3
Записать выражения для
мгновенного значения
напряжения
U з (90 + jl20)B,
ВДРИДНТ 4
Записать выражение для
мгновенного значения
тока
I з (80 - j60)A.
1
-2JD-
Првкпгческое ванятые JM.
"•ввосдвигсвде я мостовые ценя"
Задача I.
Найти выходное напряжение фезосдаигащего устройстве.
Даво:
Я-Хо-Ю Ом;
Х^-20 Ом;
Ujjj-IOtSainwtjB.
Одщ-10* (I0-J10)/ (1 Of (J2O- Ji О) )-10»»-J9°—J10 В;
uBHX-I07?eln(->X/24<irt) В.
Из векторной диаграмм и расчета вадзо, что с^-п^, по вектор
“ви отстнет от векторе ип м V2.
Выдать раздвточниа материал Ml.
Ответы:
1.1 | 2 | 3 I 4
й_ I I0-J1O5 I ю-ло 1 4O-J3O I 10/3-J10
g-nurj ICH-ЛО^ 1 10*410 1 30+J40 I 10УЗ+ЛО
V»TT 1 10eJ,z0<>| 10eJ9° I 10вЛ9° I 10.»“-
-zl-
Задача 2.
Предприятие потребляет активную мощность Р,=1200 кВт и
реактивную Q1«900 квар. Энергосистема установила предприятию
оптимальный коэффициент реактивной мощности tgtpg=(J,25.
Определить:
I) необходимую мощность трансформаторе до компенсации реактивной
мощности;
2) мощность конденсаторных оетарей;
3) мощность трансформаторе после установки конденсаторных оетерей
на напряжение 380 В.
решение
I) Определим мощность трансформатора до установки батареи
BTp=TM+Qf “/2°ог+900 «1500 КВА.
Выбиреег' по таблице трансформатор ТМ-х60Ю/10 мощностью 1600 кНА.
2) Определяем оптимальную реактивную мощность
Qg=P1tg4>e-=12OO»O,25=3vO Квар.
9
3) Находим необходимую мощность конденсаторных батарей
4'0=0, 0г=9С>' ЗО>.ьои квар.
Выбираем из таблицы четыре батареи УК-С,;<8-153А м щностью гю
lt>d квар. Таким образом. (j^«4*ibO"60U квар.
Нескомпвнсиронаинвя реактивная мощность
•Знескомп.-С‘1 ЧТ*" b’"-”*1” «“₽•
4) Определяем мощность трансформатора после К‘ мпенсвции
:’п—‘ ‘<!егг кВА-
Выбираем дня трь.кф рмяторя “М MU/I0 общей мщчостью 1260 кВА.
Таким образом. компенсация реактивн-й мощности позволила
установит., вместо трп;1с.|гф»4ятора 1ЫХ) кВА два но ЬЗО кВА.
Для мостовой цепи, не находящейся в равновесия, определить
выходное напряжение не измерительной диагонали.
РАЗДАТОЧНЫЙ
МАТЕРИАЛ
4
аярилит
Определить выходное напряжение,
если USx = 10 В. Построить
топографическую диаграмму
1
2
с
usx!
I
У
« L
О
Хехго'/Том.
Rs 10 Он.
X = 1 O'/Т Ом.
L
ВАРИАНТ
Определить выходное напряжение,
если UBx = 10 В. Построить •
топографическую диаграмму
Хс= 20
XL= 10
R = 10
ЦБх
и6их
Он.
Он.
Ом.
ВДРИЯМТ 4
Определить выходное напряжение
если О вх — 10 В. Построить
топографическую диаграмму
Us
Хь=10 Он.
Rsio/T Ом.
Хс = 2 О Ом.
0ДРИДНТ 3
Определить выходное напряжение
если Овх = 10 В. Построить
топографическую диаграмму
Хс=70
R1=10
“XR2=30
X.s40
м
Uftx
У
Ом.
Ом.
Ом.
Ом.
-2V-
f
-гг-
Практическое ванятне №
"Амелин четырехпровадкмх в трехпроводшх трехфсшш цепей’
Задача I.
А е С N
На рисунке жаображеия схеме
четырехпроводаой осветителън:>й
сети жилого дома. В фазы А и р
включено по 26 ламп, в фазу с
-15 ламп. Номинальная мощноег
кввдой лампы Ря-60 Вт, Оф-127
Определить токи в линейных и
нейтральном проводах, построй"
векторную диаграмму напряжений
,н токов.
Решение
Мощность кввдой из фее P^-Pg-60*26-I600 Вт; Рс«60*1Б«900 Вт.
Линейные токи 1А-1в-Рд/0ф-11,8 А; 10-Рс/Цф-7,1 А.
Построим векторную диаграмму фазных напряжений и токов н определл*.'.
Так как нагрузке резистивн. ч,
то векторы токов оовпвдагт ।
фазе с векторами напряжений.
Хв в хе. Ток в яейтра.1 । «
проводе 1л-1д*1в*1с.
Хм-П,8-7.1-4,7 А.
i„-4,7e-*Л.
Вопрос: Кек изменятся токи в фазах живив нейтраль > »
проводе, если перегорит продохраниталь в фазе С 7
Ответ: I. и Хв не изменятся; 1к-11,в А.
-26-
Выдать раздаточный материал ЛБ.
Ответы:
1 г 3 4
ключ замкнут 22 А 16 А 22 А 16 А
Ключ разомкнут 0 и 38 А 0 * 38 А
Задача 2.
Трехфезный асинхронный двигатель. обмотка статора которого
соединена звездой, подключен к сети с линвйнш напряжением
0=380 в. Сопротпьлэнив фаз обмотки статоре R=3 Ом я ^=4 Ом.
Опредалтгь фазные напряжения и токи в мормальяом режиме . а такте
при обрыве в коротком замыкании фазы А.
Ревеню
В нормальном режима
0a*Db=0oe°®“220 В: А
При обрыве фазы А
и.-и =0/2=190 В; о.»Узи/ги?29 в; I =о; г =1 =38 а.
DC О ADO
При коротком згюкении фазы А
0^*4^=11=380 в; DB*o; А; 1^131 А.
Задача 3.
Трехфазный двигатель Рн=7 кВт включается в сеть 220/380 В и
имеет иоеффш'иент мощности оо«р=о,е? и кпд ц=87%. Определить
ток в проводах, с помощью которых двигатель присоединяется к сети
при соединении фаз его обмотки треугольником и звездой.
-21-
Решечиа
Потребляемая двигателем мощность Р=Рн/тр=8,05 кВт.
а) при напряжении сета ин=220 В фазы обмотки соединены треуго-
льником. Тогда i=P/(-/3Uoos<p)=8050/(1.73*220*0,07 )а72.7 А.
б) при напряжении сети 380 В фазы обмотки соэдавзны звездой.
Тогда 1=8050/1,73*380*0,87»42,О А.
Задача 4.
Три группы 100-ваттных ламп с ин=220 В включены
треугольником, причем на линейное напряжение включено 30 ламп,
ив напряжение и^- 15 ламп, на напряжение иоа- ю ламп.
Определить фазные и линейные токи.
Решение
Ieb4,abZnab’30*100/220“13-6 As W13*6
Ibocpbc/uao“15*1oo/220"6,82 ** 1Ьо=6.8гв''1’гоС>ш6«ег("0’5~Л0’6в5>а
“(-3.41-J5.9) А.
L..“*„«.'4«.‘;1O*1OO/22O=4,55 А| i =4,55е3,г0°=4,55(-О.5+Л0,в65)-
О* UQ О" О®
»(-2,27+J3.94) А.
Лилейные токи определяются в соответствии с I-ым законом
Кирхгофе для узлов А, В, С.
I4“^ab'^oe* *в"*Ь<з~*аЬ{ 3С=*еа "Ц>о
Например, \=13,6+2,27-J3.94*15.87-J3,94=l6.34e~j’4° А.
-22-
Раздаточный материал Я5
Вариант I
Uj,=3S'j в
Определить ток в нейтральном
проводе при замкнутом и ра-
зомкнутом положении рубиль-
ника.
Построить векторную диаграм-
му
Вярявхт 2
ид-зво в
Определить ток в нейтральном
проводе при замкнутом и ра-
зомкнутом положении рубиль-
ника.
Построить векторную диаграм-
му
Вариант 3
ид-380 Р
Определить ток в нейтральном
проводе при замкнутом и ра-
зомкнутом положении рубиль-
ника.
Построить векторную диаграм-
му
в1риаит 4
ид-380 В
Определить ток в нейтральном
проводе при замкнутом и ра-
зомкнутом положения рубиль-
ника.
Построить векторную диаграм-
му
-29—
Практическое занятие Яб
"Магнитные цепи переменных магнитных потоков*
Задаче 1.
I. Определить сопротивления R, Ро» хо последовательной схемы
замещения катушки с тороидальным сердечником по следующим опытным
данным:
а) при включении катушки в цепь постоянного токе приборы показали:
вольтметр - 3,5 В; амперметр - 2 А.
б) при включении в цепь переменного токе частотой /*50 Гц приборы
□оказали: вольтметр - 120 В; амперметр - 2 А, ваттметр - 70 Вт.
Решение.
в) по результатам измерений в цепи постоянного тока определим
сопротивление R катушки
R=U/I»3,5/2-1,75 Ом.
б) по результатам измерения в цепи переменного тока определяем:
PMerM-Rl2«i,75»2?»i,75»4=7.° Вт
^стели”рцепи_^меди*7С_7“Ь7 Ьт
RO“RCT/1 -ЬЗ/4-15.75 СМ
Zte«U/I-12o/2«bO Ом________
Xo-^7- (R+Rj^/eo2- (17,5 )S-/зьоо-ЗОЬ, 25-/3?93,75-57.4 Ом
Lo-Xo/W-57,4/2r./-57,4/314-0,ie 171.
2. Для катушки из предыдущей задачи по результатам тех ве
измерений определить параметры параллельной схемы замещения и
найти токи в ветвях а той схем*.
Xc-1/tKo^Xo)-R /(R2 < )-JXo/(R2 +x*)-ao-jBo
%-15,75/(15,75 *57,394-4,47*10 “ 1/VM
Во-57.39/(15.75г«57.39г>«1Ь,2«Ю ' 1/0м
U -IZ ,?»ЛАх^«2»У15,753+ 57,39^-2*59,5-119 В
О О о о ’
I^a^’114’4,47’10 ’-°,53 А
I -В и -119*1Ь.2»1О"3-1.93 А
р ° °
А.
-30'
Задача 2.
Определить аквивалаптнуп индуктивность кьтуп'ки с
ПРЯМОУГОЛЬНЫМ МаГНИТОПрОВОДОМ ИЗ СТаЛИ loll, ИГаЛЩГМ ВЭЗД/ТЛПЫЙ
зазор О-о; о,5; 1 ш, ш-200 битков, и-50 в, /-90 Гц. Потерями в
кагушче и сердечнике пренебречь. Задана зависимость B-f(H) для
стали ЗУл&.
в Vm □ 200 4 ОС 600 еоо 1000 1200 1400
вш Тл 0 1,25 1.4 1.53 1,62 1.7 1.75 1.8
Решение.
Определим величину потока в сердечнике:
®m-U/4,44»/ti)n53/4,44’5O»aOO-11,3’Ю"4 ВО.
Спрецелим площадь сечения сердечника:
В-32«10"г.20*10“3-б40» 10“®-6,4*10"4 М2.
Clip"делим индукции:
®ш" V8’11 »Э»10"4/6,4«10"4-1,75 Тч.
По зависимости B-f(H) определим в -1200 л/м.
Определим Пр в воздушном зазоре: Пв[А/м)-8«Ю6*в £Тл]
Ц,. 8»1ОВ,1,75-14»1СВ А/М.
Определим длину средней линии:
l„p-4t>t 4(.wto+^o '1во ММ.
-з/-
Опрадахик ток а гттуткч к экаквалвитнув ицдуктнамосп кятувка при
pasJitR№9c aasopcx:
а) £-0.
П® аакоцу полного тока: I*w fjo S - О
i. iu*i /у -1аю»мо’кг8 /аюпо.96 *.
4акв" V/ul вб0/ЗМ»0.96Н).1И Гн.
б) $ *> 0.5 км-
I 4U <1200460’10Al4- IO"5-© ,5- ТС-^200 ! -
-(I92+700)/200-4.46 А.
4а„ «50/314*4.46-0.035 Гн.
%S.Ikm
1 <1200460-io-3 + 14-IO5,10-^200 «(192 ♦ 1400)/200-7.92 А
4ВИ "50/314-7.95-0.20 Гн.
VK9
Трансформаторы
Задача I.
Выбрать трехфазяый трансформатор для установки его на цеховой
трансформаторной подстанции (ЦТП1), питающей распределительные
пункты ИИ-ИИ участка цех MI. которые потребляют анергию,
характеризуемую следующими данными:
а) активные мощности распределительных пунктов ИЦ и И12
соответственно равны 1^*100 кВт, Рг=16О кВт (осветительная
нагрузка);
б) паспортные данные асинхронных двигателей АД -АД*
распределительИ' ”о пункта И13 приведены в таблице:
Двигатель тип р ГН('М кВт 1ВОМ Ч1ОМ оов,₽ном гяом В W1™
А f
ч АА/^-ЫМУЗ 90 IG2 93 0.91 380 7.0
АД, 4АЛ/.ЬМ4УЗ Ь5 I0U 92. 5 0.90 380 7.0
4А/И(А14УЗ ПО ДЛ 92. Ь 0.90 380 Б.Ь
-32 -
в) расчетные значения коэффициентов мощности и спроса, средние для
ЦГП, соответственно равны оо«ро-0,75 , Ко=0,8. Коэффициент спроса
Ко учитывает неполное и неодновременное использование нагрузок
ИП-РПЗ. сов<ра - средина коэффициент мощности на участке цеха >1 с
учетом его снижения при неполной нагрузке АЛЦ-4Д,. Расчетные
значения коэффициентов мощности и спроса для различного
оборудовании приведены в табл. I.
Технические характеристики трехфезных силовых трансформаторов с
масляным охлаждением типе TW приведены в табл.2.
Решение
Определяем активную мощность двигателей АДЦ-АДд (ИВ);
Рз“р1 но*/’’; иом+ргном/^гпом4 рзжя/тЪном’
-90/0.93+55/0,925+110/0,925-275 кВт
Суммарная активная мощность всех распределительных пунктов:
рсдаи-Р1+рг+р3-1ОО+1бО+275-535 кВт
Находим расчетную мощность трансформатора:
Вр-Ко*РоВО(|/оовфо-0,8*535/0,75-570 кВА
Из табл.2 выбираем трансформатор типа ТМ ближайшей большей
Hj^-eSD кВА.
Таблица I.
Расчетные значения коэффициентов спроса в мощности.
п/п Наименование оборудования Ко ооафо
I. Воздухонагреватель 0,75 0,6
2. Вентилятору 0,7 0,8
3. Нагревательная печь . 0,8 0,95
4. Компрессоры 0,8 0,75
6. Дробилка 0,6 0.7
в. Ленточный транспортер 0,7 0,7
7. Металлорежущий стенок 0,3 0,5
8. Склад промпродуктов 0,5 0.75
Таблица 2
Технические характеристика трехфевных силовых трансформаторов
о наслянмм охлаждением типа ТЫ
Номинальная мощность. BHOM’ ‘в* Номинальное напряжение,В Схеме соединения Сопротивление трансформатора, См
первичное вторичное
^тр *тр
1бо 600015# 400/230 X/Yo 0.0166 0.0198
250 600015# 400/230 Y/Yo 0.0095 0.01Э6
400 Ь00015# 4ОО/2ЭО i/Yo 0.0055 о.ооее
630 600015# 400/230 i/Yo 0.0031 0.0074
1000 600015# 400/230 i/Yo 0.0019 0.00476
1600 600015# 4ОО/2ЭО fi/Y0 0.0011 о.оозо
-ъч-
ПРАКТИЧЕСКО! ЗАНЯТИЕ Jf?
"ШИЯНЫ ПОСТОЯННОГО 'ГОКА"
Задача I.
Генератор постоянного тока (ГИТ) параллельного возбуждения
имеет следующие данные: ношнальяая мощность 16.5 «Вт,
номинальное напряжение Од^-ИБ В,номинальная частота вращения
« 1460 об/мин, сопротивление обмотки якоря в нагретом
состоянии Rfl-0,0424 Ом, сопротивление цепи возбуждения Rg-20,6 Ом,
число полюсов 2р»4.
Определить:
I. Электромагнитный момент генератора в номинальном режиме;
2. кпд ГИТ;
3. относительное снижение напряжения ГИТ при переходе от
холостого хода к номинальной нагрузке;
4. построить рабочий участок внешней характеристики.
Механическими потерями пренебречь.
Решение
I. Схема замещения ГПТ параллельного возбуждения.
Из схемы замещения:
гяном" 1вном+ хяом* ииом'/ив
* Гномоном- ПБ/20«6 *
+( 16.Б 1(Р)/П6 - 149 А.
ЭДС генератора:
В " ином * Кя1яном” Пб ♦ 0,0424*149-121,3 В.
Электромагнитный момент:
И « 9.55*Р0|/лном=У,55*(«*1ЯЖИ|)/пно1(-ч,55*(121.3 * 149)71460 и
ж 119 Нм.
2. К ГПТ от обмотки двигателя подводится механическая
мощность:
р1’ рмех" рам + ^мех’ т’к' ЛРмех‘°’ 70
рвм“ BI.-I21.3*149 - 18.1 кВт.
Г*7Д им п
Т} - P2/Fi-I6,5/I8.1aO.VI5.
3. Относительное снижение напряжения ГПТ при переходе от х.х.
к номинальной нагрузке.
При х.х. напряжение и., будет равно аде генераторе, т.е. и0-В.
Ли - (Un-U„„„)/U,*1OO« » (121,3-11Ь)/121,3*1.00 а Ь,2<
xJ пОМ 'J
Внешни» характеристику ПГТ будем строить по двум точкам,
соответствующим XX и номинальной нагрузке.
При холостом ходе:
I. -О-
1ном"рном/ином"’143 4
Качественно м жно проанализировать, кек изменится вид
внешней характеристики при изменении &я и частоты вращения.
Выдать раздаточный материал Ж74.
Характеристике холостого хода ГПТ для всех вариантов:
В. В ) 10 | 100 | 160 | 200 | 24!! ] 2Ь0
Твл I о ПлзТо.'Гг о.ь [ о.П i “
___________________________________ Ответы:
N вар. 1 2 3 4 Ь
и» Гл? В R,(»23 См ип-ип В Йя-5 Ом R.,-zI ом
Задача 2. Двигатель постоянного тока (ДИТ) параллельного
возбуждения имеет следуацив номинальные параметры: ином'22° В.
Гд^-21,71 А, п^^-740 об/мин.
Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии
Ня-1,165 Ом, сопротивление цепи возбуждения RB’31O Ом.
Определить:
I. Сопро^.шлэние пускового реостата Рп„ который надо включить
я цепь якоря, ч/обы ток якоря при пуске был равен 1га»2.Ь 1Ш{.
2. С каким добавочным сопротивлением <(о0 необходимо включить
реостат в цепь якоря, чтобы двигатель при неизменном моменте не
ваду понизил частоту вращения до Б00 об/мин ?
Как изменится при атом кпд ? (механические потери считать
рангами нули).
3. Построить участки искусственной и естественной
механических характеристик.
Решение
I. Схема замещения ДИТ параллельного возбуждения.
Ток параллельной ОР:
1В- VjTOj/Йв- 220/310- 0,71 А.
Номинальный ток якоря:
1явом* 1ном“ Хв~ А.
Пусковой ток якоря:
W иио»/{вп+ия>; «п-^ном72’5 1яя>-ия’ (2^>/2,6 21М.16Б «3 Ом
2. При включении реостате с добавочным сопротивлением рдоб в
цепь якоря ток якоря не изменится, т.к. нагрузочный момент, и и Rp
остаются постоянными. Следовательно:
вном” яг * (”я * идоб)*1яном.
Ж? - еде якоря при гь,- 500 об/ияя.
Определим Bg.
Для этого запишем выражение для 8,1^= 740 об/мин) и
Bg(ng-5O0 об/мин).
R, - о Ф п.,;
Eg- о Ф ng.
В этих выражениях Ф - const, т.к. U » const и Rp- const.
Разделим первое выражение на второе:
K^/Eg- nf/rig Bg- Ef (ng/n^)
ЗДС в, найдем из уравнения электрического состояния цепи якоря:
В.- ии™. - «а1о - 22° - 1.166 * 21 - IBb.b В.
I HOJW м и
В?’ (195.5 • 5оо)/740 - 132 В.
Rbo6” (ином~В2>/1яном ' Пя” 1220 * W-W™ ' 1.1*Ь ’ 3,03b ОМ.
nUM с. Mri’JIW п
Т) - Pg/P, .
Р,- инпмТном £20*21,71 - 4770 В.
i
рг” рэм “ ЛРмах'
Т.К. ЛР^ц’О, ТС 1'г-Рчм’В1я.
Определим кпд irpn частоте вращения NO об/мин.
Рг(1)-Рэм1- Мяном’ 1ЧЬ-Ь * 21 *ию Нт-
1), • PgCD/r,- 4КНУ477О - 0.В6.
Кпд при частоте вращения ЬОО об/мин.
рг‘р>' Гэмг *>*«ятм' 1з:: *21 ’ 27й’ Ьт‘
Т1? Pg(2 1/PT- 271.0/477< - 0.5В.
Кпд v-менъшился !
3. Механическую характерисьчку эудем строить по двум точкам:
I) идеальный холостой ход:
2) номинальный режим.
В режиме идеального холостого хода (' _м В, следовнтьльн >:
V ин~ о Ф и*.
В режим”. номинальной Нагрузки: в,- о Ф г^.
Отсцда:
П*- Вх/К1 • п,- 220/195,5 • 740 - 834 Об/МИН.
Определим номинальный момент:
Задача 3. ДПТ параллельного возбуждения имеет следующие
н'“инэльны« данные: и^-220 В, 40 А, ^ном" 1000 об/мин,
Ipg” 1,2 А. Сопротивление обмотки якоря в нагретом состоянии
ВЙ“О.Ь См.
Как изменятся частота вращения п и ток якоря 1я при
неизменном моменте, если подведенное к обмотке якоря напряжение
учень-лть да 160 В и при стом ток возбуждения поддерживается
неизменным.
-3J
Решение*.
I. Номчяел! ны! ток в обмотке якоря Тян- 1^,,^ твн 40 - 1,2 -
- Зв.8 А.
Вращающий момент при обоих напряжениях
* “ ° ® Ъш И "Г 0 ® 1ЯН1-
Т.к. по условию М-at, и при IB oonat Фи®1, то должны быть равны и
токи якоря, т.е. 1^- ifl1- 38,8 А
Частоты вращения при обоих наряжениях:
" ’ (ином- Яя1ян,/в • ПГ <иГ "я’яР*1 ®i •
Т.к. I - I , и ® - ®г то п/п - (и -R I >/(и -вя1та) -
- (100 - 0,6 * 38.8)/(220 - 0,6 * 38,8) - 0,8.
Отсюда: n|« 0,8 • п - 0,8 * юоо - еоо об/мин.
Выдать равл то^ материал *7Б.
Ответы:
К вар I 2 3 4 5
п'0-2750 об/МИН Р-520 ВТ п-360 об/мин К-11 К’-2,2 n'-looo об/мин
Раздаточный материал Я7А
Вариант I
Генератор постоянного тока независимого возбуждения работает
при 1в=О,4 А. Сопротивление обмотки якоря «я=2 Ом.
Сопротивление нагрузочного устройстве 1^-38 Ом.
Определить напряжение не зажимах BIT.
Вариант 2
Генератор постоянного тока независимого возбуждения работает
при В и создает ток якоря 1я-8 А. Сопротивление обметки
возбуждения 1^=220 Ом. Сопротивление обмотки якоря Вя-2 Ом.
Определить сопротивление нагрузочного устройства.
Вариант 3
Генератор постоянного токе независимого возбуждения при
подключении нагрузочного устройства сопротивлением Нд-Й.Ь Ом
оседает ток якоря 1я-20 А. Сопротивление обмотки якоря Кя»1,о Ом.
'>'П]ютивление обмотки возбуждения Ом.
Определить напряжение возбуждения 0_.
В
Вариант 4
Генератор постоянного точа параллельного возбуждения при
напряжении и-2?<_> В имеет нагрузочный ток 1,рЬ А. Сопротивление
обмотки возбуждения Rp-VA* См.
Определить сопр'тивл-чип цепи якоря.
Вариант Ь
Генератор постоянного тда незяви''имч'.. в* осуждения в режиме
подпетого хода имеет напряжение <;ж-г’>4 <. »>пр •тив.пенип 'Ом тми
голоуждения Нв 210 М. ;Ч1р ТИЯЛОТЛР тки ЯК- ря Вя-4 .'М.
’прндоллть с“пр тинленио чя1'ру:ч <н . уетр Яства, если при
ое ! >кчл»гн<нии напряжение генератора пяляет До U-гю Н.
-tt-
Ра«здлточний ватпрвал Я7Б
Вариант I
Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения имеет
следующие номинальные данные:
напряжение ином-220 В; ток 1№М=1б А ;
частота вращения Пд^-1780 об/мин.
Сопротивление обмотки якоря Кя-3 Ом.
Сопротивление обмотал возбуждения Rg-220 Ом.
Определить частоту вращения ДПТ в режиме холостого ходя при
Ф^ном а »-0«e %м-
Вариант 2
Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения имеет
следупцие гоидналоные данные:
напряжение cHOM=220 В; ток II А.
Сопротнвлвгио обмотки ‘коря Яд-3 Ом.Сопротивление обмотай
вовбуждаиия Rg«.22O См.
. Определять сухьирные елэктрические потери ДПТ.
Вариант 3
Двигатель постоянного тока независимого возбуждения имеет
слвдувщай иокинальныь данные:
напряжение U0OH-22C В; ток 1^-100 А;
частоте вращения п^^бОО об/мин.
Сопротивление обмотай якоря йя-0,2 Ом.
Опрэдалять частоту вращения двигателя при сопротивлении
реостата в цепи якоря Rp-4 рд и неизменном моменте ня валу
двигателя.
Вариант 4
Двигатель постоянного токе независимого вопбувдеяия имеет
номинальные данные:
напряжение и^-ПО В; мощность Р^-8.8 кВт; *.
Сопротивление обмотки якоря Rfi’O.-i Ом.
Определить кратность пускового тока <тЯтахх(и,Г)Ч) Щ'И прт* м
пуске и в случае, если сопротивление пусковое pt« (тятв R1T~4 пв
Практическое занятие N8
"ТРКХФАЗНЫЕ АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ"
ЗАДАЧА I.
ТАД с фазным ротором серии 4А рассчитан для работа от
трехфазной сети напряжением 220/380 В и имеет следующие
каталожные данные:
Phom кВт При номан. нагрузке Ктах7мном «п/ином 1п/1ном
и, об/мин 1). « ооеф
;й,о 2940 88.5 0,91 2,5 1.4 7.5
1. Определить для номинального режима:
I) мощность, потребляемую из сети
₽l” Рном71! * 22/0,885 - 24,85 кВт ,
2) мне нт, развиваемый двигателем
«ном' «*66*,номл’ноМ ' - 71,4Ь Нм,
J) ток статоры при включения ТАД в сеть с ид=380 Н
’.|>М 3 Г/(’75*Г»совф|. (24,85*10-)/( A*jh<j»' ,91). 41,5 А,
1 > скольжение
Ь,(,.м” (П, - (juo<> - 294o)/J'4>0 • ЬО/ЗООО - О.о2,
’ :< г ту Т'ча в р т ре f1«o - 5o*'’,.i? - 1 . ц ,
j -С». ДОЛИТЬ ДЛЛ lljUIWJmJIAJ рожшчо.
^от = 1.4 * М^ » 1.4*71,46 - 100 Нм
" 7-6*’ном- 7.6*41.6- 311,26 А
Бпуск- Ь ““° ' Г2 " «О
, Определить для "критического режиме":
Щвд= 2,5»»^^= 2,6*71.46 178.66 Нм
ЬдрЧ гВцои =* 2*0,02-0,04
п^рй n^CI-Вкр) ж 3000 * 0,96 - 2880 об/мин
, Иэхамическув характеристику строим по четырем точкам:
р, об/мин 0 2880 2940 3000
Ы. (|м “ 100 178,66 71,46 О '
Йожяо ли осуществить пуск двигателя при номинальное нагрузка,
если напряжение сети снизится на 20 Я ?
|**ПУСК'/МПУСКЯ *0,8*UHOM^ ^НОМ “ °’64’
отгудв М’дудк» О.бДМдуск - 64 Нм, что меньше М^- 71.46 Нм.
tlycif двигателя невозможен.
Нарисовать механическую характеристику при U»o,B UHOM-
Выдать раздаточпнй материал >8.
г - > N варвднте Ответы
4 1 Р.ном’00 W720
< 1 » 2 5Чом-0.045; W500 Лч
3 W0-02: Р1=* кВт: Г2е ’ Г*
♦ 4 Р^З.8 кВт; Т|НОМ₽12.5 А
1 5 т г11гм=0.П4; Р, га кВт;
-до -
Задача В.
Найти сопротивление резистора, включенного в фазу обмотки
роторе для снижения частоты вращения двигателя до 2460 об/мин.
Показать искусственную механическую характеристику. Сопротивление
обмотки ротора Re-I Ом.
• Решение
При определении ндо0 можно исходить из того, что при одном и
том же моменте, например при , отношение соответствующих
скольжений равно отношению сопротивлений цепи ротора, т.е.
6'HDM/BH0M-(B2+Rfl06>/R2
вдоб”^6,ном>,Бном"1^вг“^ <пном'п'ном,/1по“пном^нг”480/6° *1,а °*'
Задача 3.
Как изменятся ток, мощность и оовф двигателя предыдущей
задачи, веян двигатель будет работать о моментом М-и.ЬЯ^. При
решении задачи принять следующие допущения:
а) при изменении нагрузки от нуля до номинальной значение
реактивной мощности останется неизменным и равным Q1HOM;
б) хпд ТАД возрастет линейно с увеличением нагрузки вплоть до
а затем остается постоянным и равным ijg^.
Решение
1. Момент М-О.ЬМд^-ЗЬ.73 Нм.
2. Частоте вращения п*(по+пНом)/2-(31Ю0+2940)/2-2970 об/мин.
2. Мощность P?JPn/9,5t>all ,1 кВт.
4. Мощность 11,1/П,88Ь - 12.Ь кВт.
Ь. Реактивная м>чцность " 22 * “ Ю,12 квар.
6. Полнея ж>щность в - Z<F , * ) * 16 кВА.
7. S/vj*U • 1ь//3 • Ж> " 24,3 А.
У. ооаф - Р,/В - 12,5/16 = 0.78.
падение сопровождать п-ч-троежем рабочих характеристик Ж
анализом.
РаадаточкиВ штерыал ИВ
Вартаит I
j Трехфееаий асинхронный двигатель имеет следуищяв номинальные
данные; Рд^*72 кВт. г-ном"956 об/мин, ^м’9О1, оов^^-О.9.
Ойрёдалить ноканальанЯ момент и мощность, потребляемую из сети.
Вариант 2
Трехфеэпый асинхронной двигатель имеет слэдуотие номинальные
дая ае: РяомжЬО кВт, Пд^-955 об/мин, ц№М--’8О%, оовфд^НЭ.Рб.
pnpi делить номинальное скольжение и ноииннльпий момент.
I
{---L------------------------1--------------------------------------
Вариант 3
‘ !
‘ j Трэхфезний асинхронный двигатель имеет следующие номинальные
давиые: Риом-3,2 кВт, Пд^/735 об/мин. 1^=80» и оовф^пО.В.
Определить номинальное скольжение, мощность, потребляемую из сети
К частоту токов ротора.
i |
Вариант 4
Трзхфазпнй асинхронный двигатель имеет следупцио номиппльйые
данные: Р}юм-3,42 кВт, п^-1440 об/мин, Рн0и=«И. оопФном=0,9*
Определить мощность и ток. потребляемые из сети. ил^20 В.
j Вариант 5
'
1 ' j Трехфазный асинхронный двигатель имеет следующие номинальный
денные: рдам-20 кВт, п^ЭбО об/мин. ^--ЯОЯ. оо^впм^.Н2.
Определить номинальное скольжание, а также модность, потребляемую
из сети.
-к-
Практическое занятие й 9
"СИНХРОННАЯ МАШИНА В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ"
Задача I.
4-х полюсный синхронный генератор отдает в энергосистему
активную мощность Р-68,25 МВт при токе возбуждения 1в=500 А.
Паспортные данные генератора: Рном=100 МВт, иН0М»15,7Ь кВ, Х-3 Ом,
^ном’0*9-
I. Начертить схему замещения фазы статора.
2. Записать уравнение электрического состояния и определить тек
статоре, коэффициент мощности и реактивную мощность.
3. Построить векторную диаграмму.
4. Определить момент, развиваемый турбиной.
Ь. Определить максимальную мощность, которую мог бы отдавать СГ на
пределе устойчивости в синхронизме.
, Решение
Фазное напряжение генератора 0^^= 15,75/УЗ«9,1 кВ.
Угол рассогласования в определяем из уравнения угловой
характеристики Р'(30фЕо/х)в1пе.
ЭДС Bt определим из Характеристики холостого хода СГ Во-15 кВ
при IB-b(JO А.
ainH- (Р»х)/(3*0ф1ЮМ*Во)Чьа.25‘1Оь‘Э>/(3»9,1‘103‘15»1О3)»О,5;
У-30°.
Ток статоре
i (Во O)/JX’ (15«eJ3° -4,1)/J3--(7,5*VJ^J»7,5 4,l)/j3>
-Л5-Л*1,3' Р.8.е-^ >”кА.
Коэффициент мощности
оожр-- coal-??"Эс” )-ч,н9 (инд. хвректер'
j юн.чтлвнея мощность
J' >*ufII,>M*l*ei,l'r’ .’•>), 1*<f,8»o,4b- 35.1b Чв».р.
Момент турбины
М ( ., «>»(«.Нм.
Максимальная мощность
r'oir.e » ья.ръ/о.ь • 1зь.5 мвт.
-w-
Вопрос: Как изменится режим работы СГ, если упадет давление в
напорном трубопровода, вследствие чего уменьшится момгпгт втого
генераторе 7 Изменение режима указать на и-обрезпнх и угловой
характеристиках. Построить соответствующие ВД.
Ответ (задача 13.10).
Вопрос: Как установить коэффициент мяцаости CI' сначала равным
единице, а затем 0,7 при отстающем токе статора (P-aonet) 7
Построить угловые в и-обравные характеристики и . отметить не них
точки, соотввтствущие заданным режимам. Построить векторные
диаграммы генератора. Показе ь, что воеф можно определить из
и-обраенмх характеристик, если известны значения 1^^ юовф«1) я
тока в заданном режиме (если p«oonet, то 1совф-1т^п, ®ит<р»Г[г£л/1)-
Видать раздаточный материал Ж).
квар. I 2 3 4
от- увел.м^ измен.Ip увел.!р t увел. Мууре
юти Mj-0 Kg-ICpHM кВт шах u^-i.giKHM оов'р1 -=сое<₽2 • 1/2 0»30° М-318 НМ
Пояснения к раздаточному материалу Ж..
вариант I.
«2» Р/Ц}- J14*1O?/3M« 1С3 Нм.
вариант 2.
Ртт- P^/einx/б- 300/0,5- боо кВт,
9,55*(600/3000'» 1,91 кНм.
вариант 3.
оовф^» ловф?- 1 кА/2 кА.
вариант 4.
Bin6=1 Г'0/200 -1/2,
М-9.55»((10С.»10)3/ЗСЮО)-31в Нм.
-4У -
Видичи А.
В цехе установлено несколько ТАД- Их общие деянье:
оовф-0,ь (ивд) <р-53° Рн«124 **’ ин=380 В.
Предполагается увеличить активную мощность приводов в 1,8 резв, но
так, чтобы ток в линии увеличился незначительно. Для этого
установлен СД не ии=ЗВО В, созф-о,в (емк.), Рн=100 кВт. Определить
коэффициент мощности и ток, потребляемый цехом до и после
установки СД,
Решение
I. Мощности АД и ток, потребляемый цехом до установки СД:
Щдд- ₽H*W- 124*1,33- 1ьь квар,
Вдд- Вц/оозф- 124/0,6- 207 кВА,
1дд- S/(/j*UH)-( 20?*103)/(/3*38О)=314 А.
И
2. Реактивная мощность СД:
«ед» P*tg37°- 75 квар.
3. После установки СД:
Оощая активная мощность
Общая реактивная мощность
Общая полная мощность
?0” РАД + РСД" 124 +100-224 кВт.
Ч/ Чц " 4yf 1е6 - 7Ь • W квар,
8О“ Ч>2^ A?242+ 912 >’242 кВА,
лозфу- Pt/SL-224/242-O,92b;
I0’S0/(i6*UH) ',242*I0J)/(/5«38O)-3bS А,
‘?ок 1Q увеличился всего на 1в%.
I
I
-50-
гм
u—
x
<a
a
T
X
из
a
x
a
©
e
x
©
a
и
e
x
s
к
u
a
a
x
X
n
«
a
и
©
c
<o
x
x
S
e
«
£»
в
О ©
>2 «
<a
о
x
E иэ C
хдрак тгрмстикая»
Ka« перевести СГ из тД в т.2?
Рассчитать C©sc<>« м СО5Ф?
-54-
Раздал II."Электроника"
Практическое занятие JU О
"Надана&лые цепа постоянного переменного тока с
полупроводниковыми приборам"
I. ВИ!р1ШИТвЛ1.
Задача I.
В одаополутюрнодноы выпрямителе напряжение на вторичной
обмотка трансформатора и2-15О В. Частота сети г-50 Гц,
Сопротивление диода в прямом направлении я обратный ток репин
цулв. Для нагрузочного резистора сопротивлением Нц-2 кОм
определить:
а) среднее значение напряжения ГН-Ср# на нагрузке, среднее
значение прямого тока ^пр.ср.' максимальное обратное
напряжение диода uo6p.max.' коэффициент пульсаци!
выпрямленного напряжения р; выбрать диод для заданной схемы;
б) параметры ип Ср , и^р при подключении к нагрузке
С-фильтра бесконечно большой емкости;
В) коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения р и емкость
С-фильтра, обеспечивапцего постоянную времени разрядки
- глот, при сопротивлениях нагрузочного резистора кОм
И Rqg’SO кОм.
-62
рошоижо
Выпрямленное напряжение Од на нагрузочном резисторе
однополупериодного выпрямителя может быть разложено в ряд Фурье:
uH-U2maIt1/x+1/2»Binwt-2/x*(coe2u)t/3*o°e4wt/l5+....),
где Ш-2ИГ=2Х/Т.
а) среднее значение напряжения не нагрузочном резисторе:
UH.cp.’u(o,'u2m/1c=15o*V§/1t “ 67,5 в-
Среднее значение выпрямленного тока:
,цр.Ср.в 1H.cp.=UH.Cp.ZRH=67,^2*i®a 3 33.75 МА.
Максимальное обратное напряжение диода:
^ор.тах’ и2га“ и2*Л ’ а 212 В-
Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения:
1'“ и(1)т/ии<Г °’5*U2m/<Wx’* х/2 а 1-57-
Для выборе диоде бором 3Ut зяпес по току и обрети* му
напряжению, Т.0.
!д 44е? КА.
иобр.д.? 1 ,J*4.«0p.iWu4 Z/G В’
"гим параметрам уд плети>ряет ди д .'JUUZh.
О) ИДНЛХЬ’ШЙ (<М.Ч >СТ;1ПА С фильтр ОбВСЛВ'«ИРеиТ отсутствие лулъсвциЯ
к1.!рцж(»’гля ля ляеру.цеп. т.о.:
а.ср.* и2/5 * 2,2 ”•
-S3-
Орок»9 ОИВЧОНЖО вмирямлоииого tokoi
«ПР.СР.- *В.СР.- "n.cp.'V 2I2/2.103- iOG ma:
Макошальвое обратное напряжениеt
“обр.мах ‘ 2*U2»- «4 В.
Очевидно, что выбранный ранее диод ив подходит для «той слепи.
По величинам: 1_> пе мА и V1,3‘иобГ-^“ 651 в’
выбираем диод КД1ОБ0.
в) постоянная ьремеки разряди- ковденсетора
Т - V/t - 1/50 - 0,02 о.
Тогда t > ю • ч - ю • о,ой - о,г о.
Отсвда для наименьшего значения R^- 2 кОм,
°ф!> '1/ВН1и 0,2/2*10^” 100 мкФ.
По справочным данным (по ГОСТу) 0^-100 мкФ.
Дня наибольшего значения 20 кОм, для обеспечения той же
постоянной времени
сф2 * 't/Kj2-’o,2/2O»io3- 10 мкФ.
Для столь большого значения постоянной времени t можно
допустить, что разрядка конденсаторе через резистор Rg идет по
линейному закону. Тогда
°н.ср. ’ <VUnTAU>/2 V <йи/г>-
где Um - максимальное значение напряжения не нагрузке нч о
подщипанным Счрчльтром, Аи^ - разность между мяксимрлуым я
минимальным значением напряжения на нагрузочном резисторе н(.
-S4-
Нвпряжовт ш яогруоочмом реомоторо ровни цапрямииив не
конденсаторе, поэтому т.н. разрядка идет по линьйному закону, то
ио'1/сф*Г ldt " Аи“ ига*а,,/(сф*НнЬ
При атом коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения:
Р-(ди/г)/ин - (и^лгИцСф*(и^и^л/гСф*^))-
’Т/(гСфйдЛС 1-4/20^))_ т/(2-г.(1-т/2т)).
Поскольку г»т, то 1-(т/гт) а 1, следовательно.
р~Т/2Т- 1/2tf0- 1/(2СфВн*Ь0)« 0,0159.
Это на 2 порядка меньше, чем в однополупвриодном выпрямителе без
фильтра.
Задача 2.
Определить среднее значение напряжения ин ср, среднее
значение прямого токе 1Н ср, ' максимальное обратное напряжение
диоде оо0р<тах и коэффициент пульсаций р для тех же исходных
данных, но в двухполупериодном выпрямителе.
Решение.
D ин.ср’ 2игт/г= гУг * U2/T'J36 в;
2) ‘и.ср' un.cp/FHe ’ЗЬ/сгио3)- 67,5 А;
3) Тпр.ср' 1ц.сру/2 ” 67,5/2 а 34 мА;
4> и0бр.тах’ и2пГ и2,Уг ’ г’? В-
Ныдпть раздаточный материал №{ц
Ответы:
N пер 0,. 8 1 ^.ср’ А «н- О» Тип диода
1 1 ь<> 0,05 г
в ПК» - 1JO 15
} 220 о.З - 1Ь
1 5'3 45 13
ъ 40 0,05 - 3
ь ХЮ 1ЬО 17
2. Стебмлииаторы напряжения.
Задача 3.
Определить напряжение на выходе стабилизатора напряжения при
Нд-» и коэффициент стабилизации Кст, если им= ирх.ном‘ ливх'
(50*5) В, сопротивление балластного резисторе 1 кОм.
Вольтампернвя характеристика стабилитроне:
ист в 0 10 17 20 21 22 23
*ст мл 0 2 4 5 17 30 43
Репин*
I) Методом пересечения * характеристик находим напряжение
стабилитрона в номинальном режиме, построив линию нагрузки по
двум точкам?
60 В; 1^- Uj/Bq- 50/1*10^ - 50 мА.
Рабочая точке vBia#жж* 22.5 В.
2) По приращения входного напряжения, построив еще две линии
игру аки, имеем:
ивих“ ивых.яом * Аовмх*
«ВХ.М1П- ивГ АО - 50 - 5 - 45 (В).
^ВХ.маж* + AU - 50 « 5 - 55 (В).
КЗ: W.in’ ивх. .1г/”б • «Ь/1*103- 45 МА.
^з.таж’ "вх..^ “ 55/ШО3- 5 мА.
22 В < и_„_ < 23 В.
лигох - I В.
Тогда коэффициент стабилизации:
К(.-« (AUm/U„_)/(Al' X/UM_) - (10/50)/(1/22.5) 4.5.
VI оЛ 1»Л vnA иил
Задача 4.
Для стабилизации напряжения на нагрузка 1^= 2 кОм)
параллельно ей подключен стабилитрон Д811 с параметрами:
1ст.ш1п"' 1 1ст.гаах* 83 мА> 30 °*. который обеспечивает
напряжение на нагрузке UH= II В при изменении входного напряжения
от 17 В до 27 В. Определить величину балластного сопротивления
и коэффициент стабилизации Кст стабилизатора напряжения.
Решение
1) W’Si" ист/ян ” Л/(2*103) - 5,Б (мА).
2) ивх.ср’ {UBX.niin* UBX.irax>/2, ’ И7+27)/2 - 22 (В).
3) Тст.ср’* (1ст.т1п4 1ст.шах^/г “ 13
J-** ^’с.т.ср^ w ь’ь ж 18, & мА»
°) ивх.ср ’ J‘Bo + ист *
R6 и( ивх.ср ^т^ 1 ’ 11/ие.5»1О-э)- 595 (ОМ).
Выбираем по ГОСТу » бги Ом.
'> кст’ (ливх ивх"<Аиенх/ирНх’
a1,bx/aijBUx’(p6‘W/rh’/W/kh
Учитывая, что в стабилизаторе и Кж1*Яб. имеем
' т 'но/иди!’1ирых/1,рх,г(ад:/зо>(П/'1г>а1и-
-5?~
Раздаточный материал MIO
Выбрать: необходимый тип диода для заданной схемы выпрямления.
а) одиоподупериоднея схема б) двухполупериодняя
выпрямления схема выпрямления
» W м eFaFeP ° g 8 ® ш to ^.ср-0’06 А ^.ср-0-3 А ^.ср-0’05 4 2. u2-ioo В; 4. иг»50 В; 6. 0,-300 В; Я.н-130 Ом ^45 Ом Яд-чЗбО Ом
Параметры ^пр.ср.махс (А) иобр.макс. (В> ипр.ср ПРЯ *пр.макс (В) гобр.мэкс °Р“ %бр.мзкс (мкА)
Тип диода •
1 2Д101А 0,02 30 - I 5
2 ЗД1С2В 0,1 300 I I
3 2Д10ЭА 0,1 75 I -
4 КД1О4А 0,01 300 I 3
5 КД1О5Б 0,3 400 I 100 •
6 КД105В 0,3 БОО I 100
7 ВД106А 0.3 100 I 10
8 2Д201А Б 100 I 3000
9 2Д2П1Б б 200 I 3000
io адгогв Б 35 I воо
II КД202Ж Б 200 I 800
12 2Д204А 0,4 400 1.4 150
13 КД208А 1.5 100 I 100
14 КД20УБ 0,7 400 I 100
15 КД212А 1,0 200 I 50
IG КЦ40ГА 0,5 БОО 2,5 50
17 КЦ403Б 1.0 600 4 125
Практическое занятие МП
'Анализ усилительного каскада с ОЭ'
Задача I.
В усилительном каскаде с ОЭ используетоя биполярные
транзистор, имеодиЯ следущие параметры:
^=400 Ом, h^Mb, h22=0,5*iO-5 См.
Характеристики транзисторе приведены не раздаточном материала.
Поминальные денные транзисторе: Р„..п-25 мВт, мА,
КДих* ВДШ
икдоп-й0 ь-
ЭДС источника питания ^=10 В.
Определить сопротивления резисторов Ro и 1^, если Кцх=115.
Решение
1. Определяем
^К= (h11 *KUx^Z^21*K0xh11h22^ah11KUZh2ia1
2. Строим линию нагрузки по двум точкам:
1К 0 0к-10 В
ик О 1К- Е/1^-10 мА
3. Определяем координаты точки покоя
Irtn-IUO мкА 1„П'А.Ь мА
U0>.34 В Ъ.Ь В
4. Определяем в0
«б“(кп WzWV16na1t'/,w,10<1w кОм
Задача 2.
Рассчитать значения емкости разделительных конденсето[х'В,
р\лп '!>я. что диапазон частот усиливаемого сигналя
г I » • 1ц-Ь кРП, К(Ю кОм.
Решение
Выбираем Cj из условия
l/cI^e6’h1i/I0 s C,-1O/h„U)p8(J-I0*I0b/400*628.40 мкФ;
I/c2bJpa6wRn/'I0: с2’10/шИпЕ10*1°6/бгв*Ю*1и",'''1’Ь mk1
Расчет ведется по нижней чвстоте.
Задаче 3.
В условиях предыдущей зя-ечи определить максимально в- :<м- жное
входное напряжение. Записать выражение для
Решение
По входной характеристике линейный участок 120 мВ
и^-гОейьЛ, мВ
u6g-(340t2Oeln>rt), мВ
uR8«(6,612,3Blnwt), В
118^-2,3eln(arti1809) В
ивмхв’ких*ивхи"115*гг>’г,э В
Задача 4.
Определить Kl(, Kj, Кр, если 1^=10 кОм, R^-IOO Ом.
Решение
KU"RUx‘ ,Ri/ (Rn+FK > >‘hi 17 'h11 ’ ЬЙН)’115‘ <IL)/H >* C4U0/5U0 )-8J .6
К1"1вых71вх"ивкх/Нп* <h11/1,HX >'Ru* ,hi 1/RH>-6‘(4 'C/ICU1D' ’ Г-я
VW27-6
-60-
Выдать раздаточные материал МП.
Ответы
N 1бо мкА °во В Т хко МЛ ки
I 300 0.3 7.5 5 20
2 300 0.32 8 4.5 30
3 200 0,2Ь 7.5 7.5 40
4 240 0.28 7 12 40
-
Практическое занятие MI2
"Применение операционных усилителей"
Задача I.
Расчет инвертирующего усилителя.
Дано: 0вх“80 мВ, в, Нд-Ю кОм, ОУ тит ° 14О.УД7
Mgw/2 - коэффициент честотных искажений в области верхних частот.
Рассчитать значения R,, Rc<,, ft, в инвартирудам усилителе.
Найти верхнюю частоту /е (фак: льтетивно).
Решение
А. Определение сопротивлений резисторов.
I. Начертим схему инвертирующего усилителя.
2. Определяем коэффициент усиления усилителя
кос-ивнх/инх“4*1сг3/ио’5°-
3. Находим в00 из соотношения носяовя’10*10=100 ком
4. Определяем R,:
R1-Hoc/Koc-ICXj/5C 2 кОм.
5. Рассчитаем значение Rg. Этот резистор устанавливают в усилителя
для выравнивания входных токов.
R2-RlRoc/(R1+Roc)-2*J00/I02a2 кОм.
Выдать раздаточный материал MI2A.
Ответы:
1 2 3 4
R,--15 кОм «вых'4 В «ос-11 «ВЫХ’1-65 В Roc-200 кОм У™=50 мВ Кос”31 ивх ЮМ.-!
Б. Определение /в усилителя (фвкультятивн* ).
Параметры ОУ типа 140УД7: K-3000CI, /,-0,8 м.ц частота единичного
усиления; Vg^^O.d ^/мкс - максимальная скорость нарастания
выходного напряжения.
1. Построим АЧХ ОУ 14ОУД7. Для этого надо вычислить Кд в
децибелах: Кд201£К; Кд=88 дБ; КОСД=34 дБ.
а) Из точки, /|=О,в MlU на оси абцисс под углом 20 дБ/декаду
проводим наклонную прямую.
б) из точки Кд=88 дБ на оси ординат строим линию, параллельную оси
абцисс, до пересечения с наклонной прямой.
Построенный'график является кусочно-линейной аппроксимацией
ОУ типа 14ОУД7.
Й. Построим АЧХ инвертирующего усилителя:
Из точки КОСД=34 дБ проводим прямую, параллельную оси абцисс
до пересечения с АЧХ ОУ. Этот график является АЧХ инвартирующего
усилителя.
3. Определим М[( в децибелах ^(дЫ^-З дБ.
4.Для определения У'в на том же графике рисуется пунктиром
еще одна линия, которая проводится не з дБ ниже прямой для
Косд Э4-дБ, т.е. на уровне 31 дБ.
Ъ. Если опустить перпендикуляр на ось частот из точки
пересечений пунктирной линии с АЧХ ОУ, то найденное значение
частоты будет соответствовать Гц-10 кГц.
6. Выходное напряжение ^*-4 В, т.е. Бвцх>1 В,
следовательно, надо учитывать скорость нарастания выходного
напряжения ОУ. ilo этому параметру определяем
/”в У1!ЫХ/(г1С/2»4 >=а,47 кГц.
7. f инвертирующего усилителя при заданной величине
и.,.,,=4 В будит равно И,47 кГц. Если В, то /„=/•--10 кГц.
С>1жА * ГЗЫД И к>
Задача 2.
Расчет сунжеторе на ОУ
*"ю: Евх1’ г В- евх2’3 В- W1 В- ввнГ°-ь ком- %яг '1’-
«вяз’1 кОм'
Коэффициенты усиления по входам:
«oci-5- KOC2’2- W10- М* кОм. ОУ типа 1Ь.ШЦ.
Рассчитать еначения сопротивлений в сумматоре и
определить Одщ-
Решение
I. Выбираем Д^ЯОНд, НОС-10*2-20 кОм.
2. Из выражений для коэффициентов усилений в сумматоре:
КосГвос/(и1+ввн1 >"5’ Koc2-Roc/<R2+RBH2>-;>! 1WRoc/!’V,,m’-"
находим Rj «3.5 кОм, Rg>1O кОм, кОм.
3. Определяем Нд, необходтшй для выравнивания входных токов
Ra=^cl<RBHl+Ri,<^|(«BH3*"3>-1.3 ком.
4. Находим выходное напряжение сумматоре:
ивых’Евх1 *кос1*Евхг*косг+Евхз*косз’1 °'6'1ь в'
Б. Определяем ток выходной цепи:
!««’ ^с^^вых^с^вых^^’3 МА-
Это значение l^jHe превышает величину выходного т^кв ОУ типа
163УД1. равное 20 мА.
Выдать рас даточный материал J4I2E.
Ответы:
Ifgjjj.’I.G В по всем вариантам.
— b& ~
Задача 3.
Избирательный усилитель.
Рассчитать резонансную частоту и коэффициент усиления ни
резонансной частоте услителя, если ^=10 ком, Нг=50 кОм, L=1O мГн,
01000 пФ. Операционный усилитель считать идеальным.
S V". '>
1-идпть раздаточный материал .WSB..
Задача 4.
вариант i
Определить напряжения срабатывания и отпускания в схеме
триггера Рчитта ня ОУ, если RQC-I2 кОм, н(=ЬОО Ом.
Мяксимяльное выходное напряжение ОУ и„,,_ =«ю В.
ин лтм
1 вшечио.
Пусть нп выходе ОУ у. тян вилась напряжение и~._ =*10 В.
еА) ДГГГКХ
т ,,лч
V4 риных^м’0’1-,‘,° ”• ГДО -------------
:ри срабатывании триггера %Х;глх’-10 В. а г
Vr,1‘.mr ’-0,4 В.
I РчХт.’кж
-tf-
Раздеточимй материал JU2A
Вариант I
Ичвертирупций усилитель не основе ОУ имеет коа(4мционт
усиления Кд«2О.
С оп ютивление йос»300 кОм.
Входное напряжение и01«2ОО мВ.
Определить сопротивление й1 цепи обратной связи,'я также выходное
напряжение
Вариант 2
Неинвертирупций усилитель на основе ОУ работает от источника
с напряжением ии-150 мВ.
Сопротивление резис-оров цепи обратной связи
К,-20 кОм, Н,*-200 кОм.
Сот» те лить выходное напряжение усилителя ивцх и коэИмциант
усиления Кд.
а
Вариа:т 3
Инвестирующий усилитель на основе ОУ имеет коз'М'Ипдачт
усиления Кд-ю. Сопротивление резистора R цепи обратной связи
Я, -20 кОм.
Рассчитать сопротивление Roc цепи обратной связи и входное
напряжение источнике сигнала, если на выходе усилит >ля
установила зь напряжение иия'-0,5 В.
Вариант 4
Неннвертирчщий усилитель на основе ОУ имеет не яыхд.>
напряжение uBUX«I,2 В.
Сопротивление резисторов цепи обратной связи
Р^-ЗОС кОм, Н(-10 кОм.
Рассчитать входное на.тряжение и0Х источника сигнале и к' Мл i-чт
усиления К0.
Раздаточннй материал М12Б
Вариант I
Определить выходное напряжение инвертирупцего суькатора с
тремя входами.
Значение потенциалов ня входах: ^=45 мВ, иг=4б мВ, иэ=го мВ.
Значения сопротивлений резисторов: ^=10 кОм, R2=4O кОм,
Rj=8 кОм, ROC=20U кОм.
Вариант 2
Значения потенциалов не трех входах инвертирупцего сумматора
(J^-20 мВ, и2-=ьо мВ, и3=зоо мВ. Требуемое усиление сигнала по
первому входу равно 10, по второму - 20, по третьему - 2.
Сопротивление резистора R =ЪОО кОм.
Рассчитать- сопротивления резисторов Н1, 1<2 и Rj цепи обратной
связи и выходное напряжение.
Вариант 3
Определить выходное напряжение трехвходового инвертирупцего
сумматора. Значения э.д.с. на входах и внутренние сопротивления
источников следупцие:
Ь1,1»4СЮ Mit, Ц,., 80и мВ, Ц,^«-40С' мВ
HppO/J кОм. 1<рг=0, RpJ 1 КОМ
Сопротивления резисторов звена обратной связи
R|O9,5 кОм, R./lijO ком. Rj-39 кем, нос-лии кОм.
Вариант 4
Значения потенциалов на трех входах инвертирупцего сумматора:
1Ц-» «о мВ, 0^=100 мВ. и,-1?5 мВ.
Ceoyi 1*->е усиление сигнале по первому вх ду равно ь,
з > нт. р. му ,16. Hi третьему - -I.
цчтивленин резистора Н1 <_>< ком.
1|>-д лить сопротивление остальных резисторов (R,, R.j,Roc) и
них. ди -и н.чпр'гг.-ние.
РАЗДАТОЧНЫЙ МАГЕ РИАЛ Л/12 В
С
-lo-
Прш.тическое занятие K1J
"Логические устройства"
I. Основные логические операции - повторить силами студентов
НЕ, ИЛИ, И, ИЛИ- НЕ, И-НЕ.
Л. Способы представления функций
а) Представление функций на словах
Например, фу.гкция трех аргументов принимает значение I, если два
люоых аргумента или все три равны I. Во всех других случаях
функция равна 0.
О) Табличный способ
А в с F
и 0 и 0
0 а 1 0
и । 0 (»
0 1 1 1
1 и 0 и
1 и 1 1
1 1 и 1
1 1 1 1
В таблице задана та же функция," что и в предыдущем примере.
в) Алгебраический способ
Суиеетвует дес. формы функций в алгебраическом виде, называете
нормаль шми. Первая 4 рмя дизгюнктивная нормальная форма(ДНФ),
представляет собой л< гиче* кую сумму элементарных логических
гцх'извндиний. 1 .проход от TI блицы к первой ста.щвртнс й форме
осуществляется следум.им образом. Для каздого наборе, на котором
функция равна единице*, записывается элементарное произведении всех
аргумент-в, причин, если аргумент в этом наборе принимает значение
J, то несется его отрадэсгле. Затем производится логическое
ел ж та этих элементарных прс-лсвт дечий. Для нзаего примера
П*,н,с) *нс^лвс‘-хвс1 хве - составление структурной фо] мулы по
едини им.
-1L~
Эта формула показывает, что Функция ?=1, если любое и» с-лпгас мня и
правой части равно I, т.в. при существовании любей из четырех
комбинаций аргументов
или при А=0 (1-1), В=1, С-1,
или при А=1, в=о (6=1), 0=1,
или при а—1, Ем, С-0 (С-1),
ИЛИ при А-1, В-1 , С=1.
Вторая форма - конкъюктивная нормальная ферма (КНФ) е<т..
логическое произведение элементарных логических Сумм. Для перехода
ко второй форме необходимо дл1’ каждого набора, не котором ₽-•>,
составить элементарную сумму, причем, если вргумг-ит в эт'м наб<.‘ре
принимает значение 1, то пишется его отрицания. Затем эти
элементарные суммы объединяются оперецией логического учг жгния. В
нашем примет» будем иметь Р(А,В.С)-(А+В*Т)*(А-Ё‘ с )*(А‘В к’)
составление структурной Формулы по нулям.
. 3. Переход от структурной формулы к логической схеме.
ЛЭ, предназначенные для выполнения указанных в («цмуле
операций, располагаются на схеме, начиная от вход’В. в таком жг
поря,’кв, в каком выполняются логические операции. Получаем схему,
содержащую три инвертора, четыре элемента И На три вх< да и один
элемент ИЛИ на четыре входа (схему нарисовать ня доске).
4. “инимиэация булевых функций.
Переходу к схеме должно предшествовать упрощение структурных
формул. Условимся в дальнейшем для сравнения упрощенных ф рчул
применять критерий минимума диодов и транзисторно, лре.тюлягях,
что все операции ИЛИ и И выполняются диодными ячейками, а операция
НЕ - транзистором. Так как яя каждый вход ячейки ИЛИ и И требуется
один диод, то общее число диодов равно сумме букв в<-ех членов
полученной формы глюо сумма членов (it> диодов + з транзистора).
Алгебра логики
тождества:
в)
1. А+А-А
2. А+Х-1
3. А+О—л
4. А+1-1
5. А»А-А
Ь. А*А-0
7. А*0-0
в. А*1=А
9 Х-А
С) Формулы до Моргана!
а+в+6=аЬс
А»Б»С=А+В*-(!
Проведем минимизацию нашей функции
У-Аве + аВс + авЗ + лвс
Добавим последнее слагаемое две раза (А+А*А) и путем попарного
склеивания приведем формулу к виду:
Р-АВС+АВС+АВС+АВС+АВС+АВС=ВО ( А+А )+АС (Ё+В )+АВ (С+С )=АВ+ВС+АС
Начертим схему, состоящую из трех двухвходовых ячеек И и одной
трехвходовой ИЛИ. При выполнении атих ячеек на диодах всего
получится 9 диодов.
Часто желательно привести функцию к такому виду, при котором
удооной ее реализовать с помощью влементов ИЛИ-HE или И-НЕ.
Тогда целесообразно в качестве .критерия эффективности минимизации
применять минимум корпусов.
11[>оизведем преобразование формулы. Для етого возьмем двойное
отрицание от правой части и к полученному выражению применим
теорему де Моргена.
у.ль+вС1лс=(АВ)(йс)(АС) - четыре элементе И-НЕ.
Выдать раздаточный материал MI3.
ОТВЕТЫ К РАЗДАТОЧНОМУ МАТЕРИАЛУ
ABC* АВС+АВС АВС+АВС+АВС *АВС-ВС ( А+А )+ХВ (С+С )=В(С+А) =В«СХ
Р?=АВС+АВС+АБС+АВС=ЛВС+АЁС+АЁС*АВС+аБС+АВС*аС (В+Б)+АВ(С+С)+ВС (А+Х)
а77аГ|Г<С-АС»аБ*БС
к, лнГ,А1>ё‘АЬС*АС(В+Б)+БС(А+Х)'ХС+БС-АГ»ЕС
/. л • аЬС-а-'(н»В)*лВ(С*С)-АС• АГ АС*АГ
♦
-75-
РцвдаточяыЯ материал MI3
вариант I вариант 2
А в с Р1 А в с р
1 1 1 О 1 1 5 о
1 1 0 1 1 1 О 1
1 О 1 О 1 О 1 1
1 0 0 О 1 О 0 1
0 1 1 1 V 1 1 О
О 1 О 1 О 1 О t
О , 0 1 О О О 1 0
о о 0 О О 0 6 О
вариант 3 • « ВВрЯЙНТ 4
Л в с *3 * в С
1 1 1 О 1 1 1 О
1 1 О 1 1 1 О 1
1 о 1 О 1 О 1 с
1 О О 1 1 О <* 1
о 1 1 О О 1 1 о
О 1 О О и 1 о о
О О 1 0 О О 1 1
О О и 1 о О О 1
-Vi-
i. .ipuKTM WKOG занятие Ji I. Анализ цени п стоянн-нч» тика с одним
источником питания .......................................................... 3
. Практическое занятии Ji... Анализ цапай постоянного Тока с
я -сколькими источниками ................................................... II
1. фактическое запятив Jio. Определение нарамотр-в эквивалентных
с.< н замещения наесивн-.н-о двухп-.-лхх’НИКй в цепи синусоидального
||<п ....................................................................... 15
Практические занятия Л-1. «Хезс-с-двигающие и мостовые цепи............. 20
: . Ьрнктичвскио занятии *й>. Анализ четырехпрэв-.-дных и
•Ц 1<>.И|Х нод.чнх трохрнзпык ценой ........................................ 25
। . [ акт л {осн'-к занятии Л. Магнит ше цссш иеремюгных магнитных
I т -к н ................................................................... 29
7. I рпктиноск'-в занятие 41, М-даилы'.тост<-янн-эго токе .................. 34
.1. । -чктячоск и занятии >»ч. 7[и>хфвзны(| с илхр.нгшо двигатели.......... 42
1рннтич(нхт| занятие >J. инхронная малина в энергосистеме.............. 46
1 ’ 1рактичпс№н< занятие *10. Нелинейные цели постоянного и
а. ремни । ч’о тока е п<•лу.цпв'-дниковвми приборами................... 51
. 1'рннтичес;с1-и зиляти( jt... Анализ усиэмтельного каскада с ОЭ... 58
. I р.чктинекое занятие *i/. ..римннение операционных усилителей.. 63
. I । uiiT.riiiCKon .-анятие #13. Логлчпские устр. йствн ............... 70
-7Г-
Г.П. Гаев, В.И. Киселев , О.М, Князьков, Д.Н,Морозов
О.В. Николаева, Е.И. Рослякова, В.Б. Соколов, В.Е. Со-
Г ломенцев, М.Л. Солодова, И.Н. Соломатина, М.С. Цеплячвя
Редактор О.В. Николаева
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
" ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА ".
(кафедра Электротехники и интроскопи '
Технический редактор М.А.Иванова
Тешшан издании МЭИ 1993 (I), метод.
Подписано к печати 26.04.93 Г.
Формат бумаги 60x84'46
Пеп.л. 4,75 Уч.-изд.л 3,6
Тираж 2000 Мад.Кв Заказ Ж
Типография издательства МЭИ, ротапринт.
Красноказарменная, 13