Самостоятельная работа №2 - Вариант 1

Самостоятельная работа №2 Вариант 1 Тестовая часть 1. Ответ: С. Его величина во времени неизменна. 2. Ответ: С. Омметр. 3. Ответ: А. Увеличится в 2 раза (согласно закону Ома \( I = \frac{U}{R} \)). 4. Ответ: В. Ток уменьшается (так как полное сопротивление цепи растет). 5. Ответ: В. \( U_L = \sqrt{3} U_f \). Теоретические вопросы 1. Постоянный ток и закон Ома. — Постоянный ток — это электрический ток, который с течением времени не изменяется по величине и направлению. — Закон Ома для участка цепи: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка: \[ I = \frac{U}{R} \] — Последовательное соединение: \[ R_{общ} = R_1 + R_2 + ... + R_n \] — Параллельное соединение: \[ \frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ... + \frac{1}{R_n} \] 2. Параметры однофазного синусоидального тока. — Амплитудное значение \( I_m \) — максимальное значение тока за период. Действующее значение \( I = \frac{I_m}{\sqrt{2}} \). Среднее значение за полупериод \( I_{ср} = \frac{2 I_m}{\pi} \). — Период \( T \) — время одного полного колебания (с). Частота \( f = \frac{1}{T} \) — число колебаний в секунду (Гц). — Фазовый сдвиг \( \phi \) — разность начальных фаз напряжения и тока. — Активное сопротивление \( R \) поглощает энергию (превращает в тепло). Индуктивное \( X_L \) и емкостное \( X_C \) сопротивления создают сдвиг фаз и реактивную мощность. Задачи Задача 1. Дано: \( R = 15 \) Ом \( U = 30 \) В \( t = 5 \) мин = 300 с Найти: \( I, P, A \). Решение: 1) Сила тока по закону Ома: \[ I = \frac{U}{R} = \frac{30}{15} = 2 \text{ А} \] 2) Мощность: \[ P = U \cdot I = 30 \cdot 2 = 60 \text{ Вт} \] 3) Работа тока: \[ A = P \cdot t = 60 \cdot 300 = 18000 \text{ Дж} = 18 \text{ кДж} \] Ответ: \( I = 2 \text{ А} \), \( P = 60 \text{ Вт} \), \( A = 18 \text{ кДж} \). Задача 2. Дано: \( R = 25 \) Ом \( X_L = 20 \) Ом \( U = 220 \) В Найти: \( Z, I, \phi, P \). Решение: 1) Полное сопротивление: \[ Z = \sqrt{R^2 + X_L^2} = \sqrt{25^2 + 20^2} = \sqrt{625 + 400} = \sqrt{1025} \approx 32 \text{ Ом} \] 2) Ток в цепи: \[ I = \frac{U}{Z} = \frac{220}{32} = 6,875 \text{ А} \] 3) Угол сдвига фаз: \[ \cos \phi = \frac{R}{Z} = \frac{25}{32} \approx 0,78 \Rightarrow \phi \approx 38,7^{\circ} \] 4) Активная мощность: \[ P = U \cdot I \cdot \cos \phi = 220 \cdot 6,875 \cdot 0,78 \approx 1180 \text{ Вт} \] Ответ: \( Z \approx 32 \text{ Ом} \), \( I \approx 6,88 \text{ А} \), \( \phi \approx 38,7^{\circ} \), \( P \approx 1,18 \text{ кВт} \). Задача 3. Дано: \( U_L = 380 \) В \( R = 40 \) Ом Соединение — звезда. Найти: \( U_f, I_f, I_L \). Решение: 1) При соединении звездой фазное напряжение: \[ U_f = \frac{U_L}{\sqrt{3}} = \frac{380}{1,73} \approx 220 \text{ В} \] 2) Ток в фазе: \[ I_f = \frac{U_f}{R} = \frac{220}{40} = 5,5 \text{ А} \] 3) При соединении звездой линейный ток равен фазному: \[ I_L = I_f = 5,5 \text{ А} \] Ответ: \( U_f = 220 \text{ В} \), \( I_f = 5,5 \text{ А} \), \( I_L = 5,5 \text{ А} \).