Задачі для самостійного виконання

Змістовний модуль 1

До теми 1

Задача 1. Контакти реле виготовлені у вигляді напайок сріблом, радіус кривизни яких r=5 мм. Визначити опір стягування цих контактів, якщо сила контактного натиснення F= Н.

 

Задача 2. Рухомі контакти виготовлені у вигляді срібних напайок, радіус закруглення яких r=10 мм, а нерухомі контакти – плоскі. Визначити опір стягування місткового допоміжного контакту контактора, якщо сила контактного натиснення на місток F=0.02 Н.

 

Задача 3. Два круглих мідних стержня діаметром d=30 мм на торцях оброблені під сферу радіусом r=15 мм і стиснуті силою F=300 Н. Визначити величину опору стягування в місці контакту, якщо температура контакту .

 

Задача 4. Визначити величину контактного опору розеткового контакту вимикача, якщо розетка складається з шістьох ламелей, які самовстановлюються, а сила, яка притискує ламель до контактного стержня, F=50 Н. Матеріал розетки та стержня – мідь.

 

Задача 5. Визначити контактний опір торцевого одноточкового контакту вимикача, якщо сила контактного натиснення F=300 Н, а матеріал контактів – мідь.

 

Задача 6. Визначити величину контактного опору пальцевого контакту, який самовстановлюється, якщо контактне натиснення F=250Н, рухомий контакт виконаний із латуні, нерухомий – із сталі.

 

Задача 7. Знайти величину контактного натиснення пакетно-пластинчатого контакту пускового реостату, якщо контактний опір , матеріал контактів – мідь.

 

До теми 2

Задача 1. Визначити струм у провіднику, який охоплений сталевим кільцем у вигляді тороїду, зовнішній діаметр якого =120 мм, а внутрішній діаметр =100 мм. Теплові втрати у кільці =100 Вт. Частота струму у провіднику =50 Гц.

 

       Задача 2. Визначити допустиме значення змінного струму круглої мідної шини діаметром =40 мм, яка встановлена горизонтально в спокійному повітрі з температурою , якщо частота струму 50 Гц, а допустима температура поверхні шини .

 

       Задача 3. Визначити допустимий струм для мідної шини, поперечний переріз якої 120×10 мм. Шина встановлена на ребро в спокійному повітрі горизонтально. Частота змінного струму 50 Гц, допустима температура шини , температура оточуючого середовища . Отриманий результат порівняти з результатом, коли шина кругла, а площа її поперечного перерізу дорівнює площі поперечного перерізу прямокутної шини.

 

       Задача 4. Знайти температуру поверхні прямокутної алюмінієвої шини розміром 120×10 мм, якщо її поверхня пофарбована фарбою і нею протікає постійний струм = 400 А. Шина встановлена горизонтально на ребро в спокійному повітрі з температурою .

 

       Задача 5. Визначити кількість теплоти, що виділяється в чавунному кільці висотою =200 мм, з внутрішнім діаметром =100 мм і товщиною стінки =50 мм, якщо крізь кільце проходить шина, через яку протікає змінний струм =500 А частоти 50 Гц. Знайти також температуру поверхні кільця, якщо коефіцієнт тепловіддачі , а температура оточуючого середовища .

 

Задача 6. Визначити сталу часу нагріву і побудувати криву нагріву сталевої шини прямокутного перерізу 90×4 мм, якщо нею протікає струм =500 А. Шина розміщена в спокійному повітрі з температурою , а коефіцієнт тепловіддачі з поверхні шини . Питомий опір сталі прийняти .

 

       Задача 7. Визначити сталу часу нагріву циліндричної котушки постійного струму, яка намотана мідним круглим дротом діаметром =2 мм, має 500 витків, її внутрішній діаметр  мм, зовнішній -  мм, висота =70 мм. Тепловіддача в навколишній простір, яким є спокійне повітря, здійснюється з бокових поверхонь і з торців. Коефіцієнт тепловіддачі .

 

       Задача 8. Визначити коефіцієнти перевантаження за потужністю та струмом для сталевої шини прямокутного перерізу 100х4 мм, яка нагрівається переривчастим струмом =600 А через встановлені проміжки часу. Допустима температура нагріву шини . Шина розміщена в спокійному повітрі з температурою . Коефіцієнт тепловіддачі з поверхні шини . Температура шини в результаті протікання переривчастого струму досягає .

 

          До теми 3.

          Задача 1. Знайти температуру газу, якщо степінь іонізації =0,05, енергія іонізації  = 18 еВ, а тиск газу =  Па.

 

          Задача 2. Побудувати залежність спаду в часі щільності іонів в дуговому стовпі за рахунок рекомбінації іонів. Коефіцієнт рекомбінації газу ; початкова щільність іонів .

 

          Задача 3. Визначити швидкість переміщення вільної дуги із струмом 600 А, яка знаходиться в магнітному полі, що створюється тим самим струмом дуги, якщо число витків котушки магнітного дуття =4 і відстань між полюсами (повітряний зазор) = 20 мм.

 

          Задача 4. Визначити швидкість переміщення дуги в вузьких щілинах між ізоляційними пластинами, якщо відстань між ними =3 мм, індукція в щілинах =0,15 Тл і струм в дузі = 500 А.

 

          Задача 5. Знайти швидкість переміщення дуги між концентричними кільцями, які розміщені у порожнині котушки постійного струму. Котушка великої довжини має 1000 витків на 1 м і струм в її обмотці =100 А. Зазор між кільцями 10 мм, струм в дузі =100 А.

 

          Задача 6. Визначити напрямок і значення швидкості переміщення електричної дуги, яка утворює колове кільце, під впливом власного поля при радіусі дугового кільця =30 см, струм в дузі =500 А і радіусі стовпа .

 

          Задача 7. Загальна кількість енергії, яка поглинається за один цикл вимкнення, = 3000 Дж. Оцінити, яку кількість енергії необхідно взяти із мережі безпосередньо за час одного вимкнення, якщо струм, який вимикається, =200 А, індуктивність кола =80 мГн.

 

          Задача 8. Визначити повний час згасання дуги, якщо напруга на дузі =250 В у залежності від струму залишається постійною. Напруга мережі =200 В, опір =1 Ом, індуктивність =15 мГн.

 

          Задача 9. Визначити критичну довжину дуги та її критичний струм, якщо опір кола =1,5 Ом, напруга =600 В. Вольт-амперна характеристика описується рівнянням (3.9), де =90, а=0,4.

 

          Задача 10. До якої довжини має розтягнутись дуга постійного струму, щоб досягнути нестійкого стану? Вольт-амперна характеристика дуги описується рівнянням (3.9), де с=100, =0,5. Напруга мережі =400 В, струм у колі =100 А.

 

          Задача 11. Визначити кількість сталевих пластин дугогасної камери, якщо початкова міцність одиничного проміжку =120 В, частота відновлення напруги =1000 Гц, коефіцієнт перевищення амплітуди напруги відновлення =1,6. Робоча напруга 600 В. Відомо також, що за 50 мкс міцність проміжку досягає подвійної величини в порівнянні з початковою.

 

          Задача 12. Визначити електричну міцність короткого проміжку, якщо напруженість електричного поля автоелектронної емісії  В/см, температура газу =6000 К, енергія іонізації частинок =11.5 еВ, тиск газового середовища  Па.

 

         Задача 13. Визначити пробивну напругу короткого проміжку відразу після переходу струму через нуль та через 10 і 50 мкс. Напруженість поля виходу  В/см, початкова густина іонів