Файл: Профессионального образования западноуральский горный техникум рабочая тетрадь по дисциплине.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 01.12.2023

Просмотров: 1379

Скачиваний: 29

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Закон Ома для участка цепи:

U = I
· R

где U - напряжение на участке цепи, I - сила тока, протекающего через участок, R - сопротивление участка.

Закон Ома для полной цепи:

U = I
· (R1 + R2 + ... + Rn)

где U - напряжение на полной цепи, I - сила тока, протекающего через цепь, R
1, R2, ..., Rn - сопротивления элементов цепи (резисторов, проводников и т.д.).


2. Заполните таблицу.


0,15 А

25 мкА

140 мкА

0,02 А

1,7 А

420 мкА

150 мА

0,025 мА

0,00014 А

20 мА

1700 мкА

0,42 мА


3. Заполните таблицу.


0,2 В

15 кВ

0,03 мВ

25 мВ

1200 мкВ

220 В

200 мВ

15000 В

0,00003 кВ

25000 мкВ

1,2 В

0,220 кВ


4. Как изменится ток в цепи, если напряжение увеличится в два раза?

Ответ:
Если сопротивление цепи останется неизменным, то ток в цепи также увеличится в два раза. I = U/R, где I - ток, U - напряжение, R - сопротивление.

5. Электрическая лампочка включена в сеть напряжением 220 В. Какой ток будет проходить через лампочку, если сопротивление ее нити 240 Ом?

Ответ:

I = 220 В / 240 Ом = 0,92 А

Ответ: ток, проходящий через лампочку, равен 0,92 А.

СОЕДИНЕНИЕ РЕЗИСТОРОВ

1. Вычислите эквивалентное сопротивление электрической цепи, приве­денной на рис.
1.4, если сопротивление каждого резистора равно 10 Ом.



Рис. 1.4

Ответ:


Все резисторы соединены параллельно

1/R=1/R1+1/R2+1/R3+1/R4+1/R5

1/R=0.1+0.1+0.1+0.1+0.1=0.5. R=2 Ом.

ЗАКОНЫ КИРХГОФА
1. Сформулируйте законы Кирхгофа.
Законы Кирхгофа - это два основных закона, которые описывают электрические цепи:

1. Первый закон Кирхгофа (закон о сохранении заряда): Сумма токов, втекающих в узел, равна сумме токов, вытекающих из узла. Или другими словами, алгебраическая сумма токов в любом узле электрической цепи равна нулю.

2. Второй закон Кирхгофа (закон о сохранении энергии): Сумма падений напряжения на всех элементах цепи, включая источники ЭДС, равна сумме электрических напряжений в цепи. Или другими словами, алгебраическая сумма напряжений в замкнутом контуре электрической цепи равна нулю.


2. Сколько узлов, ветвей и контуров имеет электрическая цепь, изобра­женная на рис.1.5?

R1 R2


Рис. 1.5

Ответ: 3 узла 5 контуров и 6 ветвей
3. В электрической цепи, схема которой приведена на рис., резисто­ры имеют сопротивления, = R1 = 2 Ом, R2 = 6 Ом, R3 = 18 Ом, R4 = 10 Ом, R5 = 10 Ом.



Если брать цепь из предыдущей задачи, то:
1/R1-3=1/ R1+ 1/R2+ 1/R3=1/2+1/6+1/18=0.722; R1-3=1/0.722=1.385 Ом.
1/R4-5=1/ R4+ 1/R5 =1/10+1/10=0. 2; R4-5=1/0. 2=5 Ом.
Rобщ=1.385+5=6.385 Ом.
Ответ: 6.385 Ом.


РАБОТА И МОЩНОСТЬ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ
1. Заполните таблицу.


55 кВт

1500 Вт

1,5 МВт

0,33 кВт

0,12 МВт

312 кВт

55000 Вт

1.5 кВт

1500 кВт

330 Вт

120 кВт

0.312 МВт



2. Определите мощность, потребляемую электрическим двигателем, если ток в цепи равен 6 А, а двигатель включен в сеть напряжением 220 В.

Ответ:
Мощность, потребляемая электрическим двигателем, вычисляется по формуле:
P = U × I
где P - мощность (в ваттах), U - напряжение (в вольтах), I - ток (в амперах).
Подставляя известные значения, получаем:
P = 220 В × 6 А = 1320 Вт
Ответ: мощность, потребляемая электрическим двигателем, равна 1320 Вт.

3. Электродвигатель, подключенный к сети напряжением 220 В, потреб­ляет ток 6 А. Определите мощность двигателя и количество энергии, которую он потребляет за 8 ч работы.

Ответ:
Из предыдущего задания:

P = 220 В × 6 А = 1320 Вт.
Количество энергии, потребляемой двигателем за время работы, можно определить по формуле:
E = P × t,
где E - энергия (в Дж), P - мощность (в Вт), t - время работы (в секундах).
Переведем время работы в секунды:
8 ч = 8 × 60 × 60 сек = 28 800 сек.
Подставляя значения, получаем:
E = 1320 Вт × 28 800 сек = 38 016 000 Дж.
Ответ: мощность двигателя - 1320 Вт, количество энергии, потребляемой за 8 ч работы - 38 016 000 Дж.

4. В квартире имеются восемь ламп, из которых шесть мощностью по 40 Вт горят 6 ч в сутки, а две мощностью по 60 Вт — 8 ч в сутки. Сколько нужно заплатить за горение всех ламп в течение месяца (30 дней) при тарифе 120 р. за 1 кВт х ч?
Ответ:

Сначала найдем, сколько кВт-часов потребляют лампы каждый день:
6 ламп х 40 Вт х 6 ч = 1440 Вт-ч
2 лампы х 60 Вт х 8 ч = 960 Вт-ч
Всего: 2400 Вт-ч
Затем найдем, сколько кВт-часов потребляют лампы за месяц:
2400 Вт-ч х 30 дней = 72 000 Вт-ч
Переведем кВт-часы в кВт, разделив на 1000:

72 000 Вт-ч / 1000 = 72 кВт-ч
Наконец, умножим количество кВт-ч на тариф:
72 кВт-ч х 120 р./кВт-ч = 8640 р.
Ответ: нужно заплатить 8640 рублей за горение всех ламп в течение месяца.


МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ТОКА И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ СИЛЫ.
МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ
1. Укажите единицы измерения в системе СИ.
Магнитная индукция Вв единицах Тесла (Тл)

Магнитный поток Ф в единицах веберах (Вб)

Напряженность магнитного поля Н: в амперах на метр (А/м).

Индуктивность L:в Генри (Гн).

2. Напишите формулы:

В = μ * (H + M), где B - магнитная индукция, μ - магнитная постоянная, H - напряженность магнитного поля, M - намагниченность среды.


Ф = B * A * cos(θ)

где:

Φ - магнитный поток (в веберах)
B - магнитная индукция (в теслах)
A - площадь поверхности, через которую проходит магнитный поток (в квадратных метрах)
θ - угол между направлением магнитной индукции и нормалью к поверхности (в радианах)





Магнитная индукция










Магнитный поток




3. Закончите предложения.

Гистерезисэто явление при котором значение выходной переменной системы зависит не только от текущего значения входной переменной, но и от ее предыдущих значений. Это происходит из-за наличия инерции, запаздывания или памяти в системе. Например, при изменении магнитного поля в ферромагнитном материале, его намагниченность не изменяется мгновенно, а с задержкой, что приводит к гистерезису. Это явление широко используется в технике и технологии, например, в электронике, механике, физике и других областях.

Ферромагнетикиэто материалы, которые обладают сильной магнитной анизотропией и могут быть намагничены до высоких значений магнитной индукции. Они обычно состоят из атомов с неспаренными электронами, которые создают магнитные моменты. Примерами ферромагнетиков являются железо, никель, кобальт и их сплавы. Ферромагнетики широко используются в промышленности для создания магнитов, электромагнитов, трансформаторов и других устройств.






4. Что можно определить, применив правило левой руки?
Ответ: Направление силы Лоренца действующей на заряженные частицы, движущиеся в магнитном поле.
5. От чего зависит подъемная сила электромагнита? (Выберите правиль­ный ответ.)

а) от величины тока;

б) от числа витков обмотки;

в) от сечения сердечника.
Ответ: а) от величины тока.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ
1. Напишите формулу ЭДС самоиндукции:

Ответ:
ЭДС самоиндукции (ε) равна произведению изменения магнитного потока (ΔФ) в катушке на число витков (N) в этой катушке, деленное на изменение времени (Δt):

ε = -N(ΔФ/Δt)


2. Внутрь катушки вставили стальной сердечник. Как изменится индуктив­ность этой катушки?

Ответ:
Индуктивность катушки с сердечником увеличится по сравнению с индуктивностью катушки без сердечника. Это связано с тем, что сердечник увеличивает магнитную проницаемость внутри катушки, что приводит к увеличению магнитного потока и, следовательно, к увеличению индуктивности.

3. Не меняя длину и диаметр цилиндрической катушки, увеличили число ее витков в три раза. Как при этом изменится индуктивность катушки?

Ответ:
Индуктивность катушки пропорциональна квадрату числа витков. Если число витков увеличивается в три раза, то индуктивность катушки увеличится в 9 раз.

4. Какой фактор влияет на коэффициент взаимоиндукции двух связанных катушек без ферромагнитного сердечника? (Выберите правильный ответ.)

а) геометрия катушек;

б) число витков;

в) взаимное расположение катушек;

г) все перечисленные факторы.
Ответ: г) все перечисленные факторы.

ОДНОФАЗНЫЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
1. Укажите единицы измерения в системе СИ.

Период переменного тока Т- измеряется в секундах (с)

Частота переменного тока /- измеряется в Герцах (Гц)

Угловая частота переменного тока f- измеряется в радианах в секунду (рад/с).