Задачи
Задача № 1. Найти длину провода диаметром D м для изготовления нагревательного элемента мощностью P Вт и напряжением U В. Рабочая температура нагревательного элемента равна Т. Найти изменение сопротивления нагревательного элемента относительно комнатной температуры (200С).
Таблица 2. Исходные данные к задаче № 1
|
Вариант |
Материал провода |
P, Вт |
U, В |
T, 0С |
D, 10-3 м |
|
1 |
Фехраль Х13Ю4 |
2000 |
220 |
900 |
0,8 |
|
2 |
Константан МНМц-40-1,3 |
500 |
220 |
450 |
1,5 |
|
3 |
Нихром Х20Н80 |
800 |
220 |
1000 |
0,5 |
|
4 |
Фехраль Х23Ю5Т |
700 |
220 |
1175 |
1,0 |
|
5 |
Фехраль Х27Ю5Т |
800 |
220 |
1250 |
1,5 |
|
6 |
Нихром Х15Н60 |
1000 |
220 |
950 |
0,75 |
|
7 |
Нихром С201180 |
600 |
220 |
1100 |
0,5 |
|
8 |
Нихром Х15Н60-Н |
1000 |
220 |
1050 |
1,0 |
|
9 |
Нихром Х20Н80-Н |
500 |
220 |
1150 |
1,5 |
|
10 |
Константан МНМц-40-1,3 |
700 |
220 |
500 |
1,5 |
Задача № 2. Рассчитать температурный коэффициент удельного электрического сопротивления проводникового материала и определить какому металлу он соответствует. Удельное электрическое сопротивление проводникового материала при температуре Т2 0С равно ρ2. Значение удельного электрического сопротивления ρ0 при температуре Т1 = 200С. Вычислить, используя параметры проводникового материала.
Таблица 3. Исходные данные к задаче № 2
|
Вариант |
Т2, 0С |
ρ2, 10-6 Ом·м |
Параметры проводникового материала |
||
|
R1, Ом |
D, 10-3 м |
L1, м |
|||
|
1 |
100 |
0,036 |
2,60 |
25 |
50000 |
|
2 |
300 |
0,135 |
2,45 |
16 |
9000 |
|
3 |
200 |
0,210 |
3,80 |
9 |
2500 |
|
4 |
500 |
0,070 |
4,00 |
4 |
2000 |
|
5 |
600 |
0,287 |
0,90 |
25 |
7000 |
|
6 |
800 |
0,075 |
0,30 |
36 |
15000 |
|
7 |
900 |
0,560 |
1,30 |
16 |
2200 |
|
8 |
1000 |
0,475 |
0,50 |
20 |
1600 |
|
9 |
400 |
0,240 |
1,10 |
14 |
2500 |
|
10 |
700 |
0,340 |
9,3 |
12 |
8000 |
Задача № 3. Сравнить поперечное сечение, диаметр и массу алюминиевого провода длиной L мИ поперечным сечением S1 с биметаллическим проводом алюминий-медь, который имеет ту же проводимость, что и алюминиевый. Биметалл рассматривать как параллельное соединение двух проводников.
Таблица 4. Исходные данные к задаче № 3
|
Вариант |
Длина L, м |
Поперечное сечение S1, 10-6 м2 |
Площадь меди N, % |
|
1 |
500 |
16 |
60 |
|
2 |
700 |
25 |
70 |
|
3 |
1000 |
35 |
75 |
|
4 |
1200 |
50 |
80 |
|
5 |
1400 |
70 |
85 |
|
6 |
600 |
50 |
80 |
|
7 |
500 |
35 |
55 |
|
8 |
800 |
25 |
40 |
|
9 |
900 |
16 |
35 |
|
10 |
1000 |
16 |
45 |
Задача № 4. Найти размеры биметаллического провода, сталь внутри, медь снаружи, поперечным сечением S2, диаметром D2, предназначенного для замены медного провода поперечным сечением S1, который обладает той же проводимостью. Принять, что поперечное сечение меди составляет N Процентов от общего сечения стале-медного провода.
Таблица 5. Исходные данные к задаче № 4
|
Вариант |
Поперечное сечение S1, 10-6 м2 |
Содержание меди N, % |
|
1 |
4 |
10 |
|
2 |
6 |
15 |
|
3 |
10 |
20 |
|
4 |
16 |
25 |
|
5 |
25 |
10 |
|
6 |
35 |
30 |
|
7 |
50 |
35 |
|
8 |
70 |
40 |
|
9 |
95 |
50 |
|
10 |
120 |
60 |
Задача № 5. На две противоположные грани куба из изоляционного материала с ребром H нанесены прослойки металла, которые служат электродами и с помощью которых куб включается в электрическую цепь. Вычислить размер постоянного тока через куб при постоянном напряжении U.
Таблица 6. Исходные данные к задаче № 5
|
Ва Ри Ант |
Материал диэлектрика |
H, Мм |
U, КВ |
Удельное объемное сопротивление ρV, Ом·м |
Удельное поверхностное сопротивление ρS, Ом |
|
1 |
Электрофарфор |
10 |
10 |
1013 |
1010 |
|
2 |
Слюда |
5 |
6 |
1012 |
1010 |
|
3 |
Миканит |
0,35 |
4 |
1013 |
109 |
|
4 |
Стекло |
5 |
6 |
1013 |
107 |
|
5 |
Гетинакс |
1,5 |
10 |
1010 |
108 |
|
6 |
Текстолит Б |
1,0 |
6 |
107 |
106 |
|
7 |
Бумага кабельная |
0,2 |
10 |
1012 |
108 |
|
8 |
Фторопласт - 3 |
0,2 |
2 |
1015 |
1010 |
|
9 |
Поливинилхлорид |
0,25 |
3 |
1013 |
109 |
|
10 |
Электрокартон ЭВТ |
0,5 |
2 |
108 |
106 |
Задача № 6. Плоский конденсатор с заданным диэлектриком имеет размеры обкладок А×В и толщину H. Параметры диэлектрика ρV,
Tg δ, ε ИU Приведены в таблице. Вычислить и сравнить силу тока утечки и мощность потерь конденсатора при частоте 50 и 1000 Гц. Поверхностным током утечки пренебречь.
Таблица 7. Исходные данные к задаче № 6
|
Ва Ри Ант |
Материал диэлектрика |
Удельное объемное сопротив Ление ρV, Ом·м |
Tg δ |
ε |
Размер обкладок, Мм |
Толщина диэлектрика, Мм |
U, КВ |
|
1 |
Полиэтилен |
1014 |
0,0003 |
2,3 |
30×40 |
0,25 |
10 |
|
2 |
Пластмасса |
1010 |
0,05 |
7,5 |
40×40 |
0,7 |
6 |
|
3 |
Бумага |
1013 |
0,0037 |
2,5 |
30×40 |
0,5 |
6 |
|
4 |
Слюда |
1011 |
0,015 |
7,2 |
40×80 |
0,8 |
4 |
|
5 |
Полистирол |
1016 |
0,0008 |
2,6 |
30×50 |
0,24 |
9 |
|
6 |
Винипласт |
1011 |
0,05 |
4 |
30×60 |
0,12 |
6 |
|
7 |
Лакоткань |
1012 |
0,045 |
6,5 |
40×100 |
0,008 |
18 |
|
8 |
Воздух |
1019 |
3·10-7 |
1,00058 |
30×30 |
0,1 |
2 |
|
9 |
Полиуретан |
1013 |
0,012 |
5 |
40×70 |
0,25 |
2,5 |
|
10 |
Кварцевое стекло |
1015 |
0,0002 |
3,8 |
60×60 |
3 |
1,5 |
Задача № 7. На кольцевом замкнутом сердечнике магнитопровода расположена обмотка с равномерным распределением витков по всей длине. Число витков обмотки W=250. Поперечный разрез магнитопровода прямоугольный. Внешний диаметр D, внутренний D, толщина H. Вычислить значение магнитной индукции, напряженности магнитного поля и относительной магнитной проницаемости в зависимости от материала сердечника при заданном значении магнитного потока. Коэффициент заполнения сердечника принять равным единице.
Таблица 8. Исходные данные к задаче № 7
|
Вариант |
Материал Магнитопровода |
Магнитный поток Ф, 10-4 Вб |
Размеры магнитопровода |
||
|
Внешний диаметр, D, М |
Внутренний диаметр, D2, М |
Толщина, H, М |
|||
|
1 |
Дерево |
12 |
0,14 |
0,10 |
0,050 |
|
2 |
Чугун |
10 |
0,42 |
0,30 |
0,06 |
|
3 |
Сталь литая |
30 |
0,35 |
0,25 |
0,08 |
|
4 |
Горячекатаная сталь 1512 |
48 |
0,20 |
0,10 |
0,05 |
|
5 |
Горячекатаная сталь 1512 |
40 |
0,25 |
0,1 |
0,06 |
|
6 |
Горячекатаная сталь 1511 |
18 |
0,40 |
0,25 |
0,07 |
|
7 |
Холоднокатаная сталь 2412 |
20 |
0,30 |
0,20 |
0,08 |
|
8 |
Холоднокатаная сталь 3411 |
45 |
0,27 |
0,15 |
0,05 |
|
9 |
Пермаллой 50 НМ |
24 |
0,35 |
0,20 |
0,06 |
|
10 |
Пермаллой 50 НМ |
30 |
0,44 |
0,27 |
0,04 |
Задача № 8. Вычислить полные Pc и удельные потери в стали магнитопровода по динамическому циклу перемагничивания при частоте F, магнитной индукции B И определить марку стали. Объем стали магнитопровода V, площадь цикла перемагничивания SЦик., масштабы по осям координат соответственно MH, mB Приведены в таблице № 9. Плотность стали принять γ = 7880 кг/м3.
Таблица 9. Исходные данные к задаче № 8
|
Вариант |
Объем стали V, 10-3м3 |
Площадь цикла Sцик., 10-4 м2 |
Масштабы |
Магнитная индукция, Тл |
|
|
MH, (А/м)/см |
MB, Тл/см |
||||
|
1 |
1,1 |
16 |
95 |
0,22 |
1,5 |
|
2 |
1,2 |
16 |
82 |
0,13 |
1,0 |
|
3 |
1,3 |
17 |
86 |
0,17 |
1,7 |
|
4 |
1,4 |
18 |
84 |
0,18 |
1,5 |
|
5 |
1,5 |
20 |
62 |
0,1 |
1,0 |
|
6 |
1,6 |
14 |
76 |
0,18 |
1,0 |
|
7 |
0,9 |
17 |
75 |
0,16 |
1,0 |
|
8 |
2 |
14 |
60 |
0,14 |
0,75 |
|
9 |
2,1 |
19 |
85 |
0,13 |
0,75 |
|
10 |
1,0 |
15 |
84 |
0,11 |
1,5 |
