Контрольная работа по дисциплине «Электротехника и электроника»

НОУ ВПО МТИ ВТУ

Контрольная работа по дисциплине

«Электротехника и электроника»

Вариант 8

Выполнил: студент группы БСТБ-ФО-З12

Такирбасов Р.Ж.

Проверил: Усенков Н.И.

Оренбург 2014

Задание 1

Для электрической цепи постоянного тока (рисунок 1) определить:

а) ток I; б) напряжение на зажимах потребителя U; в) мощность потребителя электроэнергии Р_пр ; г) мощность Р_ист источника питания Е; д) КПД установки η; е) составить баланс мощностей.

R3

Е₂

R1

r₂

Рисунок 1

Исходные данные

Е = 6 В

r₁ = 0,3 Ом

R₂ = 2 Ом

R₃ = 6 Ом

Замкнутые выключатели: S₁

Расчёт электрической цепи

1. принимая во внимание то, что переключатель S₁ замкнут, исходную схему можно представить в виде

1. преобразуем два параллельных резистора R₂ и R₃ в один эквивалентный R_экв:

R_экв = R_{2 *} R₃ / R₂ + R₃;

R_экв = 2 _* 6 / 2 + 6 = 1,5 (Ом)

1. используя закон Ома для замкнутой эл. цепи, содержащей источник ЭДС Е, запишем:

I = E / R_экв + r₁;

I = 6 / 1,5 + 0,3 = 3,3 (А)

1. определим внутреннее падение напряжения:

U₀ = I _* r₁;

U₀ = 3,3 _* 0,3 = 1 (В)

1. определим напряжение на зажимах потребителя:

U = E – U₀ ;

U = 6 – 1= 5 (В)

• определим токи в ветвях цепи:

  U₂ = U₃ = U = 5 (В)

  I₂ = U₂/ R₂ = 5/2 = 2,5 (А)

  I₃ = U₃/ R₃ = 5/6 = 0,8 (А)

• проверим правильность расчётов по первому закону Кирхгофа:

I = I₂ + I₃ = 2,5 + 0,8 = 3,3 (А)

1. определим мощность потребителя:

   Р_потр = Р₂ + Р₃ = U_{2 *} I₂ + U_{3 *} I₃;

   Р_потр = 5 _* 2,5 + 5 _* 0,8 = 16,5 (Вт)

2. определим мощность источника:

   Р_ист = Е _* I = 6 _* 3,3 = 19,8 (Вт)

3. определим мощность потерь источника:

   Р₀ = U_{0 *} I;

   Р₀ = 1 _* 3,3 = 3,3 (ВТ)

4. определим КПД установки:

   η = (Р_потр/ Р_ист) _* 100%;

   η = (16,5/ 19,8) _* 100 = 83,3%

5. составим баланс мощностей:

   Р_ист – Р₀ = Р_потр;

   19,8 – 3,3 = 16,5

   Баланс мощностей выполняется.