Задания для студентов на 11.11.20. гр. 104 ОП.02. Основы электротехники

104. ОП 02. Основы электротехники.

Преподаватель; В. П. Шкитенков. Электронный адрес почты schkitenkoff@yandex.ru.

Задание выдано 11.11.2020г. Задание выполнить до 14.11.2020г

Раздел: Электрические цепи постоянного тока.

Тема: Основные законы электротехники. Закон Ома для замкнутой электрической цепи и для участка цепи.

Задание:

I. Повторение пройдённого материала по теме: «Понятие о электрическом токе, напряжении, электродвижущей силе».

ответить на вопросы тестов. (Ответы записать в лекционную тетрадь в следующем виде

«на пример – А; А; В; Б и т.д.» десять букв ответов на десять вопросов).

1. Электрическим током называют:

А. Движение электронов по проводнику

Б. Упорядочное движение электронов по проводнику

В. Упорядочное движение электрических зарядов по проводнику

2. Какие превращения происходят в гальванических элементах, элементах Вольта, аккумуляторах?

А. Внутренняя энергия превращается в электрическую

Б. Химическая энергия превращается в электрическую

В. Электрическая энергия превращается в механическую

3. Для получения электрического тока в проводнике необходимо:

А. Создать в нем электрические заряды

Б. Разделить в нем электрические заряды

В. Создать в нем электрическое поле

4. За направление электрического тока в цепи принято направление:

А. От отрицательного полюса источника к положительному

Б. От положительного полюса источника к отрицательному

В. По которому перемещаются электроны в проводнике

5.Что представляет собой электрический ток в металлах и какое действие тока на проводник используется в электрических лампах?

А. Упорядочное движение электрических зарядов, химическое

Б. Упорядочное движение положительно и отрицательно заряженных ионов, магнитное

В. Упорядочное движение электронов, тепловое

6. Прибор для измерения силы тока называется:

А. Барометр

Б. Гальванометр

В. Амперметр

7. Формула для определения силы тока:

А. I = q / t

Б. I = q t

В. I = t /q

8. Выразите 0,025 А в миллиамперметрах

А.250 мА

Б. 25 мА

В. 2,5мА

9. Формула для определения напряжения:

А. U = q / A

Б. U = A t

В. U = A /q

10. Выразите 0,25 В в милливольтах:

А. 250 мВ

Б. 25 мВ

В. 2,5мВ

II.Переписать в лекционную тетрадь лекцию. Изучить.

Закон Ома для участка цепи.

U

I

Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка цепи:

Где: I – сила тока в [А]. U – электрическое напряжение в [В]. R – электрическое сопротивление в [Ом].

Важное следствие падение напряжения на участке электрической цепи.

U = IR

На каждом сопротивлении R при прохождении тока I возникает напряжение U=I∙R, которое называется обычно падением напряжения на этом сопротивлении.

Пример

1. Какое падение напряжения возникает на нити лампы сопротивлением R=15 Ом при прохождении тока I=0,3 А

Падение напряжения подсчитывается по закону Ома: U=I∙R=0,3∙15=4,5 В.

Напряжение между точками 1 и 2 лампочки (см. схему) составляет 4,5 В. Лампочка светит нормально, если через нее проходит номинальный ток или если между точками 1 и 2 номинальное напряжение (номинальные ток и напряжение указываются на лампочке).

2. От аккумулятора напряжением 80 В потребитель питается током 30 А. Для нормальной работы потребителя допустимо 3% падения напряжения в проводах из алюминия с сечением 16 мм2. Каким может быть максимальное расстояние от аккумулятора до потребителя?

Допустимое падение напряжения в линии U=0.03∙80=2,4 В.

Сопротивление проводов ограничивается допустимым падением напряжения Rпр=U/I=2,4/30=0,08 Ом.

По формуле для определения сопротивления подсчитаем длину проводов: R=ρ∙l/S, откуда l=(R∙S)/ρ=(0,08∙16)/0,029=44,1 м.

Если потребитель будет отдален от аккумулятора на 22 м, то напряжение на нем будет меньше 80 В на 3%, т.е. равным 77,6 В.

Закон Ома для полной цепи.

В источнике тока из-за действием сторонних сил происходит разделение зарядов. Так как они движутся, они взаимодействуют с ионами кристаллов и электролитов и отдают им часть своей энергии. Это приводит к уменьшению силы тока, таким образом, источник тока обладает сопротивлением, которое называют внутренним r.

Закон Ома для замкнутой цепи связывает силу тока в цепи, ЭДС и полное сопротивление цепи:

Сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению

Где: I – сила тока в [А]. Е – ЭДС в [В]. R – электрическое сопротивление внешней цепи [Ом]. r – внутреннее сопротивление источника ЭДС.

Важные следствия.

1. Короткое замыкание

При коротком замыкании, когда внешнее сопротивление стремится к нулю сила тока в цепи определяется именно внутренним сопротивлением и может оказаться очень большим и тогда провода могут расплавиться, что может привести к опасным последствиям.

Для электрических генераторов, кислотных аккумуляторов, короткое замыкание опасно – оно может вывести из строя эти источники электрической энергии.

Для защиты электрической аппаратуры от токов коротких замыканий (кз) применяют различную защиту: плавкие предохранители, автоматические выключатели, тепловое реле.

2. Напряжение на зажимах источника энергии (генератора) равно разности между ЭДС и падением напряжения на внутреннем сопротивлении этого источника.

U = E – Ir

При разомкнутой цепи (режим холостого хода) I =0 U =E, напряжение на зажимах источника равно ЭДС.

Задача.

ЭДС батарейки карманного фонарика - 3,7 В, внутреннее сопротивление 1,5 Ом. Батарейка замкнута на сопротивление 11,7 Ом. Каково напряжение на зажимах батарейки?

Решение:

Напряжение рассчитывается по формуле:

Чтобы найти силу тока применим закон Ома для полной цепи:

Делаем расчёт:

Ответ: U = 3,28 В.

III. Решить предыдущую задачу используя зависимость U = E – Ir

IV. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго:

Правильный ответ:

Задания выполнять письменно в лекционной тетради переснять или отсканировать переслать на почту schkitenkoff@yandex.ru.

Если, что непонятно пишите на почту schkitenkoff@yandex.ru.

С уважением Владимир Петрович.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Г.В. Ярочкина. Основы электротехники М «Академия» 2015.

Электронные ресурсы.

1. https://resh.edu.ru/subject/lesson/5900/conspect/49361/

2. https://resh.edu.ru/subject/lesson/5901/conspect/48863/