Тема №7580 Ответы к задачам по электротехнике Новиков (Часть 3)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по электротехнике Новиков (Часть 3) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по электротехнике Новиков (Часть 3), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

Ответы в самом низу встроенного документа

6.166. Для устойчивого переключения триггера, схема которого приведена на рис. 6.4З, необходи мо, чтобы период входного
напряжения удовлетворял условию Т ~ 10RKC. В каких пределах
необходимо выбирать емкость конденсатора базовой цепи, если
RK = 1 кОм, а частота входного напряжения меняется от 1 до
10 кГц?
6.167. Напряжение питания симметричного триггера (см.
рис. 6.4З) составляет 15 В, коэффициент передачи ~ = 75, управЛЯЮЩИЙ ток базы 50 мкА. В каких пределах нужно выбрать
емкость конденсатора базовой цепи, если частота входного напряжения меняется от 1 до 5 кГц, а условие устойчивого переключения определяется соотношением Т ~ 10RC?
6.168. На вход триггера на полевых транзисторах с изолированным затвором (рис. 6.45) подается напряжение ВХ = 9 В.
Доказать, что при пороговых напряжениях Uпо ' = 6 В и пор 2 =
= -5 В транзистор VT, открыт, а тран-
зистор VT2 закрыт. Напряжение питания
триггера 10 В. При каком критическом
напряжении питания оба транзистора
окажутся открытыми?
• 6.169. Указать цепи обратной связи в вх
симметричном триггере (рис. 6.43). Как
изменится режим работы при обрыве цепи резистора R2, если в исходном состоянии открыт транзистор VT2?
• 6.170. Составы'е принципиальную элек--....... ..--+Е
УТ1
УТ2
трическую схему симметричного триггера, Рис. 6.45. К задаче 6.168
f6Э 
в котором запуск может осуществляться импульсами чередую~
щейся полярности. Поясните различия в режимах работы тригге'~
ра с раздельным и счетным входом. '
~ 6.171. Записать в двоичной системе сигнал на выходе логиче·
ских блоков И_О НЕ ,и ИЛИ-НЕ при входных сигналах (X1, ),
равных сочетаниям импульсов (О, 1); (О, О); (1, О); (1,1). , '
6.172. В схеме блока на рис. 6.44, а, реализующего логиче'скую операцию НЕ, напряжение источника питания 15 В, сопро'·
тивления резисторов Rl = 1 кОм; R2 = 100 Ом. Определить значения входного напряжения, соответствующие закрытому и открытому состояниям транзистора, если ~ = 50. 

6.178. Аналоговый электрический сигнал, меняющийся по
синусоиде ВХ = 7,1 sin314t В, Ilреобразуется в цифровую форму
путем измерения напряжения в дискретные моменты времени с
шагом At = 50 мкс. Найти значения напряжения в течение четверти периода, если напряжение измерялось с точностью до второго' знака.
6.179. Определить максимальный сигнал помехи на входе схемы ТТЛ-логики (рис. 6.47, а), при котором возможно ложное
срабатывание схемы, находящейся в исходном состоянии логической единицы на выходе. Пороговое напряжение отпирания
транзистора пор = 0,3 В, падение напряжения на насыщенном
транзисторе КЭ = 0,1 В, входное напряжение логического нуля
ВХ = 0,1 В.
6.180. Определить максимальный сигнал' помехи на входе
схемы ТТЛ-логики (рис. 6.47, а), при котором возможно ложное
срабатывание схемы, находящейся в исходном состоянии логического нуля на выходе. Пороговое напряжение отпирания транзистора пор = 0,6 В, напряжения на открытых переходах 0,8 В,
входное напряжение логической единицы ВХ = 4,8 В.
6.181. Определить предельные УР0ВНИ напряжения на выходе
второй микросхемы (рис. 6.47,6), если потенциал закрытого
транзистора VT 5 относительно земли равен -0,1 В, а открытого
-0,8 В. Падение напряжен~я на эмиттерном переходе открытого
транзистора Uбэ = 0,7 В.
• 6.182. Произведите четыре арифметических действия над следующими двоичными числами: 1001 и 11; 1100 и 111; 10001 и 10.
Произведите умножение и деление восьмеричных чисел: 777 и 53;
257 и 51; 51 и 7. Результаты запишите в десятичной системе.
• 6.183. Каковы осо6еНI;IОСТИ конструктивного исполнения полупроводниковых и гибридных интегра.пьных схем? Каковы основные ОТJIИЧИЯ между цифровыми и аналоговыми интегральными
схемами?
• 6.184. Укажите основные отличия корпусов микросхем от корпусов дискретных полупроводниковых приборов. Каковы меры
защиты интегральных микросхем от статического электричества?
Как обеспечиваются тепловые режимы работы микросхем?

7.1. Истинное значение тока в цепи 5,23 А, измеренные значения тока, полученные с помощью двух амперметров, составили
5,3 и 5,2 А. Чему равны относительные и абсолютные погрешности из мерения?
.. 7.2. Какова основная приведенная погрешность прибора с
верхним пределом измерения 5 А, если наибольшая погрешность
при измерении составила 0,12 А?
7.3. Ток резистора, сопротивление которого 8 Ом, равен 2,4 А.
При измерении напряжения на этом резисторе вольтметр показал
напряжение 19,3 В. Определить абсолютную и относительную
погрешности измерения сопротивления в данном случае.
7.4. Основная приведенная погрешность показаний магнитоэлектрического прибора составляет 0,5 %. Какова наибольшая
возможная относительная погрешность измерения при отклонении стрелки на 75; 50; 25 % его шкалы?
7.5. Ток, йзмеренный амперме.ром класса точности 2 и диапазоном измерения 15 А, составлял 11,5 А. Определить диапазон
возможного действительного значения измеряемого тока.
Решение. Наибольшая возможная относительная погрешность
связана с приведенной погрешностью следующим соотношением:
,\,н= '\'ПJАн/А . Вместе с тем относительная погрешность определяется по выражению (7.2).
Используя эти выражения для относительной погрешности,
можно найти расчетное соотношение для действительного значе-
\ А - А ( 1 ± ,\,пр Ан \ ния тока д - н 100 '-X::J'
Подставляя числовые значения параметров, находим ':'= 11,5+0,3 А.
7.6. При измерении напряжения потребителя, включенного в
электрическую цепь, вольтметр показал 13,5 В. Найти абсолютную и относительную погрешности измерения, если СОПРОТИВ.J1ение потребителя 7 Ом, эдс источника электрической энергии
14,2 В, e~o внутреннее сопротивление 0,1 ОМ.
7.7. Определить класс точности амперметра с пределом измерения 1 О А, если точкам шкалы 2, 4, 6, 8, 1 О А соответствуют
значения токов 2,041; 3,973; 6,015; 8,026; 9,976 А.
7.8. При пятикратном ~змерении одного и того же напряжения с помощью вольтметра были получены следующие результаты: 6~35; 6,4; 6,3; 6,45; ~5 В. Считая среднее арифметическое
значение измеряемого напряжения действительным его значением, определить границы абсолютной и относительной погрешности.
• 7.9. Определить показание электродинамического А 1 и электромагнитного А2 амперметров, включенных последовательно в
RС-цепь, если напряжение на входе цепи изменяется по закону
u(t) = 100+200siпоэt, В. Параметры цепи R = 10 Ом; ХС =
= 10 Ом.
169 
• 7.10. Определить показания электродинамического Аl и электромагнитного А2 амперметров, включенных последовательно
в цепь катушки с параметрами R = 10 Ом, XL -..:. 10 Ом, если на- •
пряжение на входе изменяется по закону и( t) = 25 + 50sinrot В.
• 7.11. Класс точности амперм~тров Аl и А2 одинаков, а верхн.ий предел прибора А2 больше. Какой амперметр позволяет производи:гь более точные измерения?
• 7.12. Приборы каких систем - магнитоэлектрической, электромагнитной или электродинамической - можно использовать IJ
цепях посто~нного и переменного тока?
.. 7.13. Чему равна наибольшая возможная абсолютная погрешность амперметра класса точности 1,0, если верхний предеЛ
его измерения равен 1 О А? ,
• 7.14. Классы точности двух вольтметров одинаковы и рав"ны 1) а верхние пределы измерения различны: у первого - 50 В,
а у второго - 10 В. В каком соотношении будут находиться наи~
большие абсолютные погрешности измерения вольтметров в процессе эксплуатации?
, 7.15. Определить класс точности магнитоэлектрического миллиамперметра с пределом ~змерения шкалы lи = 0,5 мА для из~,
мерения тока 0,17 0,5 мА, если относительная погрешность измерения тока не пре'Вышает 1 %.
7.16. При поверке милливольтметра класса точности 1,0 с
пределом измерения 300 мВ максимальные погрешности измерения напряжения от 50 до 300 мВ с шагом 50 мВ составили 1,5;
1,0; 0,5; 3,0; 2,5 мВ. Соответствует ли милливольтметр своему
классу точности?
7.17. При изменен~и измеряемого тока на 0,5 А стрелка ам- , ' v u u
перметра отклонилась на половину линеинои шкалы, имеющеи
100 делений. Определить верхний и нижний пределы измерения"
цену деления и чувствительность амперметра.
Решение. Верхний предел измерения амперметра соответствует максимальному отклонению указателя прибора, так как шкала
линейна, то
lи = 2Iизм = 1 А.
Цена деления прибора определяется из соотношения изменения измеряемого тока и перемещения указателя х =. А/ / Аа =
= 10 мА/дел. ВеЛИ';lина, обратная постоянной шкалы прибора,
соответствует его чувствительности, т. е. Sx = Аа/ АI = 0,1 дел/мА.
Нижний предел равен минимальной величине изме яемого тока. В измерительной технике принято считать в качестве м мальной такую измеряемую величину, которая вызывает переме ение
указателя на половину деления шкалы. В данном случае I,in =
= /2 = 5 мА. Эта же величина соответствует и минимал!ому определяемому данным прибором изменению. измеряе ого
тока. .
7.18. При изменении измеряемого тока от 5 до '1 О мА ука а ..
тель однэr:р миллиамперметра переместился на четыре деления,
170 
а другого - на десять делений. Определить соотношения между
чувствительностями и постоянными шкал приборов.
7.19. Миллиамперметр рассчитан на ток 200 мА и имеет чувствительность 0,5 дел/мА. Чему равны число делений шкалы,
цена деления и измеренный ток, если указатель миллиамперметра
отклонился на 30 делений?
7.20. Определить относительную погрешность косвенного изменения :.гока /, если этот ток равен: а) сумме токов /1 = 4 А и
12 = 3 А; 6) разности токов /1 = 4 А и /2 = 3 А. Измерение производилось амперметрами класса точности 1,0 с номинальным то-
ком 5 А. \,
7.21. По графику зависимости угла поворота подвижной части миллиамперметра от измеряеМОГQ тока (рис. 7.2, а) определить чувствительность и цену деления шкалы. Чему равен предел
измерения шкалы, если полное отклонение указателя равно
80 дел?
7.22. Используя график зависимости угла поворота подвижной части амперметра от измеряемого тока (рис. 7.2, б), определить цену деления при следующих измеряемых токах 3, 5 и 8 А.
Изменение измеряемого тока во всех случаях принять равным
/j./ = 2 А.
7.23. В при60ре с квадратичной шкалой отклонение стрелки
пропорционально квадрату измеряемого тока. ,Каким значениям
тока соответствует отклонение указателя прибора на: а) половину шкалы; б) две трети шкалы; в) четверть шкалы, если верхний
предел измеренИя составляет 10 А.
7.24. В при60ре с логарифмической шкалой отклонение указателя пропорционально логарифму измеряемого напряжения.
Каким напряжениям соответствует отклонение указателя на:
а) половину шкалы; б) четверть шкалы; в) три четверти шкалы,
если верхний предел измерения составляет 10 кВ.
7.25. Универсальный многопредельный при60Р (тестер) имеет
девять пределов измерения по напряжению 0,3; 1,5; 7,5; 30; 60;
150; 300; 600; 900 и восемь пределов измерения по току 1,5; 6;
15; 60 мА и 0,15; 0,6; 1,5 и 6 А. Определить цену деления шкалы
«-, им
50
4Oг--г~~-г~~~~
~~~-+~~~A--+~
20~~-+-~~~-+~
10t--~
о fO 20 JO lIfJ §(J ~MA
а)
0<., r/ел
- 50
40
JO
20
10
-"" ~
J
/
I
/
,
" О 2 " 6 8 10 I,А о)
Рис. 7.2. а - к задаче 7.21~ б - к задаче 7.22
171 
на всех поддиапазонах измерения напряжения и тока, если Дли"
на шкалы 30 делений.
• 7.26. Цена деления шкалы электроизмерительного прибора
изменяется в зависимости от угла поворота указателя в соответ,ствии с выражениями: а) Х = Со; б) х = Соа; в) х = Со/а.
Определить характер шкалы измерительного прибора. '
• 7.27. После ремонта щитового амперметра с классом точно:..
сти 1,5 и пределом измерения 5 А произвели поверку его OCHOB~
ной приведенной погрешности. Наибольшая абсолютная погреш,·
ность прибора составляла 30 мА. Сохранил ли амперметр свой
КЛ,асс точности после peMOHT~?
... 7.28. Наибольшие абсолютные погрешности измерения двух
миллиамперметров одинаковы, но верхний предел измерения BT~"
рого прибора больше. В каком отношении находятся классы точ'*
ности приборов?
~ 7.29. При поверке электроизмерительных приборов уста нов' ..
лено, что основные приведенные погрешности их были равн'ы
0,45; 1,2 и 1,8 %. Какой класс точности имеет каждый из прибаров ? Чему может б~ть равна их наибольшая абсолютная погреш:ность при пределе измерения 100 В?
7.30. Милливольтметр с диапазоном измерения 50 мВ имеет
шкалу 50 делений и внутреннее СОПРQтивление 1 О кОм. ОпреА~,~
лить чувствительность прибора к изменению напряжения и тока.
Чему равна выделяемая в милливольтметре мощность?
7.31. Микроамперметр, используемый в качестве нуль-индикатора, имеет 50 делений и нуль посередине шкалы, его внутреннее сопротивление 10 кОм. Чувствительность прибора равна
1 дел/мкА. Определить цену деления, диапазон измерения и мак-". v '
симальное напряжение на измерительнои рамке.
7.32. Рассчитать мощность, выделяемую в обмотке из мер'и;.;
тельного механизма вольтметра электромагнитной системы с
пределом измерения 100 В, если активное сопротивление обмот" .
ки 1 кОм, ее индуктивность 0,3 Гн. Прибор рассчитан н изм'ерение в цепях постоянного и переменного тока частот 50 Гц.
Решение. Для нахождения мощности определяем и мерительный ток обмотки. В цепи постоянного тока 1 = 0,1 А Р = 1 О Вт. I
В цепи переменного тока 1 = и /-J R2 +(2rt L 2 = мА. Мощ .. ность в этом случае равна Р = и 1 COS(j) -:- и 1 R = 8,5 Вт.
Как следует из решения, мощность, выделяемая в обмотке
измерительного механизма электромагнитной системы, достаточ·
но велика, что является недостатком этой системы.
7.33. Рамка магнитоэлектрического прибо~а (рис. 7.1, а) имеет 150 витков, площад'ь ее сечения 6·10-4 м . Определить угловое перемещение рамки при токе 1,2 А, если индукция в воздуwном зазоре прибора 0,1 Тл, а жесткость nружины 2.,10-4 Н·м/град.
7.34. Ваттметр, измерительный механизм которого выполнен
по схеме логометра (рис, 7.1, б), имеет чувствительность 2 Вт/мм.
Определить показания прибора при повороте рамок на 1 О и зо !
если длина указателя от оси вращения до шкалы 57 мм.
172 
7.35. Вольтметр электродинамической системы рассчитан на
измерения напряжения до 30 В,
полный угол отклонения указате-
ля 1200. В приборе выбрана про-
тиводействующая пружина с жесткостью 5·10-6 Н· м/град, коэффициент -пропорциональности k =
= 4,5 мГн. Найти сопротивление v v
параллельнои измерительнои цепи
вольтметра.
• 7.36. При подключении электроизмерительного прибора к электрической цепи угол перемеLЦения
его указателя меняется во времени по закону tX = сх.о( 1 -e-t/~,
град. Определить время успокоения указателя' при постоянной
\ I /
\1/
W
Рис. 7.3. К задаче 7.38
времени 'f = ~ с, считая его равным интервалу времени, за который достигается значение O,95tXo.
• 7.37. Поставленная при ремонте магнитоэлектрического прибора новая противодейtТВУЮLЦая пружина оказалась с большим,
чем прежде, противодействующим моментом. Как отразится это
изменение на показаниях прибора?
7.38. Укажите наименования систем электроизмерительных
приборов, М,аркировка шкалы которых соответствует условным
обозначениям на рис. 7.3. Какой системы амперметр можно использовать для измерения токов до нескольких сотен ампер без
применения шунтов?
• 7.39. Пояснить, как в электроизмерительных приборах обеспечивается: а) защита от внешних электромагнитных полей;
б) быстрое успокоение указателя при изменении измеряемой величины. 

7.45. Найти относительную погрешность при определении постоянного тока во второй параллельной ветви, если токи первой
параллельной цепи и неразветвленной части цепи соответствеНН0
равны: /1 = 2 А и /2 = 5 А. Указанные значения получены в
результате измерений с погрешностями 20 и 50 мА.
7.46. Ток в диагонали мостовой схемы необходимо измерят~
с погрешностью не выше + 1 мкА. С каким классом точности
нужно выбрать микроамперметры с пределами измерения 50 и
100 мкА?
7.47. Цифровой измерительный прибор имеет следующие подiдиапазоны измерения по току: 10 и 100 мА; 1 и 10 А. Определить"
с какой относительной погрешностью могут быть измерены токи
5 и 40 мА; 0,3 и 1 А, если постоянные коэффициенты С и В для
указанных поддиапазонов равны 1 и 0,25 %.
178 
• 7.48. Цифровой амперметр имеет восемь поддиапазонов измерения, причем предел измерения каждого последующего поддиапазона в 1 О раз больше предыдущего, а предел измерения первого поддиапазона 1 О мкА. Определить максимальный ток, который можно измерять с помощью этого амперметра. На каких
поддиапазонах следует измерять токи 50 мА; 2 и 15 А?
7.49. Определить показания магнитоэлектрического, электромагнитного и электродинамического амперметров, включенных
последовательно в электрическую' цепь, если ток в цепи изменя-
ется по закону i(t) = 6+8-V2 siпюt .
• 7.50. Два амперметра с пределами измерения 1 и 10 А и различными внутренними сопротивлениями включены последовательно в общую измерительную цепь. Объяснить, будут ли отличаться их показания, если классы точности приборов одинаковы.
В каких случаях может использоваться описанная схема включения?
~ 7.51. Амперметром с внутренним сопротивлением RA = 1 Ом
следует измерить ток в 1 О, 100 и 1000 раз больше его номинального значения. Найт~ соотношение между сопротивлениями амперметра и шунтов, подобранных длЯ выполнения указанных
измерений.
~ 7.52. Амперметр, имеющий внутреннее сопротивление 0,2 Ом
и предел измерения 10 А, необходимо использовать для измерения тока до 500 А. Определить сопротивление шунта прибора
и падение напряжения на амперметре и шунте.
7.53. Номинальный ток амперметра /А = 1 А, сопротивление
шунта Rш = 0,5 Ом (см. рис. 7.5, а). Определить сопротивление
амперметра, если номинальное значение тока в нем было при
общем токе цепи 5 А.
7.54. Номинальный ток амперметра 1 А, его внутреннее сопротивление 0,08 Ом. Какой ток проходит в электрической цепи,
если амперметр с шунтом сопротивлением 0,03 Ом показывает
ток 0,9 А?
7.55. Определить параметры многопредельного шунта
(рис. 7.13, а) к амперметру для трех пределов измерения. Внутреннее сопротивление амперметра RA = 2 Ом, падение напряже-
1 UЗМ Нl :-с.
R1 R2 R3
+ 30А 2НА §А
а) о)
Рис. 7.1~. а - к задаче 7.55; б - к задаче 7.57
179 
ния на шунте в каждом пределе измерения не должно превы..,
шать 100 мВ.
Решение. Ток измерительной рамки амперметра, учитывая,
что напряжен-ие на шунте равно напряжению рамки, определяется по соотношению /А = 0,05 А = 50 мА. ,
Для диапазона 5 А КОЭффиц-и~нт шунтирования равен kшI ='
=5/0,05= 100. Сопротивление '-''-,I.цунта Rш=RI+R2+Rз= 2 '
- 100-1 = 0,0202 Ом.
Для диапазона 20 А коэффициент шунтирования 2 =
= ~0/0,05 = 400, сопротивление Rш-Rз= RI +R2 =:ьci~~. Из
этого уравнения находим Rз~Rш -2/399 = 0,0152 Ом.
Для диапазона 30 А коэффициент шунтирования kшз =
= 30/0,05 = 600, сопротивление Rш -Rз-R2 = RI = 2t~~lRз .
Из этого уравнения находим R2~Rш -Rз-2/599 или R2 =,
= 0,0202-0,0152-0,003 = 0,0016 Ом.
Сопротивление Rl находим из соотношения R) = Rш-Rз-R2 = 0,0034 Ом.
7.56. Шунт для увеличения пределов измерения амперметра
с 1 до 100 А выполнен из четырех включаемых параллельно MaH~
ганиновых пластин сечением 1 Х 3 мм. Рассчитать необходимую
длину пластин, если внутреннее сопротивление амперметра в номинальных условиях равно 0,1 Ом. "
7.57. Образцовые резисторы R) и R2 (рис. 7. 3, б) позволяют
расширить пределы измерения амперметра. О еделить показаHl:le амперметра с внутренним сопротивление 0,5 Ом, если ток
источника /И3М = 2,2 А, а сопротивления ре сто ров Rl = 4,5 ОМ
и R2= 0,5 Ом.
7.58. К трансформатору тока 400/5 рисоединен амперметр~
(см. рис. 7.6, а). Определить его показан я при токе в первичной
измерительной цепи, равном: а) номин~льному току трансфор~
матора; б) 300 А; в) 100 А. Какова относительная погрешность
измерения, если действительный коэффициент трансформации 82?
• 7.59. Какие неисправности магнитоэлектрических и электро-'
динамических измерительных приборов могут привести к отсутствию их показании при включении в измеряемую цепь?
1.60. Необходимо измерить напряжение в пределах 30-40 В.
Какой из вольтметров позволяет произвести измерение с большей точностью: 1) с верхним пределом 50 В и классом точнО-'
сти 2,5; 2) с верхним пределом 100 В и классом точности 1,5;
3) с верхним пределом 300 В и классом точности 0,5; 4) с верхним пределом 150 В и классом точности l?
... 7.61. Мгновенные значения напряжений двух ,последовательно соединенных резисторов записываются в виде: а) иl =
= 155sin314t В и и2 = 51 sin314t В; б) UI = 106sin314t В и и2 ==
= 155sin314t В. Что покажет электромагнитный вольтметр в
180 
обоих случаях, если он включен к источнику питания всей цепи?
7.62. Для измерения напряжения потребителя сопротивлением 1 кОм подключен вольтметр с внутренним сопротивлением 33 кОм (см. рис. 7.4, б). Определить
относительное изменение потребляемого
тока, RЫзванное включением вольтметра,
если напряжение на приборе поддержи-
вается постоянным.
Рис. 7.14. К задаче 7.64
7.63. Определить показание вольтметра с внутренним сопротивлением 50 кОм, подключенного к цепи, состоящей из параллельно соединенных резистора сопротивлением 2 кОм и конденсатора емкостью 0,5 мкФ. Рассчитать абсолютную и относительную погрешности измерения, вносимые внутренним сопротивлением вольтметра, если общий ток 1 О мА, частота 100 Гц.
7.64. Вольтметр подключен параллельно резистору R 1 = 1 кОм
(рис. 7.14), причем сопротивления резисторов R2 = Rз = 5 кОм,
а полное сопротивление переменного резистора R4 = 10 кОм.
Эдс источника питания цепи 110 В, его внутреннее сопротивление
R вн = 100 Ом. Найти показания вольтметра в двух крайних положениях резистора R4 и выбрать такое сопротивление Rv, чтобы
вносимая им погрешность измерения не превышала 1 %. Решение. Эквивалентное сопротивление цепи относительно
выводов источника определяется из выражения
Чтобы выбрать внутреннее сопротивление вольтметра, необходимо воспользоваться второй формулой (7.10). Входное
сопротивление цепи относительно выводов вольтметра RBX =
RlR9KB 2 R R + RiRз+R4) О RI +Rэкв2 ' где экв2 = ан R2+Rз+R4' чевидно, что наи-
большее сопротивление цепи будет при полностью введенном резисторе R4 , т. е. для расчета необходимо выбрать R4 = 1 О кОм.
Подставляя исходные данные в полученную формулу, находим
RBX = 0,79 кОм. Воспользовавшись формулой (7.10), получаем
R v ;;::: R ВХ· 100 ;;::: 79 кОм ~ 80 кОм.
Эквивалентное сопротивление цепи в двух крайних положениях резистора R4 равно RэквmiП = 3,6 кОм и Rэквmах = 4,85 кОм.
е учетом внутреннего сопротивления источника показание вольт-
метра соответствует напряжению резистора 1 = ПИТ R Rl - , эка I
= 30,6 В и 22,7 В.
7.65. е какими внутренними сопротивлениями должен быть
выбран вольтметр для измерения напряжения с относительной
погрешностью не более 1 % на последовательно соединенных
катушках индуктивности L = 0,1 Гн И конденсаторе С = 5 мкФ?
1,81 
Цепь поключена к источнику напряжением 36 В и частотой
10 кГц. '
7.66. Схема компенсационного метода измерения эдс и напряжения соответствует рис. 7.15. Определить иск~ое значение ,
если нуль-индикаторы Аl и А2 были установлены на нуль при \
положениях переменных контактов, показанныХ на схеме, а об-
разцовая эдс о = 1,2 В. ",
7.67. Определить напряжение цепи, схема которой приведена
на рис. 7.16, а, если вольтметр показал напряжение 180 В. Сопротивление RI = 80 Ом, полное сопротивление переменного резистора R = 240 OM i а внутреннее сопротивление вольтметра
Rv= 5 кОм.
7 .68. Дл~ измерения напряжения на обмотке реле сопротивлением RK = 100 Ом, включенного последовательно с добавочным
резистором Rдоб = 400 Ом, был использован вольтметр с Rv =
= 10 кОм (рис. 7.16, б). Определить относительную , погрешность ,
измерения, вносимую внутренним сопротивлением вольтметра.
7.69. К электростатическому вольтметру, внутренняя емкость
которого 200 пФ, последовательно подсоединен конденсатор емKOCTbi> 40 пФ. Какое максимальное напряжение можно измерить
вольтметром теперь, если шкала его имеет 100 делений, а цена
одного деления 0,5 В / дe~,?
7.70. Цифровой вольтметр имеет следующие поддиапазоны
измерения: lQO мВ; 1; 10 и 100 В. С какой относительной погрешностью могут быть измерены напряжения 70 мВ; 0,6;iИ 5 В,
если постоянные коэффициенты В и С для всех поддиа ззонов
равны соответственно 0,6 и 0,25 %?
7.71. Для измерения сверхвысоких напряжений ис ользуется
электростатический искровой вольтметр, в котором н пряжение
подводится к двум металлическим шарам. Напряжен е, при котором возникает искра, прямо пропорционально к драту расстояния между шарами. На каком расстоянии в никает искра
при напряжении 1 О, 50 и 100 кВ, если при напряжении 20 кВ
искра образуется на расстоянии 5 мм?
• 7.72. Четырехпредельный вольтметр имеет пределы измерения, иэменяющиеся по закону геометрической прогрессии со знаменателем 2. Какое максимальное напряжение можно измерить
.'
х
Рис. 7.15. К задаче 7.66
181
R
t1)
Рис. 7.16. а - к задаче 7.67; б к за-
даче 7.6R 
с его помощью, если наименьший предел измерения 75 В? На каких поддиапазонах можно измерить напряжения 40; 150 и
400 В?
• 7.73. Каков порядок измерения постоянного напряжения магнитоэлектрическим трехпредельным вольтметром, если неизвестна полярность источника питания цепи?
... 7.74. Вольтметром с внутренним сопротивлением Rv требуется измерить напряжение в 10, 100 и 1000 раз больше его номинального значения. Н~йти соотношение между внутренним сопротивлением вольтметра и сопротивлениями добавочных резисторов, подобранных для выполнения указанных условий.
... 7.75. Номинальное напряжение вольтметра 10 В, внутреннее
его сопротивление 5 кОм. Какое допустимое напряжение может
быть в измеряемой цепи, если к вольтметру ПОДК.1!'ючен добавочный резистор, сопротивление которого 150 кОм?
7.76. Вольтметр рассчитан для измерения напряжения до
15 В. Определить сопротивление добавочного резистора, который
необходимо подключить к вольтметру с Rv = 50 кОм ( см.
рис. 7.5, 6), чтобы с его помощью измерять напряжение 220 В.
Каковы при этом потери мощности в обмотке вольтметра и добавочном резисторе? '
7.7,7. Номинальное напряжение вольтметра 30 В, его внутреннее сопротивление 10 кОм. Каково напряжение в измеряемой цепи,
если показание вольтметра 10 В соответствует сопротивлению
добавочного резистора 50 кОм?
7.78. Определить параметры многопредельного делителя напряжения (рис. 7.17, а) к вольтметру для трех пределов измерения. Внутреннее сопротивление вольтметра Rv = 4 кОм. Найти
мощности, потребляемые прибором в каждом диапазоне измере-
ния. I
Решение. Сопротивления добавочных резисторов МОЖН9 опре-
делить по второй формуле (7.11): RI = Rv( ~II - 1) = 16 кОм;
RI+R2=96 кОм, т. е. R2=80 кОм.
Ток в цепи во всех пределах измерения соответственно равен
0,75 мА. выделяемая мощность Pv = 3; 15 и 75 мВт.
7.79. Добавочный резистор для увеличения предела измерения вольтметра с 10 до 100 В выполнен в виде катушки из ман-
Н!
а) о)
Рис. 7.17. а - к задаче 7.78; 6 к задаче 7.80
183 
ганиновой проволоки (25 0,05 мм. Определить необходимую длину
проволоки и мощность, выделяемую в добавочном резисторе,
если внутреннее сопротивление вольтметра 10 кОм.
7.80. Образцовые резисторы R1 и R2 (рис. 7.17,6) позволяют
расширш-ь пределы измерения вольтметра. Определить показание вольтметра с внутренним сопротивлеl:lием 5 кОм, если напряжение источника 36 В, а сопротивления резисторов R I =
= 15 кОм и R 2 = 3 кОм. \
7.81. В качестве измерительного прибора универсального тестера используется микроамперметр с пределом измерения 50 мкА
и внутренним сопротивлением 500 Ом. Рассчитать: а) шунты для
четырех пределов измерения тока 1 мА; 100 мА и 1 А; 1 О А;
б) добавочные резисторы для четырех пределов измерения
напряжения 100 мВ; 3; 30 и 150 В.
7.82. К трансформатору напряжения 10000/100 присоединен
вольтметр. Определить его показания пр~ напряжении в первичной цепи, равном: а) номинальному напряжению трансформатора; б) 3 кВ; в) 5 кВ. Какова относительная погрешность из~
мерения, если действительный коэффициент трансформации 95?
• 7.83. В современной измерител'ЬНОЙ технике шунты и добавочные резисторы для расширения пределов измерения ампер,метров и вольтметров изготовляют, как правило, из манганина.
Пояснить, какими свойствами манганина этот выбор обусловлен~.
~ 7.84. Ваттметр со шкалой на 50 делений имеет переключатель
токовой обмотки на 2,5 и 5 А. Определить цену деления и чувствительность при обоих положениях переключателя и напряжениях последовательной цепи ваттметра 50; 100 и 200 В.
• 7.85. Ваттметр для измерения мощности в электрической цепи
имеет линейную шкалу измерения. Каков ток в приборе при мощности ЗQ Вт, если при мощности 10 Вт ток его равен 2 А? Напряжение параллельной цепи ваттметра считать неизменным.
7.86. Для измерения мощности потребителя в цепи постоянно.,
го тока с номинальным напряжением 11 О В использовался электродинамический ваттметр (см. рис. 7.7, а) со следующими параметрами: н = 150 В; 1м = 5 А,' сопротивление последовательной
обмотки 0,2 Ом. Определить номинальную мощность потребителя.
7.87. Для измерения мощности потребителя постоянного тока
с номинальным напряжением 11 О В использовался электродин(i~
мический .ваттметр (см. рис. 7.7,6) со следующими параметра~\
ми: н = 150 В; 1м = 5 А, ток параллельной цепи ваттметра
50 мА. Определить номинальную мощность потребителя.
7.88. При измерении мощности методом амперметра и вольтметра (см. рис. 7.8, а) показания приборов при положении переключателя 1 были соответственно равны 1 А и 60 В. Определит{ь
выделяемую в резисторе мощность, если сопротивление последо-'
вательной цепи RA = 0,5 Ом. . /
7.89. При измерении мощности методом амперм'етра и вольтметра (см. рис. 7.8, а) показания приборов при положении пере-
184 
ключателя 2 были соответственно равны 2 А и 11 О В. Определить выделяемую в резисторе мощность, если сопротивление па-
раллельной цепи Rv = 5 кОм. _
7.90. Показания измерительных приборов, включенных по
схеме на рис. 7.8, б, равны соответственно 4 А; 80 В и 200 Вт.
Найти полную и реактивную мощности, а также коэффициент
мощности потребителя. Потерями мощности в измерительных
приборах пренебречь.
7.91. -В цепи, схема которой приведена на рис. 7.10, включен
симметричный трехфазный потребитель с фазным сопротивлением ZФ = (6 + j2) Ом, линейное напряжение 380 В. Определить
показания ваттметров, найти сдвиг фаз между токами и напряжениями их измерительных цепей. Рассчитать активную мощ-
ность потребителя. 

7.92. Фазные токи и напряжения в четырехпроводной трехфазной цепи (см. рис. 7.9, а) с симметричной активной нагрузкой
равны 5 А и 220 В. ОпредеJIИТЬ показание ваттметра и активную
мощность потребителя.
185 
7.93. Для измерения реактивной мощности в трехфазной цепи ,
при симметричной нагрузке фаз с R = 5 Ом и XL = 1 Ом исполь- •
ауется схема включения' ваттметра на рис. 7.9, б. Определить,
показание ваттметра, если линейные напряжения цепи равны
220 В. \
7.94. Активная мощность в чеrырехпрово~ной тре~фазно~
цепи определяется с помощью исКусственнои нулевои точкИ,
(рис. 7.18). Определить показания Ba:~TMeTpa при симметричной
активной нагрузке, если фазные токи и напряжения равны 20 А
и 220 В. Чему равны напряжения на резисторах RB и Rc?
1.95. Для измерения мощности ваттметр включен через
трансформаторы тока 150/5 и напряже!lИЯ 6000/100 (рис. 7.19). Класс точности ваттметра 1,5. Найти мощность потребителя, если
показание ваттметра равно 280 Вт. Чему равна наибольшая во:?можная абсолютная погрешность измерения?
7.96. В однофазной цепи переменного тока через траНСфQР"
матор тока 300/5 и трансформатор напряжения 10000/100. включены амперметр, вольтметр и ваттметр. Начертить схему и'змерения и определить ток, напряжение и мощность потребителя"
если показания приборов 2 А; 80 В и 250 Вт. ' '
• 7.97. Мощность в цепи постоянного тока измеряется методом
амперметра и вольтметра, причем показания приборов соответ,'ственно равны 9 А и 150 В. В каком диапазоне может находиться
действительное значение мо'щности, если погрешность измерени~
напряжения +3 В, а тока +0,5 А?
• 7.98. Для измерения коэффициента мощности в цепи переменного тока используется схема на рис. 7.8, б. Определить cos<p "1 погрешность его определения, если показания приборов ' равны
100 Вт +2 %; 2 А±2,5 % и 60 В+ 1 %. "
• 7.99. В электрические осветительные сети включен ваттметр
(рис. 7.20, а)' б, 8). Мощность каких ламп измеряет ваттметр и
как изменяется его показание, если лампу 3 ОТ,КЛЮЧИТЬ? COCTa~
вить схемы измерения мощности лампы 2 во всех случаях.
• 7.100. Угол сдвига фаз между током в одной цепи и напря-"
жением в другой равен 1/4 периода переменного тока. Каким образом это можно проверить, имея ваттметр, амперметр и вольт-
А
8'
и-
и- W
с 0-----""'"
Рис. 7.18. К задаче 7.94 Рис. 7.19. К задаче 7.95
f86 
1 2 J : tf .. ёjg+J 2 j
а} 5) 6)
Рис. 7.20. К задаче 7.99
метр, если эдс цепей независимы друг от друга и частота токов
в них одинакова?
... 7.101. Мощность электротехнического устройства составляет
~ кВт. Какое время работал счетчик, если он сделал 40 оборотов,
а постоянная счетчика 1400 Вт· с/об? Какая энергия регистрируется счетчиком за 20 оборотов?
7.102. Диск счетчика делает 188 оборотов в течение 10 мин.
Нагрузкой являются три параллельно включенных лампы равной
мощности. Вычислить мощность каждой лампы, если согласно
маркировке 250 оборотов диска соответствуют 1 кВт. ч.
7.103. Определить количество электроэнергии, потребляемой
13 цепи постоянного тока за 24 ч, и абсолютную погрешность измерения, если ток в цепи 1 = 94 А, напряжение цепи U = 217 В,
относительные· погрешности измерения тока УI = 1,5 %, напряжения Уu = 1,8 %; время измерено с точностью до 3 мин.
Решение. Потребляемая энергия определяется из соотношеIIИЯ W = Ult = 94 А·217 В·24 ч = 489,5 кВт·ч.
Погрешность определения количества энергии согласно пер-
вой формуле (7.8) равна yw = УU+УI + Yt = 1,5 % + 1,8 % +
+ 3· 100 % = 35 % - 24.60 о о·
Следовательно, показания счетчика соответствуют W =
= 489,5 + 17,1 кВт· ч.
7.104. Счетчик электрической энергии вращается с частотой
24 о~/мин. Определить постоянную счетчика, если мощность
lIотребителя в течение всего времени измерения была равна
~,2 кВт.
7.105. Расход энергии, зарегистрированный счетчиком, составил 800 кВт,- ч. Счетчик имеет относительную погрешность 1,8 % в сторону увеличения фактического расхода электроэнергии.
Найти действительный расход энергии.
• 7.106. Счетчик электроэнергии подвергался испытаниям. При
~TOM по истечении пяти равных интервалов времени постоянная
счетчика при неизменных напряжении и токе была равна с=
= 1960; 1980; 1990; 1970 и 1985 Дж/об. Определить среднее знаIlение и разброс постоянной счетчика .
• 7.107. Какими причинами может быть вызван самоход индукционного счетчика электрической энергии, т. е. вращение диска
при отсутствии тока в измерительной цепи? Каким образом мож-
110 устранить это явление?
187 
• 7.108. Как отразится на работе индукционного счетчика:
а) замена алюминиевого диска медным такого же радиуса » массы; б) уве:личение массы алюминиевого диска при том же радиусе; в) замена постоянного магнита более мощным?

7.118. Ток диагонали уравновешенного моста равен нулю при
сопротивлении его плеч соответственно R2 = 100 Ом; Rз =
= 200 Ом; R. = 50 Ом. Определить сопротивление резистора Rx.
7.119. Сопротивления плеч мостовой схемы (рис. 1.22): R2 =
= 200 Ом; Rз= 100 Ом; R.= 300 Ом и R~= 100 Ом. Чему равно
напряжение диагонали моста при холостом ходе, если напряжение питания моста 15 В?
7.120. Для подбора резисторов используется мостовая схема
(см. рис. 7.22) с микроамперметром РА, шкала KOTOPOtO имеет
отметки, соответствующие допуску на номинал сопротивления
резисторов. Сопротивление резистора R з выбирается равным номинальному сопротивлению резистора Rx = 100 Ом, сопротивление плеч моста R2 = R. = 15 кОм. Определить значения тока,
при которых на шкале можно будет поставить отметки ± 1; ±2,5
и +5 %, если напряжение источника Uпит = 1,5 В. Внутре,.rними
сопротивлениями микроамперметра и источника пренебречь. 

7.123. При измерении сопротивления резистора Rx с помощью уравновешенного моста (рис. 7.22) в смежное плечо моста включен резистор сопротивлением Rз = 1 кОм, а в два других
плеча поставлены два переменных резистора, сопротивления
которых меняются от 0,5 до 2 кОм. В каком диапазоне могут
быть изменены сопротивления в данном случае?
• 7.124. На рис. 7.27 'приведена схема двойного моста, который
используется Д.ня определения очень малых сопротивлений (шунтов, соединительных линий и т. д.). Записать условия равновесия моста и определить соотношение его плеч, чтобы при изме·
рении сопротивлений Rx от 0,01 до 0,1 Ом нуль индикатора был
при сопротивлениях магазина RN = 1 и 10 Ом.
• 7.125. Поясните преимущества и недостатки уравновешенной
и неуравновешенной мостовых схем измерения. Зависит ли точность измерений с помощью уравновешенного моста от непостоянства напряжения источника питания?
~ 7.126. Измерение сопротивления по методу амперметра и'
вольтметра проводилось с погрешностью, вызванной внутренними сопротивлениями при боров, не более 1 %. с какими классами
точности необходимо выбрать амперметр и вольтметр, чтобы общая погрешность измерения не превышала 2,5 %?
7.127. При измерении сопротивления резистора методом амперметра и вольтметра показания их были pa~HЫ 2 А и 50 В при
положении ключа 1 в схеме на рис. 7.8, а. Определить сопротивление резистора, если внутреннее сопротивление амперметра
RA = 0,5 Ом.
7.128. При измерении сопротивления резистора методом амперметра и вольтметра показания их были равны 11 мА и 1 О В
при положении ключа 2 в схеме на рис. 7.8, 6. Определить сопротивление резистора, если внутреннее сопротивление вольтметра
Rv = 100 кОм.
7.129. При измерении сопротивления якоря двигателя переменного тока методом амперметра и вольтметра (рис. 7.8, а) показания приборов были P~BHЫ 1 О А и 30 В. Амперметр имеет
внутреннее сопротивление RA = 0,1 Ом, .внутренн'ее сопротивление вольтметра Rv = 5 кОм. Чему равна дополнительная относи·-
194 • 
тельная погрешность, вносимая внутренними сопротивлениями
приборов в обоих случаях, т. е. при положениях 1 и 2 ключа? 

7.130. Определить сопротивление резистора, если при положении ключа 1 в схеме на рис. 7.8, а амперметр с внутренним сопротивлением RA = 1 О Ом показал 1 ОмА. Показание вольтметра 1 В. Чему равна абсолютная погрешность измерения, если
ток измерялся с точностью 1 %, а напряжение - с точностью 2 %?
7.131. Определить сопротивление резистора, если при положении ключа 2 в схеме на рис. 7.8, а вольтметр с внутренним сопротивлением Rv = 1 О кОм показал 1 В. Показание амперметра
10 мА. Чему равна абсолютная погрешность измерения, если ток
измерялся с точностью 1,5 %, а напряжение - с точностью
2,5 %?
7.132. При измерении сопротивления нелинейного элемента
методом амперметра и вольтметра напряжение на нем было 6 В,
а ток 2 мА. При изменении напряжения на 0,5 В ток изменился
на 50 мкА. Найти статическое и дифференциальное сопротивления элемента.
7.133. Определить сопротивление Rx в схеме на рис. 7.23, а,
если при включении вольтметра с внутренним сопротивлением
Rv = 40 кОм непосредственно к источнику его показание было
равно 11 О В, а при подключении последовательно с сопротивлением Rx стало равным 75 В.
7.134. Сопротивление измеряется с помощью измерительной
схемы на рис. 7.23, б. Когда ключ находился в положении 2, ток
амперметра был равен 0,5 А, а при переводе ключа в положение 1 его показание соответствовало 0,2 А. Найти искомое сопротивление, если I)нутреннее сопротивление RA = 0,1 Ом, а образцовое сопротивление Ro = 50 Ом.
7.135. В схеме измерения сопротивления на рис. 7.28 используется миллиамперметр РА со шкалой 100 мА, отградуированной
в омах. Внутреннее сопротивление прибора 50 Ом, напряжение
источника 15 В. Определить сопротивление резистора Rp , чтобы
f95 
нуль по шкале сопротивления соответствовал верхнему пределу по току.
р • 7.136. Вольтметр с внутренним сопротивлением 1 О кОм подключается
сначала последовательно к образцово,·
му резистору сопротивлением 20 кОм,
а затем к измеряемому сопротивлению.
Рис. 7.28. К задаче 7.135 Найти значение Rx, если показания
вольтметра при одинаковом в обоих
случаях напряжении питания равны 80 и 30 В.
,7.137. На рис. 7.29, а приведена схема измерения изоляции
проводов промышленной сети переменного тока. Каковы будут
показания одинаковых вольтметров при исправной и поврежденной изоляции? На какое напряжение надо выбрать вольтметры,
если линейное напряжение 380 В?
• 7.138. При измерении сопротивления Rx заземляющего устройства используется схема на рис. 7.29, 6. Какой системы вольтметр может быть применен в данном случае и как выбирается
его внутреннее сопротивление? Как зависит сопротивление зонда
RJ от глубины погружения и влажности грунта?
• 7.139. Можно ли при измерении сопротивлений жидких проводников или проводников, обладающих высокой влажностью
(например, сопротивлений заземле~ий), пользоваться постоянным током измерительной цепи?
7.140. Электродинамический логометр (см. рис. 7.2, а) рассчитан на измерение емкости от 5 до 100 мкФ, длина шкалы составляет 95 мм. Определить емкость конденсатора СО и коэффициент шкалы k. Чему будет равна наибольшая абсолютная погрешность при классе точности прибора 1,5?
7.141. Логометр, схема которого приведена на рис. 7.24 .. а,
подключен к источнику напряжения 42 В с частотой 50 Гц. Ка'кую максимальную емкость можно измерить с помощью прибора, если ток измерительных катушек не должен превыш&ть
50 мА? Сопротивление катушек равно 50 Ом.
7.142. Емкость образцового конденсатора в мостовой cxeMle
u
а)
Рис. 7.29. а - к задаче 7.137; б - к задаче 7.138
t96 
(рис. 7.22) равна 5 мкФ. Опреде- R
лить неизвестную емкость конденсатора при УСЛОВИИ t что равновесие
моста наступает при R2 = 3,5 кОм
и R4 = 1 кОм. Изменится ли равновесие моста, если поменять местами
Х с R4? 7.143.~ При измерении емкости
конденсатора с помощью мостовой
схемы на рис. 7.22 ис;пользуются переменные резисторы сопротивлением
0,2-2 кОм и образцовый конденса- Рис. 7.30. К задачам 7.144, 7.155
тор емкостью 1 мкФ. В каком диапа-
зоне можно измерять емкость в этом случае?
7.144. Определить шунтирующее сопротивление Rx и емкость
конденсатора Х по схеме на рис. 7.30, если равновесие мрста
наступает в положении J ключа при Rl = 5 кОм и R2 = 1 кОм,
а в положении 2 при Rl = 2,5 кОм и R2 = 1 кОм. Сопротивление
R = 10 кОм, емкость образцового конденсатора СО = 10 мФ, частота напряжения питания 400 Гц. 

Ответы к задачам по электротехнике Новиков from zoner

Категория: Физика | Добавил: Админ (12.08.2016)
Просмотров: | Теги: Новиков | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar