Задачи по физике

1.

Задача № 1. В помещении с малым выделением пыли, имеющем размеры
А=21 м, В= 12 м, Н0=4.2 м, hр.п.=0.8 м, hсв=0.5 м, Кз=1.3, Z=1.1.
Используются лампы накаливания и светильник «Астра». Тип КСС –
косинусный (Д). Ен=50 лк, Коэффициенты отражения ρпот=50%,
ρст.=30%, ρр.п.=10%, Z=1.1.
Рассчитать количество светильников и мощность ламп методом
коэффициента использования светового потока.
РЕШЕНИЕ
Рассчитываем расчетную высоту
Нр= Н0- h р.п.- h св=4.2-0.8-0.5=2.9 м.
Рассчитываем расстояние между светильниками:
Примем λс= λэ=1.6 (Справочные данные).
λс *Нр ≤ L ≤λэ *Нр
L≥ 1.6*2.9=4.64≈5 м.
Расстояние до стен принимаем 0.3*L=0.3*5=1.5 м

2.

1.Рассчитываем количество светильников ряду:
NА
А 2 * lА
21 2 *1.5
1
1 4.6 5штук
L
5
1.Рассчитываем количество рядов:
NВ
В 2 * lВ
12 2 *1.5
1
1 2.8 3 ряда
L
5
5. Рассчитываем световой поток одного источника света:
Фр
ЕН * S * К З * Z
N * св.пот

3.

Определяем индекс помещения:
i
А*В
21 *12
2.63
H р * ( А В) 2.9 * (21 12)
По справочным данным, используя тип светильника, коэффициенты отражения и
индекс помещения определяем коэффициент использования светового потока ηвс.пот.=0.6
Фр
Е Н * S * К З * Z 50 * 21*12 *1.3 *1.1
2002 лм
N * св.пот
5 * 3 * 0.6
Исходя их технических характеристик ламп накаливания выбираем лампу
накаливания Г220-150 Вт. Световой поток лампы Фл=2000 лм.
1.Рассчитываем отклонение светового потока выбранной лампы от светового
потока расчетного при допустимом отклонении -10% до +20%.
Ф
ФЛ ФР
2000 2002
*100%
* 100% 0.1%
ФР
2002
Условие выполняется.

4.

По справочным данным, используя тип светильника, коэффициенты
отражения и индекс помещения определяем коэффициент использования
светового потока Принимаем ηвс.пот.=0.6
Фр
Е Н * S * К З * Z 50 * 21*12 *1.3 *1.1
2002 лм
N * св.пот
5 * 3 * 0.6
Исходя их технических характеристик ламп накаливания выбираем лампу
Г220-150 Вт. Световой поток лампы Фл=2000 лм.
1.Рассчитываем отклонение светового потока выбранной лампы от
светового потока расчетного. при допустимом отклонении -10% до +20%.
Ф
ФЛ ФР
2000 2002
*100%
* 100% 0.1%
ФР
2002
Условие выполняется.

5.

7. Рассчитаем количество ламп в ряду при мощности лампы
100 Вт. Световой поток лампы 100 Вт по справочным данным
Ф100 Вт=1350 лм.
Рассчитываем световой поток одного ряда.
Ф ряда
ЕН * S * К З * Z 50 * 21*12 *1.3 *1.1
10010лм
N В * св.пот
3 * 0.6
Рассчитываем количество ламп мощностью 100 Вт в ряду.
NА
Ф ряда
Ф100Вт
10010
7.4 7штук
1350

6.

Задача № 2. Рассчитать методом удельной мощности освещение
помещения для кормления поросят в возрасте 4…..6 месяцев. Размеры
помещения 20х12х3 м3. В качестве источника света взять лампу
накаливания со светильником типа ППД. Принять коэффициент запаса
Кз=1,3. Высота свеса светильника 0,4 м. Высота рабочей поверхности
hр.п.=0,2 м. Тип КСС – косинусная(Д).
РЕШЕНИЕ
Принимаем с=1.2, э=2
Нр=Но-hсв-hр.п.=3-0.4-0.2=2.4 м
Hр* с =<L = Hр * э
2.4*1.2=<L=<2.4*2
2.9=<L=<4.8
Принимаем расстояние между светильниками 4 метра.

7.

Расстояние крайних светильников от стен принимаем равным
lА,В=0.3*L=4*0.3 =1.2 м
Рассчитываем количество светильников по длине помещения
NА
А 2 * lА
20 2 *1.2
1
1 5.4 5штук
L
4
Рассчитываем количество светильников по ширине помещения
NВ
В 2 * lВ
12 2 *1.2
1
1 3.4 3 ряда
L
4
Определяем общее количество ламп в
помещении:
N =NA*NB=3*5=15 ламп.

8.

Определяем мощность лампы методом удельной мощности:
Удельная мощность для помещения для поросят равна 6.1 Вт/м2.
РР
Р уд. * S
N
6.1* 20 *12 1464
97.6 Вт
15
15
Принимаем лампу накаливания Б-220-230-100. Рл=100 Вт.
Определяем отклонение расчетного значения мощности от принятого:
Р
Р л Рр
Рр
*100%
100 97.6
*100% 2.5%
97.6
Что меньше допустимого +20%. Мощность всей установки
РΣ=15*100=1500 Вт.

9.

Задача № 3. В помещении с малым выделением пыли и
размерами А=21 м, В=12 м, Но=4.2 м, hр.п.=0.8 м, hсв=0.4 м, Ен=300 лк.
Тип люминесцентной лампы ЛБ в светильниках ЛДОР.
Коэффициенты отражения в помещении примем следующие
пот=50%, ст=30%, р.п.=10%., Кз=1.3, Z=1.1, светильники расположены
в 3 ряда.
РЕШЕНИЕ
Рассчитываем расчетную высоту:
Нр=Н0-hсв-hр.п.=4.2-0.4-0.8=3 м.
Определяем расстояние между рядами:
с=1.4 (Тип КСС – косинусный(Д)).
L= Нр* с=3*1.4=4.2 метра
Для определения коэффициента использования светового потока
рассчитываем индекс помещения:
i
А* В
21 *12
2.55
Нр * ( А В 3 * (21 12)

10.

По справочным данным определяем коэффициент
использования светового потока с.п=0.53
Определяем потребный световой поток ламп в каждом из трёх рядов
светильников:
Ен * Кз * S * Z 300 *1.3 * 21*12 *1.1
Фр
67737 лм
Nр * cв.пот.
3 * 0.53
Принимаем для освещения одноламповый светильник и
РЛНД
ЛБ мощностью 40 Вт. Фл=3000 лм. Рассчитываем количество
ламп мощностью 40 Вт в ряду.
Фр
67737
Nламп40 Вт
23шт
Ф40 Вт
3000
Длина светильника для лампы 40 Вт равна 1.1214 м.
Длина линии из 23 светильников составит Lлинии= 1.1214*23=26
м., следовательно длина линии больше длины помещения.

11.

Принимаем двухламповые светильники и определяем количество
светильников по длине помещения.
Nламп40 Вт
Фр
67737
12шт
2 * Ф40 Вт 2 * 3000
Длина линии из12 светильников составит Lлинии= 1.1214*12≈13.5
м.
Если принять одноламповые светильники с лампами мощностью 80 Вт.
Фл. 80 Вт= 5220 лм, то требуемое число светильников в ряду составит
N лам п80 Вт
Фр
67737
14шт
Ф80 Вт
5220

12.

Длина светильника для лампы 80 Вт равна 1.514 м. Длина линии из 14
светильников составит Lлинии= 1.514*14=21.12 м., следовательно длина
линии больше длины помещения.
Если принять двухламповые светильники с лампами мощностью
80 Вт. Фл. 80 Вт= 5220 лм, то требуемое число светильников в ряду составит
N лам п80 Вт
Фр
67737
7шт
Ф80 Вт 2 * 5220
Длина линии из 7 светильников составит Lлинии= 1.514*7=10.6 м.,
но необходимо уточнить расстояние между светильниками.

13.

Задача № 4
Определить сечение провода методом потери напряжения в групповой
одиночной линии переменного тока напряжением 220 В с лампами
накаливания мощностью 500 Вт каждая, если линия выполнена медным
проводом. Потеря напряжения на участке АС - ΔUАС=1.7 %. Для системы
сети Ф+N коэффициент С будет равен (справочные данные)
С=12 кВт*м/мм2 *%. L1=L2=L3=10 м, L4=20 м, Кодн=1, КПРА=1, m=1.
U АС
l3
l4
А
U АВ
l2
l1
С
В
Р4
Р3
Р2
Р1

14.

Рi * li
S
C * U * cos
φ=1 для ламп накаливания
COS
S АС.Расч
Р1 * (l1 l 2 l 3 l 4) Р2 * (l2 l3 l4) Р3 * (l3 l4) Р4 * l4
C * U АС * cos
0.5 * 50 0.5 * 40 05 * 30 0.5 * 20
3.4 мм 2
12 *1.7 *1
Выбираем стандартное сечение провода Sст≥SАС.Расч.=4 мм2.

15.

Действительное значение потери напряжения будет равно
U
Р i * li
70
1.46%
C * S ст * cos 12 * 4 *1
Проверка по нагреву
I
Р * К одн. * К ПРА 2000 *1*1
9А
m * U Ф * соs
1* 220 *1
Допустимый ток для сечения 4 мм2 составляет 41 А.
Условие выполняется
Для защиты линии выбираем автоматический выключатель на
ток 10 А.

16.

Рассчитать сечение провода на участке АВ. Потери напряжения на
участке АВ – ΔUАВ=0.6 %
S АВ
Р i * li
2 * 20
5.6 мм 2
C * U АВ * cos 12 * 0.6 *1
Принимаем сечение 6 мм2
Действительное значение потери напряжения
U АВ
Р i * li
2 * 20
0.55%
C * S ст.АВ * cos 12 * 6 *1
Проверка по нагреву
I
Р * К ПРА * К одн 2000 *1 *1
9.1А
m * U ф * cos
1 * 220 *1
Допустимый ток для сечения 6 мм2 составляет 50 А.
Условие выполняется.

17.

Задача 5
Рассчитать сечение провода в ответвлении, магистрали и на вводе, если
Р1=Р2=Р3=Р4=Р5=Р6=500 Вт, Р7=Р8-100 Вт., L1=L2=L3=5 м, L4=2 м, Lмаг=7
м, Lвв=4 м, ΔUотв=1.8%, ΔUмаг=0.5%, ΔUвв=0.2%. Материал проводов – медь,
система сети Ф+N, нагрузка – ЛН, Кодн =1, КПРА=1, m=1.
l3
Р7
lвв
l2
l1
l4
lмаг
Р3
Р2
Р1
Р8
Р6
Ввод
U
вв
Магистраль
U маг
Р5
Ответвление
U
отв
Р4

18.

РЕШЕНИЕ
1.Рассчитываем сечение провода в ответвлении:
Р i * li
S
C * U * cos
S отв
Р1* (l1 l 2 l 3 l 4) Р2 * (l 2 l 3 l 4) Р3 * (l3 l4)
C * U отв * соs
0.5 *17 0.5 *12 0.5 * 7
0.83мм 2
12 *1.8 *1
По механической прочности принимаем сечение 1.5 мм2.

19.

Действительные потери напряжения в ответвлении:
U отв
Р i * li
18
1%
C * S ст.отв * cos 12 *1.5 *1
Выполняем проверку по нагреву
I отв
Р * К одн. * К ПРА 1500 *1*1
6.8А
m * U Ф * соs
1* 220 *1
Допустимый ток для сечения 1.5 мм2 равен 25 А.
Условие выполняется. Выбираем автоматический выключатель 10 А.

20.

Рассчитываем сечение провода в магистрали:
Рi * li
3* 7
S маг
3.5 мм 2
C * Uмаг* cos 12 * 0.5 *1
=
Принимаем сечение 4 мм2
Проверяем по потере напряжения:
Р i * li
21
U
0.44%
C * S ст.маг * cos 12 * 4 *1
Проверка по нагреву
I м аг
Р * К одн. * К ПРА 3000 *1*1
13.6А
m * U Ф * соs
1* 220 *1
Допустимый ток для сечения 4 мм2 равен 41 А. Условие выполняется. Для защиты
выбираем автоматический выключатель 16 А.

21.

Рассчитываем сечение провода на вводе:
Sвв
Р i * li
3.2 * 4
5.3 мм 2
C * Uвв * cos 12 * 0.2 *1
Принимаем провод сечением 6 мм2. Проверяем по потере напряжения:
Р i * li
12.8
U в в
0.18%
C * S ст.вв * cos 12 * 6 *1
Суммарное значение потери напряжения равно
ΔUΣ= ΔUотв+ ΔUмаг+ ΔUвв=1.0+0.44+0.18=1.62 %
Условие выполняется.
Проверка по нагреву
Р * К одн. * К ПРА 3200 *1*1
Iвв
14.54А
m * U Ф * соs
1* 220 *1
Допустимое значение тока для сечения 6 мм2=50 А.
Выбираем автоматический выключатель на 16 А.