1. Электрические цепи постоянного тока 2. Электрические цепи переменного тока 3. Периодические несинусоидальные токи в электрических цепях.

Контрольная работа №1.
Тема: «Электрические цепи постоянного тока».

Вариант 1:
1. Сформулируйте и запишите закон Ома, 1-ый закон Кирхгофа, 2-ой закон Кирхгофа, закон Джоуля-Ленца для электрической цепи.

Рис. 1.1
Найдите любым известным для Вас способом значения силы токов I1, I2, I3 (рис. 1.1).
Составьте баланс мощности электрической цепи (рис. 1.1).
Перечислите и охарактеризуйте известные Вам методы расчёта линейных электрических цепей постоянного тока.
Что такое эффективность? Как определяется коэффициент полезного действия в электрических цепях? Определите КПД для цепи на рис. 1.1, приняв, что элементы R2 и R3 – это нагрузка, а в элементе R1происходят потери электрической мощности.
Таблица 1
Вариант E R1 R2 R3
1 30 7 2 8
Решение.
1.Существует закон Ома для участка цепи, не содержащего источников эдс и
закон Ома для полной (замкнутой) цепи, содержащей источник эдс.
Сила тока, протекающего на участке цепи, не содержащего источников эдс прямо пропорциональна падению напряжения на этом участке и обратнопропорциональна электрическому сопротивлению этого участка:

Рис.1.2.Закон Ома для участка цепи.
С учётом того, что величина обратная электрическому сопротивлению
1/R = g – называется проводимостью, существует несколько формул, отражающих этот закон:


Контрольная работа №2.
Тема: «Электрические цепи переменного тока».
Вариант 1:
1. Электрические цепи. Классификация электрических цепей. Понятие электрического тока. Характеристика пассивных элементов электрической цепи. Амплитудно-частотные характеристики пассивных элементов электрической цепи. Особенность расчета электрических цепей с взаимной индукцией. Решить задачу.
Дано: E1=10 В, R1=10 Ом, X1=5, X2=2, X3=4 Ом.

Рис.2.1Схема цепи переменного тока.
Определить токи I1, I2, I3 для приведенной схемы замещения электрической цепи, применив метод контурных токов. Осуществить проверку полученных результатов, используя 1-ый и 2-ой законы Кирхгофа.
2. Известно показание амперметра, найти показание ваттметра. Построить ВДТ и ТДН. Составит баланс комплексной мощности.

Рис.2.2.Схема включения ваттметра.
3. Резонансные явления в электрических цепях синусоидального тока. Найти напряжение U23 при резонансе и построить ВДТ и ТДН.

Рис.2.3.Схема последовательного резонансного контура.
Электрической цепью на¬зывается совокупность устройств, предназначаемых для прохождения электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий напряжения и тока. В общем случае электрическая цепь состоит из источников и приемников электрической энергии и промежуточных звеньев (проводов, аппаратов), связывающих источники с приемниками.
В теории электрических цепей различают активные и пассивные элементы. Активными элементами считаются источники электрической энергии: источники напряжения и источники тока. К пассивным элементам электрических цепей относятся сопротивления, индуктивности и емкости. Соответственно различают активные и пассивные цепи; активные цепи содержат источники электрической энергии, пассивные же цепи состоят только из пассивных элементов...


Контрольная работа №3.
Вариант 1.
Тема: «Периодические несинусоидальные токи в электрических цепях».
Вариант 1:
Дано: f=50 Гц, L=10 мГн, R1=10 Ом, R2=20 Ом, C=10 мкФ.
e(t)=50+141·sin(ωt+30°)+70,7·sin(3ωt-60°) В.

Рис.3.1Схема цепи.
Определить: мгновенные значения токов во всех ветвях, мгновенные значения напряжения на всех элементах электрической цепи.
Используя метод наложения, рассчитываем цепь:

Рис.3.2.Эквивалентная схема рис.3.1
e0(t) = 50 B; e1(t) = 141·sin(ωt+30°) B; e3(t) = 70,7·sin(3ωt-60°) B.
Рассчитываем цепь по постоянной составляющей:
i0 (t) = e_(0 (t))/(R_1+R_2 ) = 50/(10+20) ≈ 1, 6667 A; uR10 (t) = i0 (t)*R1 = 1, 6667*10 = 16, 6667 B.
uR20 (t) = i0 (t)*R2 = 1, 6667*20 = 33, 3333 B.
Рассчитываем цепь по первой гармонике:
e1 (t) = 141*sin (2*π*f*+30⁰) = 141*sin (314, 159*t + 30⁰) B, ω ≈ 314, 159 рад/c.
Комплексное значение эдс первой гармоники:
E ̇1 = E_1m/√2*e^(j*φ_1 )⁰ = 141/√2*e^(j*30⁰) ≈ 100*e^(j*30⁰)≈ 86, 6025 + j*50 B.
Находим сопротивления реактивных элементов на первой гармонике:
XL1 = ω*L = 314, 159*10*10-3 ≈ 3, 1416 Ом.
XС1 = 1/(ω*С) = 1/(314,159 *10*〖10〗^(-6) ) ≈ 318, 310 Ом.
Находим комплексное сопротивление цепи R2XC1 (на первой гармонике):