Файл: Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения для специальности.doc

Воздействие магнитного поля на проводник с током. Электромагнитная сила. Сила взаимодействия проводов двухпроводной линии. Магнитное поле катушки с током. Закон Ома для магнитной цепи.

Магнитные материалы. Циклическое перемагничивание магнитных материалов. Петля гистерезиса. Ферромагнитные материалы. Электромагниты. Магнитная цепь и ее расчет.
Литература: [1, с. 95-132], [2, с. 25-33].

Вопросы для самопроверки

1. 
   Как установить наличие магнитного поля в данной точке пространства?
   
2. 
   Сформулируйте определение основных магнитных величин: индукции, магнитного потока, напряженности, абсолютной магнитной проницаемости среды, магнитной проницаемости, намагничивающей силы. В каких единицах они измеряются?
   
3. 
   Поперечное сечение магнитопровода м², а магнитная индукция в нем 1,2 Тл. Чему равен магнитный поток в магнитопроводе? Ответ: Вт.
   
4. 
   Как определить электромагнитную силу, действующую на проводник с током, находящимся в магнитном поле?
   
5. 
   Что можно определить на основании правила левой руки?
   
6. 
   По проводнику обмотки двигателя проходит ток 20 А. При этом на проводник действует сила 1 Н, а длина проводника 20 см. Чему равна магнитная индукция поля? Ответ: 0,25 Тл.
   
7. 
   Напишите формулу, определяющую силу взаимодействия двух параллельных проводников с токами.
   
8. 
   По двум параллельным проводникам длиной 20 м протекают токи 1000 А. На каком расстоянии друг от друга нужно разместить проводники, чтобы действующие на них силы не превышали 10 Н? Ответ: 0,4 м.
   
9. 
   Как формулируется закон полного тока? Поясните, каким образом на его основе рассчитывают магнитную цепь. Какие величины определяют в результате расчета магнитной цепи?
   
10. 
    Поясните процесс намагничивания ферромагнитного материала. Что называется магнитными доменами?
    
11. 
    Почему у ферромагнитных материалов при воздействии на них даже слабого внешнего магнитного поля внутреннее магнитное поле возрастает в сотни и тысячи раз?
    
12. 
    Поясните процесс перемагничивания ферромагнитного материала и связанное с ним явление гистерезиса. Что называется остаточной индукцией и коэрцитивной силой? Почему из-за гистерезиса происходят потери мощности в сердечнике?
    

---

Тема 3.2 Электромагнитная индукция, явление и ЭДС самоиндукции
Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Электродвижущая сила, индуктируемая в проводнике, движущемся в магнитном поле, в катушке индуктивности. Явление и ЭДС самоиндукции, явление и ЭДС взаимоиндукции. Коэффициент магнитной связи. Потокосцепление. Взаимное преобразование механической и электрической энергии. Применение закона электромагнитной индукции в практике. Принцип работы трансформатора. Вихревые токи, их использование и способы ограничения.
Литература: [1, с. 136-148], [2, с. 35-46].

Вопросы для самопроверки

1. 
   Объясните явление электромагнитной индукции. Напишите формулу для определения ЭДС наведенной в проводнике и контуре. Почему в формуле для ЭДС в контуре стоит знак минус?
   
2. 
   Сформулируйте закон Ленца для определения направления наведенной ЭДС. Используя этот закон, поясните, почему размыкание цепи с током приводит к появлению устойчивой дуги.
   
3. 
   В чем заключается правило правой руки? Пользуясь этим правилом, поясните, почему ЭДС в замкнутом проводящем контуре, движущемся в однородном магнитном поле, равна нулю.
   
4. 
   Поясните явление самоиндукции. Какая формула определяет ЭДС самоиндукции.
   
5. 
   Приведите определение собственной индуктивности и взаимной индуктивности катушки. Что оценивает собой индуктивность катушки?
   
6. 
   В каком случае имеет место взаимная индуктивность? Что показывает коэффициент магнитной связи между обмотками?
   
7. 
   Определите коэффициент магнитной связи между обмотками с индуктивностями 2 и 12,5 мГн, если при их последовательном соединении и одинаковом направлении токов эквивалентная индуктивность 17 мГн. Ответ: 0,25.
   
8. 
   Определите коэффициент магнитной связи между обмотками с индуктивностями и Гн. Их взаимная индуктивность 5 мГн. Ответ: 0,25.
   
9. 
   Каково назначение трансформатора при передаче и распределении электрической энергии?
   
10. 
    Какие токи называются вихревыми? Меры, принимаемые для их уменьшения.
    
11. 
    Поясните принцип работы трансформатора. Почему обмотки должны располагаться на замкнутом стальном сердечнике?
    
12. 
    Дайте определение коэффициента трансформации трансформатора.
    

---

---

Раздел 4 Электрические цепи переменного тока

Студент должен:

иметь представление:

• 
  о принципах проектирования однофазных и трехфазных цепей переменного тока;
  
• 
  о величинах напряжений, применяемых в цепях переменного тока на предприятиях;
  
• 
  о принципах действия асинхронного и синхронного двигателей, синхронного генератора и т.п.;
  

знать:

• 
  параметры и формы представления переменного тока и напряжения;
  
• 
  электрические схемы включения элементов в цепи переменного тока;
  
• 
  закон Ома и законы Кирхгофа для цепей переменного тока;
  
• 
  условия возникновения и особенности резонанса напряжения и тока в цепях переменного тока;
  
• 
  электрические цепи с периодическими несинусоидальными токами и напряжениями;
  
• 
  электрические цепи переменного тока с нелинейными элементами;
  
• 
  способы получения токов и напряжений в трехфазной системе;
  
• 
  элементы трехфазной системы;
  
• 
  схемы соединения потребителей и генератора «звездой» и «треугольником»;
  
• 
  векторные диаграммы линейных и фазных напряжений при соединении генератора «звездой» и «треугольником»;
  
• 
  основные расчетные уравнения трехфазной цепи при симметричной нагрузке;
  
• 
  схемы измерения активной мощности в трехфазной цепи;
  
• 
  область применения трехфазной системы в электротехнической промышленности;
  

уметь:

• 
  находить параметры переменного тока и напряжения по их графической форме представления;
  
• 
  рассчитывать цепи переменного тока;
  
• 
  строить векторные диаграммы разветвленной и неразветвленной цепей переменного тока;
  
• 
  определять реактивную, активную и полную мощности и коэффициент мощности в цепях переменного тока;
  
• 
  строить векторные диаграммы для различных режимов электрической цепи;
  
• 
  производить графические построения периодических несинусоидальных токов с помощью гармонических составляющих;
  
• 
  находить параметры различных нелинейных элементов по их характеристикам;
  
• 
  строить векторные диаграммы в трехфазной системе;
  
• 
  применять соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами для расчета трехфазной цепи;
  
• 
  находить мощность в трехфазной цепи;
  
• 
  применять соотношения для токов, напряжений и мощностей при переключении обмоток нагрузки со «звезды» на «треугольник» и при обратном переключении.
  

---

Тема 4.1 Основные сведения о синусоидальном электрическом токе
Явление переменного тока. Получение синусоидальной ЭДС. Принцип действия генератора переменного тока.

Уравнения и графики синусоидальной ЭДС. Характеристики синусоидальных величин. Векторные диаграммы. Сложение и вычитание синусоидальных величин. Сдвиг фаз.

Действующая и средняя величина переменного тока.
Литература: [1, с. 150-160], [2, с. 80-101].

Вопросы для самопроверки

1. 
   Поясните основные параметры переменного тока: период, частота, амплитуда, фаза, начальная фаза.
   
2. 
   Поясните процесс получения синусоидальной ЭДС с помощью простейшего генератора переменного тока.
   
3. 
   В паспорте электродвигателя указано значение напряжения 380 В. К какому значению относится это напряжение: мгновенному, амплитудному, действующему?
   
4. 
   Вольтметр, включенный в цепь переменного тока показал 220 В. Каково наибольшее возможное значение напряжения в такой цепи?
   
5. 
   Выражения для мгновенных значений напряжения и тока в цепи имеют вид:
   

; .

Чему равны действующие значения напряжения и тока, частота тока, период, начальные фазы и угол сдвига фаз?

Ответ: U=220 B; I=10 A; f=100 Гц; ; ; .
Тема 4.2 Элементы и параметры электрических цепей переменного тока
Параметры электрической цепи. Цепь переменного тока с активным сопротивлением: напряжение, ток, мощность, векторная диаграмма.

Цепь переменного тока с индуктивностью: напряжение, ток, мощность, векторная диаграмма. Поверхностный эффект и эффект близости.

Цепь переменного тока с емкостью: напряжение, ток, мощность, векторная диаграмма.

Схемы замещения реальных катушек и конденсаторов. Цепь с активным сопротивлением и индуктивностью. Цепь с активным сопротивлением и емкостью.

Расчет неразветвленной цепи переменного тока с активным сопротивлением

---