Качественная задача по теории. Изучение и анализ электрических схем

Раздел 1. Качественная задача по теории.

Задача №1:

Два проводника с током, протекающих в разных направлениях  взаимодействуют с силой F. Как изменится  эта сила, если ток в одном уменьшить в 2 раза и расстояния между ними уменьшить в 2 раза.

Решение:

Для взаимодействия двух параллельных токов имеем формулу:

где: d – расстояние между проводниками;

Согласно данной формуле при уменьшении тока одного из проводников и при уменьшении расстояния между проводниками сила остается постоянной.

Задача №2:

Два трансформатора одинаковой мощности, рассчитанные на одно и тоже напряжение. У первого число витков первичной  и  вторичной обмотки больше, чем у второго. У какого трансформатора сечение сердечника  будет меньше.

Решение:  

У трансформатора, у которого число витков больше,  сечение сердечника меньше.

Задача №3:

В цепь включены две обмотки из меди и алюминия. В какой обмотке выделится больше тепла при их одинаковой длине и сечении.

Решение:

Для сопротивления материала имеем зависимость:

где  l – длина провода;

S – площадь сечения провода;

r - удельное сопротивление материала.

Для алюминия:

Для меди:          

Так как удельное сопротивление алюминия больше, чем у меди, значит  сопротивление его больше, следовательно в алюминиевой обмотке выделится больше тепла (  ).

Задача №4:

Какие основные функции выполняет управляемый дроссель насыщения и магнитный усилитель с самонасыщением.   

Решение:    

Это электрические аппараты предназначенные для усиления электрического сигнала по току, напряжению, мощности.

Задача №5:

Как зависит коэффициент поверхностного эффекта от удельного сопротивления проводника.

      Решение:   

С уменьшением удельного сопротивления поверхностный эффект проявляется сильнее.

отсюда     

Из полученных выражений видно, что коэффициент поверхностного эффекта обратно пропорционален удельному сопротивлению.

Раздел 2. Разработка электрических схем

Задача №1:

Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением подключен через линейный контактор к сети постоянного тока 220 V через 3-х ступенчатый реостат, каждая ступень которого шунтируется нормально открытым силовым контактом контакторов ускорения. Для обеспечения защиты от токовой перегрузки последовательно в якорную цепь включено реле максимального тока.

Элементы схемы:

КА – реле максимального тока и его контакт;

SB1 – кнопка пуска;

SB2 – кнопка стопа;

КЛ – промежуточное реле и его контакты;

R1, R2, R3 – ступени реостата;

РУ1, РУ2, РУ3 – реле ускорения и их контакты (нормально размыкающиеся с выдержкой времени при отключении );

ОВ – обмотка возбуждения.

M – двигатель постоянного тока.

Схема управления пуском двигателя работает на постоянном токе.

Задача №2:

Привести схему двухполупериодного магнитного усилителя с самонасыщением и общей обмоткой управления.

Задача №3

Условное и графическое изображение следующих элементов:  

Сопротивление с реостатным включением

Нелинейное сопротивление

Тензорезистор

Терморезистор

Токоограничивающий реактор

Насыщающийся дроссель

Ненасыщающийся дроссель

Быстродействующий выключатель

раздел 3. Расчет и выбор электрических аппаратов и его элементы

Задача №1:

Определить материал проводника, если его сопротивление при  составляет 400 Ом, а при  равно 503,2 Ом.

Решение:

; где: - температурный коэффициент сопротивления;

- превышение температуры проводника по отношению к окружающей среде.

 : выразим из этого отношения температурный коэффициент:

 : подставим численные значения исходных данных:

Задача №2:

Цилиндрическая катушка без сердечника диаметром D=20 мм и длиной l=100 мм, по обмоткам которой проходит ток I=3,5 A, имеет 600 витков. Определить энергию магнитного поля катушки, ее индуктивность и магнитный поток.

Решение:

Запишем следующие формулы:

- энергия магнитного поля;

- индуктивность катушки;

где:   - число витков катушки;

D  – диаметр катушки;

l   – длина катушки;

- магнитная постоянная;

- магнитный поток.

Используя данные выражения решаем задачу:

Раздел 4. Изучение и анализ электрических схем

Задача №1:

Поясните работу данной электрической схемы.

SA – переключатель;

KL2, KL4 – промежуточное реле;

Y1, Y2 – катушки электромагнита;

KT1, KT2 – контакты реле времени, с выдержкой времени при включении;

KL1 … KL7 – контакты промежуточных реле;

K1 – контактор и его контакт.

Целью работы данной схемы является включение катушек электромагнита : Y1 и Y2.

Для включения катушки электромагнита Y1 имеем: Контакты KL5,6,7 замкнуты, включен контактор К1, контакт которого замыкается. Контакты реле времени КТ1, КТ2 замкнуты. При переводе переключателя SA в положение 1 : цепь замыкается, подается питание на промежуточное реле KL2, которое в свою очередь своим замыкающимся контактом подает питание на катушку электромагнита Y1.

При переводе переключателя в положение 3: Размыкается цепь питания промежуточного реле KL2 и его контакты, в тоже время замыкается цепь питания катушки электромагнита Y2.

При переводе ключа в положение 2: Контакты промежуточных реле KL1 и KL3 замкнуты. Питание подается и на промежуточные реле KL2  и KL4. Это дает одновременное включение катушек электромагнита Y1 и Y2.

При переводе переключателя в положение 0: Цепи питания катушек