Тема №7584 Ответы к задачам по электротехнике Новиков (Часть 7)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по электротехнике Новиков (Часть 7) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по электротехнике Новиков (Часть 7), 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

13.1. Найти первоначальный ток и количество теплоты, выде­
ляемой в течение 1 с нагревательной обмоткой сопротивлением
8 Ом, если при изменении тока на 1 О А количество выделяемой
теплоты увеличилось в 4 раза.
, 13.2. Определить диаметр и длину проволочного нагревателя
из нихрома для электрической печи. Мощность нагревателя Р = .
= 22 кВт, напряжение и = 220 В, допrстимая удельная поверх­
ностная мощность доп = 2,2·104 Вт/м, удельное сопротивление
р = 1,2. 1 О-б Ом· м.
13.3. Определить размеры ленточного нагревателя из нихрома
для электрической цепи. Мощность нагревателя Р = 22 кВт,
Нflпряжение и = 220 В, допустимая удельная поверхностная
мощность доп = 1,5·104 Вт/м , удельное сопротивление р =
= 1,2.10-6 Ом-м. Принять ширину ленты Ь = 10а, где а­
толщина ленты.
13.4. Электрический кипятильник использовался для нагрева
20 л воды в емкости. Определить ток и мощность кипятильника,
если вода в емкости закипела через 1 О мин после его включения,
а на нагревание воды затратилось 70 % потребляемой кипятиль­
ником мощности. Напряжение сети 220 В, начальная темпера­
тура воды 1 = 20 ОС.
Решение. Количество теплоты, затраченной на нагрев воды
до кипения, т. е. до температуры Т 2 = 100 ос, определяется по
известному теплофизическому соотношению
w = ст(Т Тд = 4,19·20·80 = 6700 кДж,
где с - удельная теплоемкость воды, равная 1 кал/ (г· град)
или 4,19 кДж/ (кг··К); т - масса, для 20 л воды составляющая .
20 кг.
Мощность кипятильника Р = W /и1]) или, подставляя исход­
ные данные, Р = 6,7 МДж/ (600 с·0,7) = 16 кВт.
Ток кипятильника' равен 72,5 А.
13.5. Для нагрева медной заготовки масsой 150 кг на 100 ос
в электрической печи был использован нагреватель мощностью
1,5 кВт. Какое время необходимо для нагрева заготовки, если
кпд печи 1] = 0,45? Чему равен ток нагревателя при подключе­
нии его к сети напряжением 220 В?
13.6. Электронагревательная печь использовал ась для нагре­
ва латунной детали массой 15 кг на 100 ос. Определить ток и
мощность печи, если на нагрев заготовки в течение 15 мин было
затрачено 40 % потребляемо~ мощности. Напряжение сети 220 В.
13.7. Определить сечение и длину нихромовой проволоки для
нагревательного элемента (220 В; 1,2 А) с допустимой плот-
300 
ностью тока 10 A/MM2
, принимая удельное сопротивление нихро­
ма в нагретом состоянии 1,25·10-6 Ом·м.
13.8. Сушильная камера имеет размеры: 4Х2Х2 м. Каждые
четверть часа воздух камеры заменяют холодным ( + 1 О ОС) .
Определить расход энергии за 24 ч работы, если кпд камеры
90%, теплоемкость воздуха 1 кДж/(кг·К), плотность воздуха
l,~9 кг 1м3, воздух нагревается до 60 ОС.
13.9. Обмотка электронагревателя (рис. 13.1) подключена к
промышленной сети напряжением 220 В, напряжение срабаты­
вания реле составляет 24 В. Изменение температуры нагревателя
на 10 ос вызывает изменение температуры в зоне установки
термометра на 2 О'С. С какой наибольшей абсолютной погреш­
ностью можно выбрать термометр для поддержания температуры
нагре6ателя с точностью 2,5 ОС? . 13.10. На рис. 13.3, а приведена принципиальная схема дуго­
вой сталеплавильной печи, которая подключена к шине напряже­
нием 6,6 кВ. Определить необходимый коэффициент трансфор­
мации печного трансформатора ТП, чтобы на электроде Э напря­
жение составляло 42 В. Чему равен ток при возникновении дуги
в зоне нагрева, если ток первичной обмотки равен 5 А, а кпд
трансФоематора 95 %?
13.11. Дуговая сталеплавильная печь использовал ась для
нагрева стальной заготовки массой 350 кг на 1100 ОС. Опреде­
лить ,ток и мощность печи, если на нагрев заготовки в течение
2,5 ч было затрачено 70 % потребляемой мощности. Напряжение
сети 6,6 кВ, среднее значение теплоемкости принять равным
0,25 кДж/(кг'К)'
13.12. На рис. 13.3, б приведена принципиальная схема .. электронно-лучевои установки, напряжение между электродами
которой 50 кВ. С какой ско­
ростью электронный пучок па­
дает на нагреваемую заготов­
ку? За какое время электроны
пучка преодолевают расстоя­
ние 25 см?
13.13. Нагрев заготовки с
р=О,25 OM.MM2/~ и .... ':-50 J2
осущеСТВЛSjется в тигельнои пе­
чи индуктором на частоте
400 Гц. Определить средний .. диаметр тигеля, на которыи
следует рассчитать печь, и глу­
бину проникновения вихревых
токов в нагревательную заго­
товку.
13.14. Индукционная печь
подключена к трехфазной сети о}
с линейным напряжением 380 В Рис. 13.3. а - к задаче 13.10; б - к за- промышленной частоты, при- даче 13.12
З0. 
чем полная мощ~ость составляет 50 кВ· А, а коэффициент мощ­
ности cos«p = 0,08. Определить емкость и реактивную мощность
батареи конденсаторов, подключаемую для повышения cos «р
до 0,95. Фазы обмоток и конденсаторной батареи соединены с
источником' звездой.
• 13.15. Для нагревательной обмотки большой мощности ис- , пользована лента' из нихрома толщиной 1 мм и шириной 15 мм.
Найти сопротивление погонного метра ленты и оценить, во сколь­
ко раз поверхность теплоотдачи ленты выше, чем провода круг- .
лого сечения такой же площади.
• 13.16. Электроплитка имеет две спирали, которые можно
соединить параллельно и последовательно. Одинакова ли потреб­
ляемая мощность в обоих случаях?
• 13.17 Почему электромеханические устройства с нагреватель­
ными элементами из нихрома не рекомендуется использовать
при частых переключениях напряжения питания?
• 13.18. Почему спирал" Jfз сплавов типа фехраля и хромеля, , проработавшие в электронагревательных приборах, не должны ,
подвергаться деформации при ремонте в холодном состоянии?
~ 13.19. Возникновение электрической дуги при дуговой сварке
происходит при напряжении 25 В, при этом ток дуги достигает
650 А. Определить сопротивление воздуха в зоне дуги и ее
мощность. Какая мощность потребляется в цепи сварочного
аппарата с эквивалентным сопротивлением 0,03 Ом? ,
13.20. Сварочный автомат работает с цикличностью Т = 5 с,
причем длительность операции точечной сварки составляет 0,3 с.
Определить допустимый амплитудный ток аппарата, если номи­
нальный ток его электрических цепей в непрерывном режиме
равен [иом = 15 А.
13.21. Определить максимальную производительность свароч­
ного автомата, в котором длительность операции сварки состав­
ляет 0,2 с, а допустимый ток не должен быть больше 120 А.
Номинальный ток в непрерывном режиме равен 15 А. '
13.22. Определить мощность дуги в сварочном аппарате с
питанием от генератора постоянного тока (рис. 13.2, а), если
она возникает при напряжении 25 В. Вал генератора приводится '
во вращение с частотой 1450 об/мин, сопротивление цепи якоря
составляет Rя = 0,03 Ом, а сопротивление последовательной об­
мотки RB = 0,05 Ом. Магнитный поток одного полюса 3· 10-3 Вб,
постоянный коэффициен'К СЕ = 8,5. _ Решение. Эдс генератора постоянного ТОка определяется из
соотношения
В соответствии со схемой на рис. 13.2, а напряжение- опреде­
ляется \ по формуле
302 
отсюда Ян = (Rя = яв)и /(Е - и) =
= 3,08·25/12 = 0,167 Ом. Ток, при
котором возникает дуга, J = U / Rн =
'= 25/0,167 = 150 А и мощность дуги
,Р = и/ = 25·150 = 3,75 кВт.
13.23. Магнитодвижущая сила, со­
здаваемая намагничивающей обмоткой
сварочного аппарата (рис. 13.2, 6), ,-v
составляет 250 кА. Определить ток ра-
бочих обмоток при зазоре подвижного
ярма о = 20 мм, если сопротивление
дуги 0,015 Ом. Число витков рабочей
,--t::::=:::t--r w 1
Рис. 13.4. К задаче 13.24
обмотки w = 450, ее активное сопротивление RL = 0,01 Ом. Маг­
нитным сопротивлением магнитопровода пренебречь, приняв его
сечение равным 10-5 •
13.24. Магнитодвижущая сила, создаваемая намагничи­
вающей обмоткой сварочного аппарата (рис. 13.4), составляет
25 кА. Определить ток рабочих обмоток при положении магнит­
ного шунта, соответствующего взаимоиндуктивности катушек
LM = 0,1 Гн, если сопротивлен~е ДУFИ равно 0,015 Ом. Число
витков рабочей обмотки 'Ш2 = 150, ее активное сопротивление
RL2 = 0,06 Ом, первичная обмотка подключена к сети частотой
400 Гц. v
13.25. Определить максимальное сопротивление и ток паяль­
ника, если при включении его в сеть напряжением 220 В номи­
нальная мощность составляет 150 Вт. Какое количество теплоты
выделяется в паяльнике в течение 1 ч работы?
• 13.26. Какие требования предъS!вляются к материалу наконеч­
ников электрических паяльников сопротивления? Назовите основ­
ные конструкции наконечников паяльников.
,. 13.27. Почему при контактной точечной сварке сварная
точка образуется в контакте между деталями из листовой стали
и не образуется в контактах между деталями и электродами? 

13.28. Светоотдача лампы накаливания мощностью 60 Вт
составляет 10 лм/вт. Определить световой поток лампы. Чему
304 
равна освещенность поверхности площадью 0,25 , если на нее
падает 33 % светового потока лампы?
~ 13.29. Световой поток Ф = 160 лм излучается светильником
в пределах телесного угла 0,8 стерадиан. Определить силу
света в направлении оси телесного угла. Чему равна средняя
сферическая сила света светильника?
13.30. Определить необходимое количество люминесцентных
светильников для освещения помещения площадью S = 6Х 12 •
В каждом светильнике установлены две лампы мощностью
Рл = 40 Вт, ,дельная мощность освещения для помещения
W=6,5 Вт/м.
13.31. Для освещения помещения площадью S = 6 Х 6 2
предполагается использовать четыре одноламповых светильника.
Определить необходимую мощность одной лампы, если удель­
ная мощность освещения для заданного помещения составляет
16 вт/м •
13.32. Для освещения рабочего места площадью 0,5 2 по
нормативу требуется Е = 300 лк. Определить минимальный све­
товой поток светильника, 40 % светового потока которого по­
падает на рабочую поверхность, а кпд свеТИJlьника 50 %.
13.33. Светильник с силой света Ia, = 770 кд подвешен на вы­
соте 1,5 м над рабочей поверхностью, находящейся на расстоя­
нии 1 м от вертикали точки подвески. Определить освещенность
поверхности, выбрав kз = 1,5, и оценить, соответствует ли она
нормативу Е н = 100 лк для данного рабочего места.
13.34. Схема расположения девяти светильников в помещении
соответствует приведенной на рис. 13.6. Расстояние между лам­
пами а = 2 м; Ь = 4 М, высота подвески над рабочей поверх­
ностью h = 2 м. Определить среднюю освещенность в точке А.
если сила света от ламп 2; 3; 5; 6 равна 1500 кд, от ламп 1; 4; 8; 9-
1000 кд, от лампы 7 - 500 кд. Коэффициент запаса принять
равным kз = 1,3. 

13.35. Для приведенной на рис. 13.6 схемы расположения
светильников на высоте 2 м определить среднюю освещенность
в точке В, если сила света ламп 5 и 8 равна 1500 кд; ламп
4J 6J 7J 9 - 1000 кд; ламп 1 и 3 - 500 кд; лампы 2 - 750 кд.
Расстояние между лампами а = 2 м и Ь = 4 м; коэффициент
запаса принять равным з = 1,3. Найти световой поток, падаю­
щий на находящееся в этой точке рабочее место площадью
S = 0,2 •
13.36. Для приведенной на рис. 13.6 схемы расположения
светильников на высоте 2 м определить среднюю освещенность
в точке С, если сила света ламп 4,5 равна 1500 кд; ламп 1 J 2J 7J
8 - 1000 кд; ламп 8 и 9 - 500 кд; лампы 6 - 750 кд. Расстояние
между лампами а = 2 м и Ь = 4 м; коэффициент запаса принять
равным з = 1,5. Определить мощность ламп, если кпд всей уста­
новки равен 30 %, а светоотдача 10 лмjВт.
13.37. Осветительная сеть, представляющая собой три ветви
по 15 ламп мощностью 60 Вт каждая, подсоединена звездой к
трехфазной сети линейным напряжением 380 В. Определить
энергию, расходуемую сетью в течение 1 ч, и световую энергию
при кпд 33 %.
• 13.38. Световой поток, излучаемый нагретым телом, пропор­
ционален четвертой ст.епени температуры, световой поток нити
накаливания ла~пы, нагретый до 2093 К, был равен 1750 лм.
Определить световой поток при колебаниях температуры в пре­
делах ± 1 о % от данного значения.
• 13.39. Точечный источник с одинаковой по всем направле­
ниям силой света 120 кд подвешен на высоте h = 2 м над цент­
ром круглого стола 0 d = 1,2 м. Определить освещенность в
центре и на краю стола.
• 13.40. Составить такую принципальную электрическую схему
светильника, состоящего из пяти ламп, чтобы можно было раз­
дельно включить две, три и пять ламп.
а 13.41. Составить такую принципиальную электрическую схему
подключения двенадцати одинаковых светильников· к трехфазной
сети, чтобы нагрузка была симметричной, учитывая, что линейное
напряжение сети 220 В, а шесть ламп рассчитаны на 220 В и
шесть ламп - на 127 В.
• 13.42. Пояснить, почему нити ламп накаливания выполнены
из многовитковых спиралей. Чем определяется выбор сплавов из
вольфрама для нитей, а сплавов из молибдена для их держа­
телей?
• 13.43. Для какой цели галогенная лампа накаливания запол­
няется инертным газом с добавками соединений с водородом
306 
"",,---о+Еа
+o-----..... ~
а)
фтора, хлора, брома и йода?
Почему галогенные лампы име­
ют более высокую светоотдачу
по сравнению с лампами нака­
ливания одинаковой мощности?
~ 13.44. Выбрать сопротивле­
ние нагрузки ,!,иратрона, ис­
пользуемого в качестве индика­
торной лампы, чтобы при анод­
ном токе 0,1 А напряжение го-
ения тиратрона было равно Рис. 13.7. а - к задаче 13.45; б - к за­ даче 13.46 50 В при напряжении питания
110 В.
13.45. Чему равны анодное напряжение и ток стабилитрона,
схема включения которого соответствует рис. 13.7, а, если
сопротивление нагрузки равно 250 Ом, а напряжение горения
лампы 110 В при напряжении источника а = 150 В? Как изме­
нится напряжение стабилитрона при дифференциальном сопро­
тивлении 1 О Ом и изменении тока от 1 О до 100 мА?
13.46. Чему равно напряжение тиратрона, схема включения
которого соответствует рис. 13.7, б, если напряжение анодного
питания 60 В, анодный ток в цепи 3 А, а сопротивление нагрузки
10 Ом? Определить световой поток лампы, если светоотдача рав­
на 2 лмjВт.
13.47. Люминесцентная лампа с пусковой цепью (рис. 13.5, б)
подключается к сети напряжением 220 В и частотой 400 Гц.
Определить емкость конденсатора, необходимого для резонанса
цепи, если L = 0,6 rH; R = 10 кОм, а сопротивление лампы в хо­
лодном состоянии Rл = 100 Ом. Чему равно напряжение на лам­
пе в момент Включения в сеть? 

13.56. Электролитическое получение меди ведется из раствора
медного купороса при токе 750 А и напряжении 15 В. Определить
время, необходимое для получения 20 кг меди. Чему равен кпд
установки, если от сети потребляется 15 кВт?
13.57. Какой ток необходим для получения 50 кг цинка в
электролитической ванне в течение 2 сут? Определить время для
получения этого количества цинка при токе 400 А.
• 13.58. Пластины, которые необходимо покрыть моем меди
толщиной 0,5 мм, имеют конфигурации, показанные на
рис. 13.9, а-в. Сколько необходимо времени для покрытия
каждой пластины в растворе хлористой меди при токе 1 А?
• 13.59. Имеются три фигуры одинакового объема: шар радиу­
сом 200 мм, конус с радиусом основания 100 мм и цилиндр с
радиусом основания' 150' мм. Определить время, необходимое
для покрытия поверхности этих фигур слоем меди толщиной
1 мм в растворе M~ДHOГO купороса при токе 1 А.
• 13.60. Электролиз технически чистой меди производился из:
а) раствора хлористой меди; б) раствора медного купороса.
Определить, какое количество меди выделится в том и другом
мучае в течение 1 ч при токе 10 А. В каком случае электролиз
будет более эффективным?
• iЗ.61. Полученная непосредственно из руды медь при рафини-
309 
200
,00
а) В)
Рис. 13.9. К задаче 13.58
ровании (очистке) отливается в виде пластин и размещается
в качестве анода в раствор медного купороса. При каком напря.
женин необходимо производить электролиз меди?
• 13.62. Во сколько раз больше время покрытия заготовки
медью по сравнению с серебром при одинаковой М'ассе и том же
токе гальванической ванны? Какова продолжительность процесса
электролиза медного купороса, если электроды: а) угольные,
б) медные?
..... 13.63. В качестве источника электрической энергии для цепи
постоянного тока используется батарея аккумуляторов емкостью
25 А· ч. В течение какого времени проработал аккумулятор при
токе в цепи 0,1; 1 и 1 О А? '
3.64. В качестве анода химического источника электрической
энергии был использован марганец. Какой из металлов необходи­
мо выбрать в качестве второго электрода, чтобы эдс элемента
составила: а) +1,87 В; б) -0.29 В; в) -2,75 В?
13.65. В качестве источника эдс в цепи по~тоянного тока
с резистором нагрузки 100 Ом используется аккумулятор с
эдс 12 В и внутренним сопротивлением 5 Ом. Определить ток
в цепи и его изменения при колебаниях внутреннего сопротивле­
ния в пределах ±2 Ом.
13.66. Чему равен' ток короткого замыкания: а) одного
элемента; б) батареи из пяти параллельно соединенных элемен­
тов; в) батареи из пяти последовательно соединенных эле­
ментов, если эдс элемента 1,2 В, внутреннее сопротивление
0,2 Ом?
13.67. Используя приведенные на рис. 13.1 О, \а разрядные
кривые элемента питания, определить его минимальную емкость
при указанных нагрузках 1-4. Расчет провести для напряжений
U~O,8 В. Чему равен ток цепи при R .. = 10 Ом. если внутрен-
нее сопротивление элемента ROH = 0,5 ОМ? .. 13.68. Используя приведенные на рис. 13.10, б кривые заря·
да 2 и разряда J свинцового аккумулятора, определить время
эtо 
У,В 1,* r---..,.---...,.-----.-----,
~2~~~~~~~~~~
,,О
~8~~~-~~~~~
_ 0,5
~" I
и,8
~7
2,'
2,3
,...
~2~~--~--~~~
О 0,06
2,1
~g
1,7
1,5 0,16 0,2'1 Q, А-ч О
а)
/
1
---"
,
i'J ,~
1 2 3
о)
Рис. 13.10. а к задаче 13.67; б к задаче 13.68
заряда и разряда до значений ± 10 %. Найти ток разрядки в
цепи нагрузки Rи = 15 Ом через 1; 2 и 3,5 ч после подключения
к аккумулятору, если RBH = 1 Ом.
• 13.69. Аккумулятор с номинальным напряжением ПИТ =
= 2,1 В используется для питания электронного блока с RH =
= 10 Ом_ При увеличении температуры аккумулятора его внут­
реннее сопротивление увеличилось в 2 раза, а ток в цепи упал на
64 мА. Определить первоначальные значения тока и внутрен­
него сопротивления.
• 13.70. Как по внешнему виду пластин кислотного аккуму­
лятора узнать, какая из них положительная, какая отрица­
тельная? Почему при замене пластин аккумулятора во время
ремонта нельзя устанавливать одновременно старые и новые пла­
стины одной полярности?
• 13.71. Почему в электротехнических устройствах места соеди­
нения алюминиевых проводов с медными должны быть защи­
щены от открытого воздуха и попадания влаги?
• 13.72. Почему при пайке стальной проволоки, применяемой
без защитных покрытий, практ,ически не используется припой с
оловом? Какие из металлов - цинк, хром, никель, медь
могут использоваться для защитного покрытия стальных деталей,
в частнос-ти сердечников дросселей?

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