ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Технологии и методы программирования»

Вариант 5.

1.Определить токи и напряжения на всех резисторах цепи, если напряжение на зажимах генератора U = 96 B, сопротивления резисторов R₁ = 28 Ом, R₂ = 30, Ом R₃ = 10, Ом R₄ = 50 Ом (рис1.1). Внутреннее сопротивление источника R_i = 2 Ом.

Как измениться величина тока в цепи, напряжение на зажимах генератора, если в цепи R₂ произойдет обрыв?

Решение.

1. Определим эквивалентное сопротивление цепи. Резисторы и

соединены последовательно, их общее сопротивление:

Схема соединений примет вид (рис. 1)

Рис. 1.

Резисторы и соединены параллельно, общее сопротивление участка:

Схема соединений примет вид (рис. 2)

Рис. 2.

Резисторы и соединены последовательно, экввалентное сопротивление цепи:

Схема соединений примет вид (рис. 3)

Рис. 3.

2. Величина тока в цепи (на резисторе ):

3. Определим токи и напряжения на всех резисторах цепи.

Рис. 4.

Падение напряжения на резисторе :

Напряжение на резисторе

Ток в резисторе

Ток в резисторах и

Напряжение на резисторах и

ЭДС генератора

4. Если в цепи произойдет обрыв, то резисторы и будут

соединены последовательно.

Рис. 5.

Эквивалентное сопротивление цепи будет равно:

Величина тока в цепи:

Напряжение на зажимах генератора:

2.На кольцевом чугунном сердечнике размещена катушка, имеющая 200 витков. Диаметр сердечника кольца d = 1 см, средняя длина линии l_ср = 0,25 м. По катушке проходит ток I = 3 A (рис 2.1, а).

Определить напряженность магнитного поля H, величину магнитной индукции B и магнитный поток Ф в сердечнике, индуктивность катушки L и относительную магнитную проницаемость чугуна m_r. Для решения задачи использовать кривую намагничивания чугуна.

Решение.

1. Напряженность магнитного поля кольца

2. Пользуясь кривой намагничивания чугуна, определим величину

магнитной индукции

3. Магнитный поток внутри тороида

4. Индуктивность катушки

Так как а то

5. Относительная магнитная проницаемость чугуна

3.Катушка, индуктивность которой L = 25,5 мГн и активное сопротивление R = 6 Ом подключены к источнику переменного тока с напряжением U = 40 B.

Определить ток в цепи I, активную мощность P, реактивную мощность Q, полную мощность S, угол сдвига фаз между током и напряжением (Фи), если частота тока f = 50 Гц.

Рассчитать как изменится соотношение сопротивлений R и X_L, если частота тока возрастает до 5000 Гц? Каким из них пренебречь на этой частоте? Привести электрическую схему цепи, построить в одном масштабе векторную диаграмму для частот тока 50 Гц, 5000 Гц.

Решение.

1. Определим индуктивное сопротивление катушки:

2. Полное сопротивление катушки:

3. Ток в цепи катушки:

4. Активная, реактивная и полная мощности цепи:

5. Определим угол сдвига фаз между током и напряжением:

6. При частоте тока активное сопротивление катушки не

изменится. Индуктивное сопротивление будет равно:

Следовательно, величина индуктивного сопротивления увеличится в 100 раз.

Ток при частоте равен

При данной частоте можно пренебречь активным сопротивлением катушки.

7. Электрическая схема цепи и векторная диаграмма для частот тока

50 Гц и 5000 Гц представлены на рис. 6.

Рис. 6.

Построение векторной диаграммы цепи с последовательным соединением элементов удобнее начать вектора тока. От произвольной точки плоскости произвольном направлении откладывают вектор I (рис. 3). Напряжение на активном сопротивлении R совпадает по фазе с током, поэтому вектор направлен параллельно вектору тока I.

Напряжение на катушке , опережает ток по фазе 90° . Из конца вектора откладывают вектор под углом 90°, причем, угол отсчитывают от тока против часовой стрелки.

Соединяя начало вектора с концом , получают вектор напряжения U, приложенного к цепи.

При частоте тока напряжение на активном сопротивлении напряжение на индуктивном сопротивлении

При частоте тока напряжение на активном сопротивлении напряжение на индуктивном сопротивлении

4.Для цепи переменного тока (рис 3.1). известно что при напряжении U = 200 B полная мощность S, потребляемая цепью, составляет 1 кВА. Ток в первой ветви I_A = 3A.

Определить величину тока в неразветвленной части цепи I, ток второй ветви I_C, активное сопротивление R и емкость C, коэффициент мощности цепи cos. Частота цепи f = 1000 Гц.

Рассчитать как изменится соотношение токов в ветвях I_A\I_C, если частота цепи уменьшится в 10 раз.

Сопротивлением какой ветви можно пренебречь на этой частоте? Ответ обосновать расчетом.

Решение.

1. Полная мощность цепи:

откуда ток в неразветвленной части цепи:

2. Ток второй ветви равен:

3. Величина активного сопротивления:

4. Величина сопротивления ветви конденсатора:

5. Емкость конденсатора:

6. Коэффициент мощности цепи:

7. При уменьшении частоты цепи в 10 раз величина тока на активном

сопротивлении не изменится. Величина сопротивления ветви конденсатора будет равна

Величина тока во второй ветви

Соотношение токов при частоте

Соотношение токов при частоте

Следовательно, при уменьшении частоты цепи в 10 раз, соотношение токов в ветвях увеличится в 10 раз. При частоте тока сопротивлением в цепи конденсатора можно пренебречь.

5.Для исследования свойств трехфазной системы, соединенной по схеме "треугольник", собирают электрическую цепь, используя в качестве нагрузки три ламповых реостата, состоящих из ламп мощностью P_H = 100 Вт, рассчитанных на напряжение U_H = 220 B. Линейные напряжения U_л = 220 B. В фазе А включено 3 лампы, в фазе В включено 5 ламп, в фазе С 7 ламп.

Определить мощности, потребляемой в каждой фазе P_AB, P_BC, P_CA и мощность трехфазной системы P; фазные токи I_AB, I_BC, I_CA и токи в линейных проводах I_A, I_B, I_C. Линейные токи следует определять графически построив, в масштабе векторную диаграмму. Вычислить сопротивление одной лампы R_л и сопротивление нагрузки каждой фазы R_AB, R_BC, R_CA.

Решение.

1. Мощности, потребляемые в каждой фазе:

2. Мощность трехфазной системы:

3. Определим фазные токи:

4. Определим сопротивление одной лампы из формулы

5. Сопротивление нагрузки каждой фазы

6. Строим в масштабе векторную диаграмму. Векторную диаграмму

/рис. 7/ строим в такой последовательности. Выбираем масштаб изображения векторов тока и наносим их на векторную диаграмму напряжений. Чтобы найти линейные токи , необходимо к концам векторов прибавить соответственно векторы с обратным знаком. Геометрическая сумма каждой пары векторов будет представлять собой векторы линейных токов.

Рис. 7.

Измерив длины векторов токов, найдем величины линейных токов:

6. В однофазном трансформаторе, понижающем напряжение с 220В до 6,3В, применены соответственно провода сечениями S₁=1мм² и S₂=9мм². Какой обмотке (высшего или низшего напряжения) принадлежит провод сечением S=1мм²? Ответ обосновать.

Решение.

Поперечное сечение провода обмоток трансформатора определяется по формулам:

где , сечение первичной и вторичной обмоток трансформатора; ток в первичной и вторичной обмотках трансформатора: плотность тока в сечениях обмоток трансформатора.

Ток в обмотках трансформатора можно определить по формуле

;

Тогда отношение сечений проводов обратно пропорционально напряжению в обмотках трансформатора. Следовательно, провод меньшего сечения (S=1мм²) принадлежит первичной обмотке трансформатора, напряжение которой

7. Для обдува ксеноновой лампы в кинопроекторе 23КПК-2 применен однофазный асинхронный конденсаторный двигатель АВЕ-042-2МУЗ, имеющий номинальные данные: рабочее напряжение U=220В, частоты вращения ротора n₂=1400об/мин, мощность на валу P₂=40Вт, коэффициент мощности cos φ=0,6; коэффициент полезного действия ŋ=0,6

Рассчитать число полюсов вращающегося магнитного поля p, скольжение S, потребляемую от сети мощность P₁ и ток I₁, а также потери мощности в двигателе ∆P. Частота сети ƒ=50Гц.

Решение.

1. При номинальной частоте вращения ротора асинхронного двигателя

n₂=1400об/мин синхронная частота вращающегося магнитного поля равна Величина скольжения равна

Число полюсов вращающегося магнитного поля

2. Мощность, потребляемая двигателем от сети

3. Номинальный ток в обмотке статора двигателя

4. Потери мощности в двигателе

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Технологии и методы программирования»

Часть 2

Методические указания

Санкт-Петербург

Методические указания предназначены для изучения приемов программирования на одном из языков высокого уровня. Главное внимание уделено решению задач, относящихся к вычислительным алгоритмам. Практикум состоит из ряда тем, по которым выполняются лабораторные работы на ЭВМ. Указания набор задач для самостоятельного решения по каждой теме.

Методические указания могут быть использованы студентами всех специальностей при изучении дисциплин «Информатика», «Вычислительная техника и программирование», «Языки программирования» в соответствии с учебными планами третьего поколения.

ПШЕНИЧНАЯ

Клавдия Викторовна

ЗОТОВ

Андрей РОСТИСЛАВОВИЧ

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ИНФОРМАТИКА»

ЧАСТЬ 1. ПРОГРАММИРОВАНИЕ

Методические указания

Ó СПбГМТУ

Редактор

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6. ЦИКЛИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ОДНОМЕРНЫХ МАССИВОВ

Цель работы: приобретение практических навыков составления и отладки программ обработки одномерных массивов.

Задания

Общая постановка задачи:

Разработать алгоритм и программу решения задачи обработки одномерного массива (массивов). Количество элементов массива (массивов) является входным параметром и вводится в программе. При работе программы исходные массивы не должны быть изменены.

Программа должна предлагать пользователю различные варианты задания значений элементов исходного массива (массивов):

1) Элементы исходного массива (массивов) вводятся пользователем.

2) Элементы исходного массива (массивов) вычисляются случайно.

3) Элементы исходного массива (массивов) задаются как предусмотренный в программе набор констант.

Необходимо разработать 3 варианта программы:

1) Консольное приложение (без использования класса System.Array).

2) Windows-приложение (без использования класса System.Array).

3) Windows-приложение с использованием класса System.Array с оформлением ввода одномерного массива и вывода одномерного массива в подпрограммах.

Варианты:

1. В массиве найти меньшую из двух величин: модуля произведения элементов с четными номерами и модуля произведения элементов с нечетными номерами.

2. В массиве найти количество элементов, меньших среднего геометрического элементов того же массива.

3. Сформировать массив , каждый элемент которого , где a, c – исходные массивы.

4. Найти количество элементов массива значения которых лежат между средним арифметическим элементов массива и средним геометрическим элементов массива .

5. Переписать из массива в массив элементы с положительными значениями в начало массива, а с отрицательными значениями – в конец массива.

6. В массиве поменять местами элементы с четными и нечетными номерами.

7. В массиве найти номер элемента, наименее отличающегося от числа 3,1416.

8. В массиве найти номера трех последовательных элементов, значения которых удовлетворяют неравенству: .

9. В массиве найти сумму элементов, значения которых принадлежат отрезку [-2; 6].

10. В массиве найти номера трех последовательных элементов, значения которых удовлетворяют неравенству:

11. Найти номера пар последовательных элементов массива , отношение которых меньше единицы.

12. Найти сумму номеров отрицательных элементов массива .

13. В массиве найти номера элементов, меньших среднего арифметического элементов того же массива.

14. Задан массив . Расположить его элементы в порядке возрастания.

15. Заданы массивы и . Напечатать те элементы, которые у них совпадают.

16. Задан массив . Отрицательные элементы массива заменить на их квадраты, а вместо положительных элементов записать значение, равное максимальному элементу исходного массива.

17. Найти отношение суммы к произведению отрицательных элементов массива .

18. Найти номер наибольшего элемента массива , значения которого также принадлежат отрезку [- 2; 2,5].

19. Найти номера пары последовательных элементов массива с наибольшим произведением.

20. Для массива найти разность между суммой элементов с четными номерами и произведением элементов с нечетными номерами.

21. Напечатать элементы массива , по абсолютной величине большие 5, и найти их сумму.

22. Поменять местами элементы массива , равноотстоящие от начала и конца массива.

23. Найти тройку последовательных элементов массива с наименьшей суммой.

24. Найти количество элементов массива , бóльших суммы элементов с четными номерами.

25. Найти наибольший элемент массива , среди тех элементов, которые меньше произведения элементов с нечетными номерами.

26. В массиве поменять местами наибольший и наименьший элементы.

27. Напечатать номера элементов массива , которые равны соответствующим элементам массива .

28. Задан массив Из его элементов сформировать два массива: и В массив включить только четные элементы массива , а в массив - только нечетные. Найти произведения элементов массивов .

29. В массиве найти номер наименьшего положительного элемента.

30. В массиве найти количество элементов, бóльших среднего арифметического значения элементов этого массива.

31. Найти номера пары элементов массива , равноотстоящих от начала и конца массива и имеющих одинаковые значения.

32. Для массивов и найти квадрат суммы произведений элементов с одинаковыми номерами и произведение сумм квадратов элементов каждого массива.