4 практических задания Сдано в 2022году Оценка 22,0 / 22,0 (вариант на букву Ш)

Скриншот с отметкой прилагается к работе.

Практическое задание 1  
    Тема 1.1. Электронагревательные устройства

Расчет нихромового электронагревателя
Задание: рассчитать диаметр и длину нихромовой проволоки для электрического нагревателя заданной мощности и температуры.
Справка: удельное сопротивление нихрома ρ = 1,1 Ом·мм2/м.
Исходные данные для выполнения задания приведены в табл. 1. (Выбрать вариант по первой букве фамилии.)
Таблица 1
Исходные данные для задания
Первая буква фамилии    Мощность, Вт    Напряжение, В    Температура, оС
А–Б    1000      220    400
В–Г    800    110     600
Д–Е    1200    220    700
Ж–З    1500    110    400
И–К    500    27     400
Л–М    600      24    200
Н–О    2000    220     700
П–Р    2200    220    400
С–Т    1800    110    400
У–Ф    1750    220     600
Х–Ц    300    12    400
Ч–Ш    3000    220    200
Щ–Э    3200    380    200
Ю–Я    2700    380    400

Последовательность действий
    Расчет силы тока как отношения мощности к напряжению:
I=P⁄U.
    Расчет сопротивления – согласно закону Ома:
R=U⁄(I ).
    Выбор нихромовой проволоки по справочнику.
Если выбрана слишком тонкая проволока, то она сгорит из-за большого тока. Слишком толстая проволока потребуется большой длины, что неэкономично. Поэтому нужно выбрать из табл. 2 оптимальный диаметр. Для этого в столбце с заданной температурой нагрева нужно найти ближайшее в сторону увеличения значение тока и соответствующее ему сечение.
Таблица 2
Допустимая сила тока для нихромовой проволоки
Диаметр, мм    Сечение, мм2    Температура нагрева нихромовой проволоки, оС
        200    400    600    700
5    19,6    52    83    105    124
4    12,6    37    60    80    93
3    7,07    22,3    37,5    54,5    64
2,5    4,91    16,6    27,5    40    46,6
2    3,14    11,7    19,6    28,7    33,8
1,8    2,54    10    16,9    24,9    29
1,6    2,01    8,6    14,4    21,9    24,5
1,5    1,77    7,9    13,2    19,2    22,4
1,4    1,54    7,25    12    17,4    20
1,3    1,33    6,6    10,9    15,6    17,8
1,2    1,13    6    9,8    14    15,8
1,1    0,95    5,4    8,7    12,4    13,9
1,0    0,785    4,85    7,7    10,8    12,1
0,9    0,636    4,25    6,7    9,35    10,45
0,8    0,503    3,7    5,7    8,15    9,15
0,7    0,385    3,1    4,8    6,95    7,8
0,6    0,283    2,52    4    5,7    6,5
0,5    0,196    2    3,15    4,5    5,2

    Определение длины проволоки.
Классическая формула сопротивления проводника длиной l [м], сечением S [мм2] и удельным сопротивлением ρ [Ом·мм2/м] имеет вид
R=(ρ·l)/S,
откуда получим выражение для длины проволоки
l=(R·S)/ρ  .

Образец выполнения задания 1
 Исходные данные для задания
Первая буква фамилии    Мощность, Вт    Напряжение, В    Температура, оС
Ы    800    220    400

    Расчет силы тока:
I=800⁄220=3,64 А .
    Расчет сопротивления:
R=220⁄(3,64)=60 Ом.
    Выбор нихромовой проволоки по справочнику.
Ближайшее в сторону увеличение значение силы тока 4А соответствует при 400 оС диаметру 0,6 мм или сечению 0,283 мм2.
    Определение длины проволоки:
l=(60·0,283)/1,1 =  15,44 м.
Ответ: диаметр проволоки – 0,6 мм, длина – 15,44 м.
    
 
Практическое задание 2
Тема 1.2. Электродвигатели
Сбор и систематизация технической информации
Задание: заполнить таблицу 3 в бланке выполнения задания с характеристиками электродвигателей различных типов: коллекторных, вентильных, синхронных, асинхронных. Двигателей каждого типа должно быть не менее 5.
    
Образец выполнения задания 2
Таблица 3
Характеристики электродвигателей
Марка
двигателя    Тип    Род тока
(перем/
пост)    Напряже-
ние, В    Мощ-ность, кВт    Крутящий момент, Н/м    Скорость вращения, об/мин    Cos φ
АИР-50В4    асинхр.    перемен.    380    0,09    0,62    1380    0,65

Бланк выполнения задания 2
Таблица 3
Характеристики электродвигателей
Марка
двигателя    Тип    Род тока
(перем/
пост)    Напряже-
ние, В    Мощ-ность, кВт    Крутящий момент, Н/м    Скорость вращения, об/мин    Cos φ

Практическое задание 3
Раздел 1. Приемники электрической энергии
Раздел 2. Потребители электроэнергии
 Задание: написать эссе на тему «Приемники и потребители электроэнергии вокруг меня».
Эссе – небольшое сочинение на заданную тему в произвольной форме. Объем 2–3 страницы.

Образец выполнения задания 3
Приемники и потребители электроэнергии вокруг меня
    Я проживаю в с. Красный Лапоть.  Крупнейшими потребителями электроэнергии в нашем селе являются фабрика по выпуску смартфонов, животноводческий комплекс и деревообрабатывающее предприятие. Население численностью 2000 человек размещается в 540 коттеджах. Из объектов соцкультбыта имеются сельский клуб, дискотека и ресторан.
    Фабрика по выпуску смартфонов занимает пятиэтажное здание общей площадью 500 м2, в котором размещаются термопласт-автомат, паяльный цех, линия сборки, склад. В этих объектах применяются следующие виды электроприемников: электронагреватели в составе термопласт-автомата и оборудования паяльного цеха. На сборочной линии в составе транспортеров используются асинхронные электродвигатели. Система освещения выполнена преимущественно на люминесцентных лампах низкого давления. Суммарная потребляемая фабрикой мощность равна  25 кВт.
    Животноводческий комплекс потребляет 30 кВт, которые расходуются на работу доильных аппаратов, холодильного оборудования, транспортеров кормушек и освещение. Большую часть электроэнергии потребляют 4 холодильника компрессионного типа. В их составе применены 3-фазные мотор-компрессоры мощностью 5 кВт каждый. Освещение выполнено на светодиодных лампах. В состав животноводческого комплекса входит теплица, в которой выращивается трава для новорожденных телят. Она освещается специальными фотосинтезными светодиодами красного и синего цвета.
    Деревообрабатывающее предприятие изготавливает из бревен пиломатериалы и собирает мебель. В его составе имеются лесопильная рама, станок для оцилиндровки бревен, мебельный цех со специальным оборудованием. Лесопильная рама содержит два идентичных асинхронных электродвигателя мощностью по 12 кВт, которые приводят в действие циркулярные пилы. Станок для оцилиндровки бревен также имеет два двигателя по 12 кВт, но он одновременно с пилорамой не используется, поэтому в составе нагрузок учитываются только два 12-киловаттных двигателя. Специализированный станок мебельного цеха имеет компьютерное управление. Он потребляет мощность до 4 кВт.
    Объекты соцкультбыта совместно потребляют 15 кВт. Эта энергия идет в основном на освещение, так как кухня ресторана оборудована газовыми плитами.
    Население, проживающее в 540 коттеджах, потребляет до 750 кВт. Основными электроприемниками являются световые и электронагревательные приборы.
    Источником электроэнергии для вышеописанных потребителей является трансформаторная подстанция с двумя трансформаторами ТМ-1000 6/0,4 кВ.

Практическое задание 4
Тема 3.1.  Общие вопросы электроснабжения
Задание: ситуационная задача – электрификация коттеджа.
Требуется принять обоснованные решения по устройству электропроводки и системы ее защиты для коттеджа.
Методические рекомендации по выполнению задания
Сначала по таблице 4 выберите вариант исходных данных, соответствующий первой букве вашей фамилии.
    В соответствии с выбранными исходными данными для каждого помещения определите суммарную потребляемую мощность, а потом ток. При расчете тока нужно учитывать, что напряжение во всех помещениях 220 В, а в бане – другое, согласно исходным данным.
    Затем определите суммарный ток. При суммировании ток, потребляемый баней, рассчитывается для первичной обмотки трансформатора, то есть путем деления мощности ее потребителей на 220 В.
    Рассчитанные значения силы тока для каждого помещения и всего дома занесите в таблицу 5 на бланке выполнения задания, после чего определите сечения медных или алюминиевых проводов.
    На основании расчетов, руководствуясь сведениями темы 3.3 «Провода и кабели систем электроснабжения», примите решение о выборе конкретных типов проводов. Сформулируйте основания для своего выбора.
    В соответствии с рассчитанными значениями силы тока для каждого помещения и дома в целом выберите автоматические выключатели. Примечание: справочные данные для выбора проводов и средств защиты проводки вы должны найти самостоятельно.

    Исходные данные, общие для всех вариантов (описание ситуации)
Построен дачный дом в электрифицированном дачном массиве. Требуется подключить его к проходящей рядом линии электропередачи напряжением 220 В, ближайшая опора которой находится на расстоянии 20 м, а также выбрать провода для внутренней проводки и стандартные средства ее защиты. В доме имеются две комнаты, кухня и баня. Особенность электроснабжения бани – безопасное напряжение 12, 24 или 36 В (предполагается, что понижающий трансформатор уже имеется).
Дополнительные исходные данные представлены в табл. 4 (выбрать вариант по первой букве фамилии).
Таблица 4
Исходные данные для ситуационной задачи
Первая
буква
фамилии    Потребители электроэнергии в помещениях
    Комната 1    Комната 2    Кухня    Баня
А – Г    Люстра 300 Вт
Торшер 40 Вт
Обогреватель
1 кВт
Телевизор 150 Вт    Лампа 15 Вт
Утюг 2 кВт    Лампа100 Вт
Водонагреватель 5 кВт    Освещение
12 В, 40 Вт
Д – З    Люстра 200 Вт
Торшер 20 Вт
Телевизор 150 Вт    Лампа 40 Вт
Бра 40 Вт
Обогреватель
1 кВт
Телевизор 150 Вт    Лампа 40 Вт
Водонагреватель 2 кВт    Освещение
12 В, 100 Вт
И – Л    Лампа100 Вт
Обогреватель
 2 кВт
Телевизор 150 Вт    Люстра 300 Вт
Торшер 40 Вт
Обогреватель
 1 кВт
Телевизор 150 Вт    Лампа 40 Вт
Водонагреватель 3 кВт    Освещение
24 В, 40 Вт
М – П    Люстра 150 Вт
Настольная лампа 40 Вт
Телевизор 150 Вт    Лампа 60 Вт
Торшер 40 Вт
Обогреватель
1 кВт
Музыкальный центр 150 Вт    Лампа 40 Вт
Водонагреватель 5 кВт    Освещение
24 В, 60 Вт
Р – У    Люстра 300 Вт
Торшер 60 Вт
Обогреватель
1 кВт
Телевизор 150 Вт    Люстра 300 Вт
Бра 2 х 40 Вт
Обогреватель
2 кВт
    Лампа 40 Вт
Водонагреватель 2,5 кВт    Освещение
36 В, 40 Вт
Ф – Ц    Люстра 200 Вт
Торшер 40 Вт
Обогреватель
1 кВт    Лампа 40 Вт
Бра 40 Вт
Обогреватель
1 кВт    Лампа 40 Вт
Водонагреватель 4 кВт    Освещение
36 В, 60 Вт
Ч – Щ    Лампа 100 Вт
Бра 40 Вт
Обогреватель
1 кВт
Телевизор 250 Вт    Торшер 40 Вт
Обогреватель
1 кВт
Телевизор 150 Вт    Лампа 40 Вт
Водонагреватель 1 кВт    Освещение
12 В, 100 Вт
Э – Я    Люстра 300 Вт
Торшер 40 Вт
Обогреватель
3 кВт
Телевизор 200 Вт    Люстра 300 Вт
Торшер 40 Вт
Обогреватель
1 кВт
Телевизор 150 Вт    Лампа 40 Вт
Водонагреватель 2 кВт    Освещение
24 В, 25 Вт

Образец выполнения задания 4
1. Находим в таблице 4 свои исходные данные.
Первая
буква
фамилии    Потребители электроэнергии в помещениях
    Комната 1    Комната 2    Кухня    Баня
Ъ    Люстра 200 Вт
Торшер 50 Вт
Обогреватель
1 кВт
Телевизор 150 Вт    Лампа 100 Вт
Утюг 2 кВт    Лампы 2 х 100 Вт
Водонагреватель 5 кВт    Освещение
12 В, 40 Вт

2. Определяем суммарную мощность для отдельных помещений и всего дома, затем силу тока.
Комната 1: Р = 1400 Вт, I = 1400/220 = 6,36 А.
Комната 2: Р = 2100 Вт, I = 9,54 А.
Кухня: Р = 5200 Вт, I = 23,64 А.
Баня: Р = 40 Вт, I = 40/12 = 3,33 А – для выбора проводов внутри бани.
I = 40/220 = 0,18 А – для расчета суммарного тока.
Суммарный ток для всего дома составит 39,72 А. Округлим до 40 А.
Оценив свои материальные возможности и учитывая современные рекомендации по электроснабжению жилых помещений, принимаем решение использовать провод СИП для подключения дома и медные провода для остальной проводки.
Наименьшее сечение 16 мм2 имеет двухжильный провод СИП 2 х 16, который выдерживает ток до 75 А. Он идеально подходит для подключения нашего дома.
Наиболее мощный потребитель – кухня. В интернете находим, что кабель с медными жилами сечением 4 мм2 выдерживает ток до 38 А. Отдаем предпочтение кабелю с гибкими жилами ПУГНП 2 х 4.
Находим характеристики такого же типа кабеля меньшего сечения и убеждаемся, что ПУГНП 2 х 1,5 мм2 при любом способе прокладки выдерживает не менее 18 А, чего с двукратным запасом достаточно для обеих комнат.
Для 40-ваттной бани можно взять любой провод, но, учитывая перспективы развития, например использование чайника, принимаем решение использовать тоже ПУГНП 2 х 1,5.
Исходя из максимальной нагрузки, с одной стороны, и из возможностей кабеля – с другой, выберем ток срабатывания автоматических выключателей в соответствии с имеющимися в продаже. Все результаты заносим в таблицу 5 на бланке выполнения задания.

    Образец заполнения таблицы 5
Таблица 5
Результаты расчетов
Объект    Ток нагрузки, А    Тип и допустимый ток кабеля, А    Ток срабатывания автоматического выключателя, А
Дом в целом    40    СИП          75 А    63
Кухня    23,64    ПУГНП 2 х 4    38А    40
Комната 1    6,36    ПУГНП 2 х 1,5   18А    16
Комната 2    9,54    ПУГНП 2 х 1,5   18А    16
Баня    3,33    ПУГНП 2 х 1,5   18А    16
Примечание: так как электропитание банного освещения низковольтное, УЗО для защиты от поражения электрическим током не требуется.

Бланк выполнения задания 4
Таблица 5
Результаты расчетов
Объект    Ток нагрузки, А    Тип и допустимый ток кабеля, А    Ток срабатывания автоматического выключателя, А
Дом в целом            
Кухня            
Комната 1            
Комната 2            
Баня            
Примечание: так как электропитание банного освещения низковольтное, УЗО для защиты от поражения электрическим током не требуется.