Котов В.Л., Бурков В.М., Фролов А.Н.,
Донцов М.Г., Шмуклер М.В.
Электротехника и электроника
Сборник задач по электротехнике
R1
R3
А
Rс
Ra
Пр1
Пр2
Rв
Пр3
u
Xк
ХС
С
В
i
iL
iC
R4
R2
R5
E
Иваново 2007
Стр.1
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Ивановский государственный химико-технологический университет
Котов В.Л., Бурков В.М., Фролов А.Н.,
Донцов М.Г., Шмуклер М.В.
Электротехника и электроника
Сборник задач по электротехнике
Иваново 2007
1
Стр.2
УДК 621.3 (075.8)
Электротехника и электроника: Сборник задач по
электротехнике / В.Л.Котов, В.М.Бурков, А.Н.Фролов,
М.Г.Донцов, М.В.Шмуклер; ГОУВПО Иван. гос. хим.-технол.
ун-т. Иваново, 2007, 40 с. ISBN 5-9616-0194-3
самостоятельной работе над курсом.
Сборник содержит
в
рамках
Задачи в сборнике могут оказать помощь студентам в их
задачи по всем разделам
электротехники, изучаемой в курсе «Электротехника и
электроника» студентами химико-технологических вузов.
Задачи каждого раздела сборника относятся к одной из тем
курса,
действующих образовательных
стандартов, и соответствуют теоретическому материалу,
изложенному в современных учебниках по общей
электротехнике.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
ГОУВПО Ивановского государственного химикотехнологического
университета.
Рецензенты:
кафедра
электроники и микропроцессорных систем
Ивановского государственного энергетического университета;
доктор технических наук С.В.Тарарыкин (Ивановский
государственный энергетический университет);
ISBN 5-9616-0194-3
© Ивановский государственный
химико-технологический
университет, 2007
2
Стр.3
Предисловие
Важнейшим видом самостоятельной работы над курсом
электротехники и электроники являются систематические
упражнения в решении числовых примеров и задач т. к.
именно они в наибольшей степени способствуют
приобретению знаний и умений, необходимых в дальнейшей
практической деятельности.
Цель предлагаемого сборника задач оказать помощь
студентам в их самостоятельной работе над курсом
электротехники. Все задачи сборника относятся к одной из
тем курса, в рамках действующих рабочих программ по
электротехнике и соответствуют теоретическому материалу,
изложенному в учебнике М.В.Немцова и А.С.Касаткина
«Электротехника». Задачи могут быть использованы при
проведении практических занятий на тех специальностях, где
они предусматриваются,
а
также при подведении
промежуточной аттестации после завершения изучения
соответствующих разделов курса.
3
Стр.4
1. Линейные электрические цепи постоянного тока.
1.1. Два резистора с сопротивлениями R1 и R2 соединены
последовательно и их эквивалентное сопротивление равно 9
Ом. При параллельном соединении тех же резисторов их
эквивалентное сопротивление равно 2 Ом. Найдите
сопротивления резисторов R1 и R2.
Ответ: R1=3 Ом, R2=6 Ом.
1.2.
E1
R3
R1
E2
R2
Для цепи, изображенной на рис.
1.1. найдите токи во всех ветвях
цепи методом непосредственного
применения законов Кирхгофа и
составьте баланс мощностей,
если E1= 3 В, E2= 5 В, R1= R2= 2
Ом, R3= 4 Ом.
Ответ: I1 = 0,1 A , I2 = 0,9 A , I3
= 0,8 A , P= 4,2 Вт.
Рис. 1.1.
1.3. По условиям задачи 1.2. найдите токи во всех ветвях
цепи методом контурных токов и составьте баланс
мощностей.
1.4. По условиям задачи 1.2. найдите токи во всех ветвях
цепи методом наложения и составьте баланс мощностей.
1.5. На рис. 1.2 приведена схема неразветвленной цепи со
следующими параметрами: Е1 = 24 В, r1 = 1 Ом, E2= E3= 6
В, r2 = r3 = 0,25 Ом, R1= 6 Ом, R2= 2 Ом, R3= 2,5 Ом.
Постройте потенциальную диаграмму и укажите в каком
режиме работает каждый из источников.
Ответ: Е1 – генерирует энергию, E2 и E3 – потребляют
энергию.
4
Стр.5
c
E1
b
r1
a
E3
k
r3
h
Рис.1.2.
1.6. Как изменятся показания
амперметра в схеме рис.
1.3. после замыкания
ключа К, если R1= R2= R3
=R?
Ответ: увеличится в 1,33
раза.
1.7.
U
R1
К
V
R3
R2
Как изменятся показания
вольтметра в схеме рис. 1.4
после замыкания ключа К,
если R1= R2= R3=R?
Ответ: увеличится в 1,33
раза.
Рис.1.4.
А
R1
U
R3
Рис. 1.3.
R2
К
R3
g
R1
d
E2
e
r2
f
R2
5
Стр.6
1.8. Как изменятся показания
амперметра после замыкания
ключа К в схеме рис. 1.5, если
R1=R2=R3=R?
Ответ:
уменьшится в 1,5 раза.
Рис. 1.5.
1.9.
U
R3
Рис. 1.6.
1.10. Можно ли использовать реостат с номинальным
сопротивлением 200 Ом и номинальным током 1 А для
регулирования
напряжения
приемника,
имеющего
сопротивление Rп= 100 Ом, в диапазоне 75-150 В?
Напряжение сети 220 В (рис. 1.7.).
Ответ: нельзя.
Rп
U
Rр
Рис. 1.7
R1
К
R2
V
Как изменятся показания
вольтметра
в
схеме,
представленной на рис. 1.6.
после замыкания ключа К,
если R1= R2= R3=R?
Ответ: уменьшится в 1,5
раза.
R1
U
R3
R2
К
А
6
Стр.7
1.11. Подберите реостат для регулирования напряжения
приемника в диапазоне 75-150 В. Сопротивление приемника
100 Ом, а напряжение сети 220 В. Схема включения реостата
представлена на рис. 1.7.
Ответ: Rр > 193,3 Ом, IНр > 1,5 А.
1.12. Две
лампы накаливания
номинальные мощности которых Р1Н=
40 Вт и Р2Н= 100 Вт, а номинальные
напряжения
110 В,
включены
последовательно и поставлены под
напряжение U= 220 В (рис. 1.8.). Как
изменятся яркости ламп по сравнению
с номинальным режимом?
Ответ: Л1 светится ярче, Л2 светится
слабее.
1.13.
R1
R3
R4
R2
Рис. 1.9.
R5
E
Методом
U
Рис. 1.8.
Л1
Л2
эквивалентного
преобразования найдите токи во
всех ветвях цепи рис. 1.9. и
составьте баланс мощностей,
если Е=15 В, R1= R2= 5 Ом, R3=
R4= 5 Ом, R5= 2,5 Ом.
Ответ: I1= 2 A, I2= 1 A, I3= 0,5 A,
I4= 0,5 A, I5= 1 A, Р= 30 Вт.
1.14. Найдите сопротивления
резисторов R2 и R3 (рис. 1.10),
если R1= 10 Ом, I2=0,3 А, I3=0,6
А, U=180 В.
Ответ: R2= 570 Ом, R3= 285
Ом.
7
R1
I1
U
R2 R3
Рис. 1.10.
I2
I3
Стр.8
1.15. Определите показания амперметра, если напряжение на
зажимах цепи (рис. 1.11.) U=100 В, R1=15 Ом, R2=10 Ом, R3=5
Ом, R4=10 Ом, R5=8 Ом, R6=2 Ом.
Ответ: 5 А.
R1
U
А
1.16. Для цепи, представленной на рис. 1.10., найдите токи I2
и I3, а также сопротивление резистора R1, если U=100 В, I1=10
А, R2=3 Ом, R3=6 Ом.
Ответ: I2=6,66 А, I3=3,33 А, R1=8 Ом.
1.17. В цепи, представленной на рис. 1.10, найдите токи во
всех ветвях, если R1=8 Ом, R2= 6 Ом, R3=3 Ом, U=50 В.
Ответ: I1=5 А, I2=1,66 А, I3=3,33 А.
1.18. Определите ЭДС источника
цепи представленной на рис. 1.12,
если R1=7 Ом, R2=3 Ом, R3=6 Ом, r0=1
Ом, I2=2 А.
Ответ: 30 В.
E
r0
I3
Рис. 1.12.
1.19. Найдите мощности ветвей цепи, представленной на
рисунке 1.10, если R1=10 Ом, R2=20 Ом, R3=30 Ом, а
мощность отдаваемая источником - 550 Вт.
Ответ: Р1=250 Вт, Р2=180 Вт, Р3=120 Вт.
8
I2
I1
R1
R3
R2
R2
R3
R4
R5
R6
Рис. 1.11.
Стр.9
1.20. Найдите показания прибора в
цепи рис. 1.13, если U=120 В,
R1=10 Ом, R2=4 Ом, R3=2 Ом, R4=3
Ом.
Ответ: 6,66 В.
R1
U
R4
R3
Рис. 1.13.
1.21. В цепи, представленной на рис. 1.3, найдите токи до и
после замыкания ключа К, если U=110 В, R1=8 Ом, R2=3 Ом,
R3=6 Ом.
Ответ: до замыкания ключа I1=I2=10 А, I3=0 А;
после замыкания I1=11 А, I2=7,33 А, I3=3,66 А.
1.22. При замыкании ключа в
положение 1 приборы показывают:
вольтметр 2,1 В, амперметр 0 А, а при
замыкании ключа в положение 2
приборы показывают: вольтметр 0 В,
амперметр 1 А (рис. 1.14.). Найдите
внутреннее сопротивление источника,
если R=2 Ом.
Ответ: 0,1 Ом.
К 2
1
Е
A
V
R
Рис. 1.14.
R2
V
1.23. Какое сопротивление должен иметь реостат, чтобы при
его включении последовательно с приемником в сеть с
напряжением 220 В ток приемника уменьшится с 5 А до 1 А?
Ответ: 176 Ом.
1.24. Номинальное напряжение и мощность декоративных
ламп 12 В и 1,8 Вт. Какое количество ламп потребуется для
елочной гирлянды и какой ток будет в цепи гирлянды, если ее
присоединяют к сети напряжением 220 В?
Ответ: 18 ламп, 0,15 А.
9
Стр.10