Вопросы для экзамена по электротехнике с ответами

Электротехника: вопросы к экзамену (с ответами)

1 Электрическое поле (эп) и его основные характеристики: напряженность поля, электрическое напряжение, потенциал точки поля. Графическое изображение эп.

Каждый
химический элемент (вещество) состоит
из совокуп­ности
мельчайших материальных частиц —
атомов. В
состав атомов любого вещества входят
элементарные частицы,
часть которых обладает электрическим
зарядом.

Атом
пред­оставляет
собой систему, состоящую из ядра, вокруг
которого вра­щаются
электроны.

Если
нарушается равенство числа электронов
и протонов, то из электрически
нейтрального атом становится заряженным.
Заря­женный атом называется ионом.

Если
в силу каких-либо причин атом потеряет
один или не­сколько
электронов, то в нем нарушится равенство
зарядов и та­кой
атом становится положительным ионом,
поскольку в нем преобладает
положительный заряд протонов ядра. Если
атом приобретает
один или несколько электронов, то он
становится отрицательным
ионом, так как в нем преобладает
отрицатель­ный
заряд.

Вещество
(твердое тело, жидкость, газ) считается
электрически нейтральным,
если количество положительных и
отрицательных зарядов
в нем одинаково. Если же в нем преобладают
положи­тельные или отрицательные
заряды, то оно считается соответст­венно
положительно или отрицательно заряженным.

Электрический
заряд или заряженное тело создают
электриче­ское
поле.

Электрическое
поле
—
это
пространство вокруг заряженного тела
или
заряда, в котором обнаруживается действие
сил на пробный за­ряд,
помещенный в это пространство.

Электрическое
поле, создаваемое неподвижными зарядами,
называется
электростатическим.

Напряженность
поля:

Обнаружить
электрическое поле можно пробным
зарядом, если поместить
его в это поле. Пробным называется
положительный заряд,
внесение которого в исследуемое поле
не приводит к его изменению.
То есть пробный заряд не влияет ни на
силу, ни на энергию,
ни на конфигурацию поля.

Если
в точку А
электрического
поля (рис. 1.2), созданного за­рядом Q,
расположенную
на расстоянии r
от
него, внести пробный
заряд q,
то
на него будет дейст­вовать
сила F,
причем
если заряды Q
и
q
имеют
одинаковые знаки, то они отталкиваются
(как это изобра­жено на рис. 1.2), а если
разные, то притягиваются.

Величина
силы F,
действующей
на пробный заряд q,
помещен­ный
в точку А
электрического
поля, пропорциональна величине заряда
q
и
интенсивности электрического поля,
созданного заря­дом
Q
в
точке
А

F=qE_A, (1.1)

где
Ё_А
— напряженность
электрического поля, характеризующая
интенсивность
поля в точке А.
Из
(1.1) видно, что

. (1.2)

То
есть напряженность каждой тонки
электрического поля харак­теризуется
силой, с которой поле действует на
единицу заряда, по­мещенного
в эту точку. Таким
образом, напряженность является силовой
характеристикой каждой точки электрического
поля.

Измеряется
напряженность электрического поля в
вольтах на метр
[Е] = В/м.

Напряженность
электрического поля — величина векторная.

Направление
вектора напряженности в любой точке
электриче­ского поля совпадает с
направлением силы, действующей на
поло­жительный
пробный заряд, помещенный в эту точку
поля (см.
рис.
1.2).

Поскольку в
дальнейшем будут учитываться только
значения силы
и напряженности, будем обозначать их F
и
Е соответственно.

Напряженность
является параметром каждой точки
электриче­ского поля и не зависит от
величины пробного заряда q.
Измене­ние
величины q
приводит
к пропорциональному изменению си­лы
F‘(1.1),
а отношение F/q
(1.2),
т.е. напряженность Е_А,
остает­ся
неизменной.

Для
наглядности электрическое
поле изображают электриче­скими
линиями,
которые иногда называют линиями
напряжен­ности
электрического поля, или силовыми
линиями. Электриче­ские
линии направлены от положительного
заряда к отрицательному.
Линия проводится так, чтобы вектор
напряженности поля в
данной точке являлся касательной к ней
(рис. 1.3в).

Электрическое
поле называется однородным, если
напряжен­ность
его во всех точках одинакова по величине
и направлению. Однородное
электрическое поле изображается
параллельными ли­ниями,
расположенными на одинаковом расстоянии
друг от друга.

Однородное поле,
например, существует между пластинами
плоского конденсатора (рис. 1.3г).

Потенциал
и напряжение в (ЭП):

Для
энергетической характеристики каждой
точки электриче­ского поля вводится
понятие «потенциал». Обозначается
потен­циал
буквой φ.

Потенциал
в каждой точке электрического поля
характеризуется энергией
W,
которая затрачивается (или может быть
затрачена) полем
на перемещение единицы положительного
заряда q
из данной точки
за пределы поля, если поле создано
положительным зарядом, или
из-за пределов поля в данную точку, если
поле создано отрица­тельным зарядом
(рис.
1.7а).

Из
приведенного выше определения
следует, что потенциал
в точке А
равен
φ_A=W_A/q;
потенциал
в точке В
—
φ_В=
W_B/q,
а
по­тенциал в точке С
—
φ_С=
W_c/q.

Измеряется
потенциал в
вольтах

Величина потенциала
в каждой точке электрического поля
определяется выражением

(1.12)

Потенциал
— скалярная величина. Если электрическое
поле со­здано
несколькими зарядами, то потенциал в
каждой точке поля определяется
алгебраической суммой потенциалов,
созданных в этой точке каждым зарядом.

Так
как (рис. 1.7а) r_A<r_B<r_c,
то
из (1.12) следует, что φ_А>φ_г>φ_С,
если поле создано положительным зарядом.

Если
в точку А
(рис.
1.7а) электрического поля поместить
по­ложительный
пробный заряд q,
то
под действием сил поля он будет
перемещаться из точки А
в
точку В,
а
затем в точку С, т. е. в направлении поля.
Таким образом, положительный пробный
заряд
перемещается из точки с большим
потенциалом в точку с
меньшим потенциалом. Между двумя точками
с равными по­тенциалами
заряд перемещаться не будет. Следовательно,
для перемещения
заряда между двумя точками электрического
поля должна
быть разность потенциалов в этих точках.

Разность потенциалов
двух точек электрического поля
характеризует
напряжение U
между
этими точками

Напряжение
между двумя точками электрического
поля харак­теризуется
энергией, затраченной на перемещение
единицы положи­тельного
заряда между этими точками, т. е. U_AB=
W_AB/q.
;
Измеряется напряжение в вольтах (В).

Между
напряжением и напряженностью в од­нородном
электрическом поле (рис. 1.8) сущест­вует
зависимость

откуда
следует

Из
(1.13) видно, что напряженность однородного
электричес­кого поля определяется
отношением напряжения между двумя
точками
поля к расстоянию между этими точками.

В
общем случае для неоднородного
электрического поля значе­ние
напряженности определяется отношением

(1.14)

где
dU
— напряжение
между двумя точками поля на одной
элект­рической
линии на расстоянии di
между
ними.

Единица
напряженности электрического поля
определяется из выражения
(1.13)

Потенциалы
в точках электрического поля могут
иметь различные значения. Однако в
электрическом
поле можно выделить ряд точек
с одинаковым потенциалом. Поверхность,
проходящая через эти точки, называется
равнопотенциальной, или эквипотенциальной.
Равнопотенциальная
поверхность любой конфигурации
перпендикулярна к линиям Рис.
1.9 электрического
поля. Обкладки цилиндри­ческого
конденсатора (рис. 1.76) и плоского
конденсатора (рис. 1.9)
имеют одинаковый потенциал по всей
площади
каждой обкладки и являются равнопотенциальными
поверхностями.

1. ЭП
   точечного заряда. Закон Кулона. Теорема
   Гаусса.

Точечным
считается заряд, размерами которого
можно прене­бречь по сравнению с
расстоянием, на котором рассматривается
его
действие.

Сила
взаимодействия F
двух
точечных зарядов Q
и
q
(рис.
1.2) определяется
по закону Кулона:

(1.3)

где
г
—
расстояние между зарядами; £_а
— абсолютная диэлектри­ческая
проницаемость среды, в которой
взаимодействуют заряды. Из
(1.3) следует, что напряженность
электрического поля заряда Q
в
точке А
(рис.
1.2) равна

(1.4)

Таким
образом, напряженность поля Е_л,
созданная
зарядом Q
в
точке А
электрического
поля, зависит от величины заряда Q,
создающего
поле, расстояния точки А
от
источника поля r
и от абсолютной
диэлектрической проницаемости среды
ε_a,
в которой создается
поле. Диэлектрическая проницаемость
характеризует электрические свойства
среды, т. е. интенсивность поляризации.

Единицей
измерения абсолютной диэлектрической
проницае­мости среды является фарад
на метр

так как Кл/В = Ф.

Различные
среды имеют разные значения абсолютной
диэлект­рической
проницаемости. Абсолютная
диэлектрическая проницаемость вакуума

(1.5)
называется
электрической постоянной.

Абсолютную
диэлектрическую проницаемость любой
среды s_a
удобно
выражать через электрическую постоянную
£о и диэлектри­ческую
проницаемость е_г—
табличную величину (Приложение 2).

Диэлектрическая
проницаемость е„
которую
иногда называют относительной, показывает,
во сколько раз абсолютная диэлект­рическая
проницаемость среды больше, чем
электрическая по­стоянная,
т.е.

(1-6)
Из
(1.6) следует (1.7)

Таким
образом, напряженность электрического
поля, созданно­го зарядом Q
на
расстоянии г от него, определяется
выражением

(1.8)

Напряженность
электрического по­ля,
созданного несколькими зарядами
в какой-либо точке А
этого
поля,
определяется геометрической cуммой
напряженностей, созданных в
этой точке каждым точечным зарядом:
Е_л
=
Е_м
+ Е_А2
+…+
Е_Ак
(см. Q₃
^Aй,рис.
1.4).

1. Проводники
   и диэлектрики в
   электрическом
   поле.

2. Поляризация
   диэлектрика. Диэлектрическая
   проницаемость.

3. Понятие
   об электроемкости. Конденсаторы.
   Последовательное, параллельное и
   смешанное соединение
   конденсаторов.

Электрическая
емкость

Если
проводник А
получит
какой-либо заряд Q,
то
этот провод­ник создает электрическое
поле. Электрическое поле, созданное
проводником А,
обладает
энергией, которая и характеризует
по­тенциал проводника ф. Очевидно,
изменение заряда проводника вызывает
аналогичное изменение его потенциала.
Таким обра­зом,
между зарядом проводника и его потенциалом
существует прямая
пропорциональность, которую можно
записать следую­щим
уравнением:

где
С
—
коэффициент пропорциональности, который
и называет­ся
электрической емкостью проводника. Из
(6.1) следует, что электрическая емкость
проводника

То
есть электрическая
емкость проводника характеризуется
заря­дом
Q,
который необходимо сообщить проводнику,
чтобы его потен­циал
изменился на единицу. Единицей
измерения емкости является фарад.

Фарад
— большая единица. Например, электрическая
емкость проводника под названием «земля»
не превышает 0,7 Ф. Поэтому на
практике емкость измеряется в микрофарадах,
нанофарадах и пикофарадах.

Электрическая
емкость проводника характеризует
способность проводника
накапливать электрический заряд,
изменяющий его потенциал
на единицу (на 1 В).

Емкость
проводника не зависит от заряда Q,
сообщенного
про­воднику, так как изменение заряда
Q
вызовет
пропорциональное изменение потенциала
проводника φ,
а
их отношение остается неизменным (6.2).
(Емкость 5-литрового баллона не зависит
от количества
жидкости, заполняющей баллон.)

Емкость
проводника не зависит также от материала
и массы проводника.

Емкость проводника
зависит от:

1)
площади
поверхности проводника, так как заряды
располага­йся
на поверхности проводника;

2)
среды, в которой находится проводник.
Например, если проводник
перенести из воздуха в минеральное
масло, его емкость увеличится
в 2,2 раза, так как диэлектрическая
проницаемость минерального
масла ε_r=2,2
(см. Приложение 2); 3)
близости других проводников. Если рядом
с проводником в определенной
среде расположен еще один проводник,
то емкость системы
этих двух проводников будет гораздо
больше, чем сумма емкостей
каждого из этих проводников в этой
среде. На этом принципе
устроены электрические конденсаторы.

Содержание:

1. Ответы на вопросы по электротехнике скачать
2. Вопросы по дисциплине «Электротехника и основы электроники»
3. Вопросы и содержание типовых задач по модулю «Электротехника» (по разделам 1 и 2 дисциплины «Электротехника и электроника»), выносимые на экзамен:
4. Содержание типовых задач по разделам 1 и 2 дисциплины
5. Перечень теоретических вопросов по электротехнике
6. Вопросы к экзамену по дисциплине «Электротехника»

Ответы на вопросы по электротехнике скачать

Собрала вопросы и ответы на них и оформила в ворде чтобы вы смогли скачать и сразу распечатать! вобщем сразу сделать шпору

• Ответы на вопросы по электротехнике скачать часть 1
• Ответы на вопросы по электротехнике скачать часть 2
• Ответы на вопросы по электротехнике скачать часть 3
• Ответы на вопросы по электротехнике скачать часть 4
• Ответы на вопросы по электротехнике скачать часть 5
• Ответы на вопросы по электротехнике скачать часть 6
• Ответы на вопросы по электротехнике скачать часть 7

Ниже приведены самые распространенные вопросы на экзаменах в помощь вам

Вопросы по дисциплине «Электротехника и основы электроники»

1. Элементы электрических цепей
2. Топология электрических цепей
3. Переменный ток. Изображение синусоидальных переменных
4. Элементы цепи синусоидального тока, векторные диаграммы и комплексные соотношения для них
5. Основы символического метода расчета. Методы контурных токов и узловых потенциалов
6. Основы матричных методов расчета электрических цепей
7. Мощность в электрических цепях
8. Резонансные явления в цепях синусоидального тока
9. Векторные и топографические диаграммы. Преобразование линейных электрических цепей
10. Анализ цепей с индуктивно связанными элементами
11. Особенности составления матричных уравнений при наличии индуктивных связей и ветвей с идеальными источниками
12. Методы расчета, основанные на свойствах линейных цепей
13. Метод эквивалентного генератора. Теорема вариаций
14. Пассивные четырехполюсники
15. Электрические фильтры
16. Трехфазные электрические цепи: основные понятия и схемы соединения
17. Расчет трехфазных цепей
18. Применение векторных диаграмм для анализа несимметричных режимов. Мощность в трехфазных цепях
19. Метод симметричных составляющих
20. Теорема об активном двухполюснике для симметричных составляющих
21. Вращающееся магнитное поле. Принцип действия асинхронного и синхронного двигателей
22. Линейные электрические цепи при несинусоидальных периодических токах
23. Резонансные явления в цепях несинусоидального тока. Высшие гармоники в трехфазных цепях
24. Переходные процессы в линейных электрических цепях. Классический метод расчета переходных процессов
25. Методика и примеры расчета переходных процессов классическим методом.
26. Определение постоянной времени. Переходные процессы в R-L-C-цепи
27. Операторный метод расчета переходных процессов
28. Последовательность расчета переходных процессов операторным методом. Формулы включения. Переходные проводимость и функция по напряжению
29. Интеграл Дюамеля. Метод переменных состояния
30. Нелинейные цепи постоянного тока. Графические методы расчета
31. Расчет нелинейных цепей методом эквивалентного генератора. Аналитические и итерационные методы расчета цепей постоянного тока
32. Нелинейные магнитные цепи при постоянных потоках
33. Общая характеристика задач и методов расчета магнитных цепей
34. Нелинейные цепи переменного тока
35. Метод кусочно-линейной аппроксимации. Метод гармонического баланса
36. Переходные процессы в нелинейных цепях. Аналитические методы расчета
37. Основные термины и определения электротехники
38. Классификация электрических цепей
39. Электрическая цепь
40. Линейные электрические цепи постоянного тока
41. Расчет электрической цепи методом эквивалентных преобразований
42. Расчет электрической цепи по закону Кирхгофа
43. Расчет электрической цепи методом контурных токов
44. Расчет электрической цепи методом наложения
45. Метод двух узлов
46. Баланс мощности электрической цепи
47. Расчет потенциальной диаграммы
48. Линейные электрические цепи однофазного синусоидального переменного тока
49. Расчет электрических цепей переменного тока
50. Алгебраические операции с комплексными числами
51. Анализ электрического состояния цепи переменного тока
52. Анализ цепи с резистивным элементом
53. Анализ цепи с катушкой индуктивности
54. Анализ цепи с конденсатором
55. Анализ цепи с последовательным соединением элементов R, L, C
56. Мощность цепи синусоидального тока
57. Коэффициент мощности и его экономическое значение
58. Резонанс в цепях переменного тока
59. Характерные особенности резонанса напряжений
60. Трехфазные цепи
61. Мощность трехфазной цепи
62. Трансформаторы
63. Однофазные трансформаторы
64. Трехфазные трансформаторы

Вопросы и содержание типовых задач по модулю «Электротехника» (по разделам 1 и 2 дисциплины «Электротехника и электроника»), выносимые на экзамен:

1. Пассивные элементы цепей и их характеристики.
2. Активные элементы цепей и их характеристики.
3. Расчет цепей постоянного тока методом преобразования схемы.
4. Алгоритм расчёта токов в сложной цепи постоянного тока методом законов Кирхгофа или методом узловых напряжений.
5. Алгоритм расчёта тока в одной ветви сложной цепи постоянного тока методом эквивалентного генератора.
6. Основные величины, характеризующие синусоидальные функции, и способы их отображения.
7. Среднее и действующее значения синусоидальных функций.
8. Анализ процессов в RL-, RC-, RLC-цепи синусоидального тока.
9. Три вида мощности в цепях синусоидального тока.
10. Методика расчета тока и мощностей в последовательной RL-, RC-, RLC-цепи комплексным методом.
11. Расчет токов в цепи переменного тока при параллельном включении приемников.
12. Резонанс напряжений (РН) и его особенности.
13. Резонанс токов (РТ) и его особенности.
14. Четырехполюсники: определение, классификация, система уравнений в А-форме. Физический смысл и размерности А-коэф­фици­ентов.
15. Т- и П-образные схемы замещения четырехполюсников и их связь с А-коэф­фициентами.
16. Основные принципы и теоремы, лежащие в основе расчёта и работы элек­тро­магнитных устройств: (принцип непрерывности электрического тока и магнит­ного потока; закон полного тока; закон электромагнитной индукции; закон Ампера).
17. Расчет неоднородной неразветвленной магнитной цепи: а) прямая задача; б) об­ратная задача.
18. Назначение и классификация электрических аппаратов (электромагнитные реле, контакторы и пускатели, тепловое реле).
19. Назначение, устройство и принцип работы двухобмоточного трансформатора.
20. Анализ работы трансформатора (Тр) при ХХ и нагруженного Тр. Внешняя характеристика Тр.
21. Опыты ХХ и КЗ трансформатора.
22. Назначение, устройство и принцип действия асинхронного двигателя (АД).
23. Скольжение. Частота ЭДС статора и ротора. Схема замещения обмотки ротора и статора.
24. Вращающий момент АД. Зависимость момен­та от скольжения, т. е. М = f(S).
25. Механическая и рабочие характеристики АД. Пуск в ход АД. Реверси­рова­ние АД.
26. Назначение, устройство и принцип действия генератора постоянного тока (ГПТ). Способы возбуждения ГПТ. ЭДС якоря. Внешние характеристики ГПТ.
27. Назначение, устройство и принцип действия двигателя постоянного тока (ДПТ). Вращающий момент ДПТ.
28. Механическая и рабочие характеристики ДПТ. Способы регулирования частоты вращения ДПТ.
29. Назначение, устройство и принцип действия синхронного генератора (СГ). Способы возбуждения СГ. ЭДС якоря, реакция якоря.
30. Устройство, принцип действия и характеристики синхронного двигателя. Работа синхронного двигателя в качестве компенсатора реактивной мощности.
31. Причины возникновения переходных процессов в электрических цепях. Правила (законы) коммутации.
32. Переходные процессы в цепях первого порядка.

Содержание типовых задач по разделам 1 и 2 дисциплины

1. Расчет токов в сложной цепи с использованием правила делителя тока.
2. Расчёт токов в двухконтурной цепи постоянного тока одним из указанных методов: методом преобразования, законов Кирхгофа, методом двух узлов.
3. Расчёт токов в цепи переменного тока с последовательным или параллель­ным соединением двух-трёх пассивных элементов (R, L и C) комплексным мето­дом с построением векторной диаграммы токов и напряжений.
4. Расчёт параметров колебательных контуров.
5. Расчёт А-коэффициентов простейших четырёхполюсников.
6. Расчёт неразветвлённой магнитной цепи при заданных геометрических раз­ме­рах магнитопровода, его кривой намагничивания и магнитном потоке в зазоре.

Перечень теоретических вопросов по электротехнике

1. Дайте определение «электрический ток», «электрическое напряжение», «электрическое сопротивление». Укажите единицы измерения этих величин.
2. Общая характеристика электрических цепей.
3. Закон Ома для участка электрической цепи.
4. Принципиальная схема, монтажная схема.
5. Первый закон Кирхгофа. Второй закон Кирхгофа.
6. Ветвь электрической цепи, узел, контур.
7. Дайте определение «электрическое поле». Сформулируйте закон Кулона.
8. Расчет электрической цепи методом наложения.
9. Проводники и диэлектрики. В чем их отличие?
10. Соленоид и его магнитное поле.
11. Закон магнитной индукции.
12. Общая характеристика магнитных материалов.
13. ЭДС самоиндукции.
14. ЭДС взаимоиндукции.
15. Электромагниты. Устройство электромагнита.
16. Магнитомягкие и магнитотвердые материалы.
17. Параметры переменного тока. Физические процессы переменного тока.
18. Трехфазный переменный ток. Соединение обмоток генератора и потребителей трехфазного тока «звездой» и «треугольником».
19. Мощность цепи синусоидального тока.
20. Анализ цепи с последовательным соединением элементов R, L, C.
21. Принцип действия однофазного трансформатора.
22. Линейные электрические цепи однофазного синусоидального переменного тока.
23. Принцип действия автотрасформатора.
24. Резонанс в цепях переменного тока.
25. Характерные особенности резонанса напряжений.
26. Принцип действия генератора постоянного тока. Устройство генератора постоянного тока.
27. Общие сведения о генераторах переменного тока.
28. Классификация измерительных приборов.
29. Устройство для расширения пределов измерения тока и напряжения.
30. Назначение и типы электроизмерительных приборов.
31. Абсолютная погрешность, относительная и приведенная погрешность.
32. Измерение тока.
33. Измерение напряжения.
34. Асинхронный электродвигатель. Принцип действия асинхронного электродвигателя.
35. Синхронный электродвигатель. Принцип действия синхронного электродвигателя.
36. Трехфазные трансформаторы. Устройство и принцип действия.
37. История развития ламповой техники.
38. Петля магнитного гистерезиса.
39. Полупроводниковый диод.
40. Биполярный транзистор. Устройство и принцип действия.
41. Тиристор. Принцип работы.
42. Классификация и условные графические обозначения диодов.
43. Активное сопротивление в цепи переменного тока.
44. Резонанс напряжений.
45. Анализ цепи с катушкой индуктивности.
46. Полевые транзисторы. Устройство и принцип действия.

Вопросы к экзамену по дисциплине «Электротехника»

1. Гармонические колебания: аналитическое описание, параметры.
2. Временное, спектральное и векторное представление гармонических сигналов.
3. Понятия и определения: информация, сообщение, сигнал, радиосигнал, шум, помеха.
4. Классификация сигналов: аналоговый, дискретный, цифровой.
5. Классификация радиосигналов по диапазонам длин волн (частоте).
6. Основные параметры радиотехнических сигналов.
7. Вероятностное описание шумов.
8. Корреляционная функция случайного сигнала. Числовые характеристики случайного сигнала, определяемые по корреляционной функции.
9. Спектральная плотность случайного сигнала. Числовые характеристики случайного сигнала, определяемые по спектральной плотности.
10. Гауссовский белый шум и его характеристики.
11. Сущность теории спектрального Фурье анализа.
12. Гармоническое представление периодических сигналов.
13. Амплитудный спектр периодической последовательности прямоугольных импульсов.
14. Спектральное представление непериодических сигналов.
15. Основные теоремы о спектрах (свойства преобразования Фурье).
16. Основы теории корреляционного анализа сигналов.
17. Радиосигналы с АМ.
18. Разновидности сигналов с АМ.
19. Аналитическое описание сигналов с угловой модуляцией.
20. Амплитудный спектр сигнала при однотональной угловой модуляции с малыми индексами модуляции
21. Амплитудный спектр сигнала при однотональной угловой модуляции с большими индексами модуляции
22. Импульсная модуляция сигналов. Теорема Котельникова
23. Радиосигналы с амплитудно – импульсной модуляцией.
24. Импульсно – кодовая (цифровая модуляция).
25. Шумоподобные сигналы. Коды Баркера.
26. Шумоподобные сигналы. М – последовательности.

Эти страницы вам могут пригодиться:

Экзаменационные билеты по электротехнике.

1. Идеализация элементов электрической схемы. Источник напряжения, тока (взаимозаменяемость). Физические процессы при протекании тока в резисторе. Мощность. Энергия.

2. Процессы при протекании тока в катушке индуктивности. Законы. Мощность. Энергия.

3. Процессы при протекании тока в конденсаторе. Законы. Мощность. Энергия.

4. Применение законов Ома для расчета цепей. Соединения цепей: параллельное, последовательное, звездой, треугольником. Расчет простых цепей. (Нет формулы из звезды в треугольник).

5. Применение законов Кирхгофа для расчета электрической цепи.

6. Метод контурных токов. Пример.

7. Метод узловых потенциалов. Пример.

8. Метод наложения. Пример.

9. Метод эквивалентных источников. Пример.

10. Метод подобия. Пример.

11. Баланс мощностей. Пример зарядки аккумулятора.

12. Потенциальная диаграмма. Пример.

13. Переменный синусоидальный ток. Параметры. Действующее среднее значение.

14. Синусоидальный ток в резисторе. Напряжение. Ток. Мощность. Средняя мощность.

15. Синусоидальный ток в катушке индуктивности. Напряжение. Ток. Мощность. Средняя мощность.

16. Синусоидальный ток в ёмкости. Напряжение. Ток. Мощность. Средняя мощность.

17. Активная, реактивная мощности. Баланс мощностей.

18. Представление синусоидальных функций с помощью векторных диаграмм и комплексных чисел. Комплексы тока, напряжения, сопротивления, мощности.

19. Топографическая диаграмма. Пример.

20. Последовательное соединение R, L, C. Резонанс напряжения, добротность.

21. Параллельное соединение R, L, C. Резонанс токов, добротность.

22. Трёхфазный электрический ток. Вращающееся магнитное поле. Схемы соединения в трёхфазных цепях. Работа в ассиметричном режиме.

23. Трёхфазные электрические системы. Работа не в симметричном режиме.

24. Госты 2000 года на проводку.

25. Переходные процессы в линейных электрических цепях. Законы коммутации. Начальные условия.

26. Переходные процессы в R, L цепях.

27. Переходные процессы в R, C цепях.

28. Электромагнитные устройства. Магнитная цепь. Методы расчета магнитных цепей.

29. Особенности электромагнитных процессов в цепях с ферромагнетиками при постоянном и переменном токе.

30. Трансформаторы. Принцип действия, устройство. Схема замещения.

31. Трансформаторы. Режим КЗ, ХХ. Определение параметров через режимы.

32. Методы расчета цепи с нелинейными элементами. Последовательное и параллельное соединение. Примеры расчетов.

33. Методы расчета цепи при несинусоидальном периодическом электрическом сигнале.

34. Фильтры. Пример: сглаживающий фильтр блока питания.

1. Идеализация элементов электрической схемы. Источник напряжения, тока (взаимозаменяемость). Физические процессы при протекании тока в резисторе. Мощность. Энергия.

-заряд

— электрический ток, количество заряженных частиц на единицу сечения.

-мгновенное значение тока

; — постоянный ток, измеряется в амперах.

Электрическая цепь — это система, состоящая из источника электрической энергии, приёмника и соединительных проводов.

Источник — преобразование каких-либо видов энергии в электрическую.

Приёмник – это обратное преобразование.

В источнике возникает ЭДС (электродвижущаяся сила), которая вызывает в замкнутой цепи электрический ток.

За условно положительное направление тока принято считать направление движения положительного заряда.

— движение тока

— движение электрона

Участки цепи, содержащие ЭДС называются активными, без — пассивными.

Электрические цепи

А ктивные Пассивные

Источник тока Источник напряжения R L C

Источник ЭДС – это идеализированный активный элемент, напряжение на котором не зависит от тока, на нём протекающего.

— +

И

Ист. U

сточник тока – это идеальный активный элемент с двумя зажимами, постоянный ток которого не зависит от напряжения на концах источника тока. ВАХ источников.

Реальные источники – это реальный источник тока имеет внутреннее сопротивление.

Напряжение – это разность потенциалов между двумя точками.

ЭДС можно замерить без тока в цепи.

Реальный источник тока заменяется

реальным источником напряжения,

идеальный НЕ заменяется

Сопротивление.

Идеализированный элемент электрической сети, в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической энергии в тепловую. Сопротивление считается линейным сопротивлением.

— не зависит от тока;

— разность потенциалов точке 1 и 2.

Режимы работы цепи.

1. Холостой ход (ХХ).

2. Короткое замыкание (КЗ).

; ; ;

По этому току судят о токе замыкание.

Мощность.

Напряжение – это работа по переносу единичного заряда.

— при переменном токе ( — мгновенная)

Если направление ЭДС совпадает с направлением тока, то этот элемент источник, если нет приёмник.

Энергия – это мощность за промежуток времени.

Если мощность постоянная: (Ватт/час)

(ампер вольт=ватт)

Энергия – Джоуль

2. Процессы при протекании тока в катушке индуктивности. Законы. Мощность. Энергия.

Индуктивность – это идеализированный элемент цепи, накапливающий

П отокосцепление.

;

1

. Закон Био-Савара.

Закон полного тока.

Связь индукции и напряженности.

Для вакуума ; — искажение

— магнитная проницаемость вакуума

— абсолютная для материала

— относительная магнитная проницаемость относительно материала

Магнитный поток.

;

Для постоянного :

; const

Если витков несколько, то : (простейший случай)

— закон Фарадея; ; — произведение коэффициентов

; — Генри; — Веббер

3. Процессы при протекании тока в конденсаторе. Законы. Мощность. Энергия.

Ёмкость — С.

1	2	3	4	5
	i	U	P	W
R
L
C

;

Мощность.

4. Применение законов Ома для расчета цепей. Соединения цепей: параллельное, последовательное, звездой, треугольником. Расчет простых цепей. (Нет формулы из звезды в треугольник).

Применение законов Ома и Кирхгофа для расчета простых электрических цепей на постоянном токе.

Последовательное:

П

араллельное соединение:

Простые цепи содержат один источник ЭДС. Необходимо все сопротивления цепи свести к и применить закон Ома ( ).

Пример…

5. Применение законов Кирхгофа для расчета электрической цепи.

Законы Кирхгофа.

1. Алгебраическая сумма токов в узле равна 0.

Закон сохранения.

Сколько шариков влетает, столько вылетает.

2. Алгебраическая сумма ЭДС в любом контуре цепи равна алгебраической………….

Формальное правило расчёта сложных цепей (несколько ЭДС).

1. Определить количество ветвей и узлов

p=3 g=2

2. Зададимся направлением токов I.

3. Зададимся обходом контуров.

Правило:

1. Если направление обхода контура совпадает с направлением ЭДС, то ЭДС берётся с +.

2. Если направление тока совпадает с направлением обхода, то падение напряжения со знаком +.

Уравнения по 1, 2 закону:

1. g-1=1;

2. n=2;

Если < 0, то меняем направление тока .

Линейные системы. Принцип суперпозиции.

Если система линейная, то применим принцип суперпозиции.

6. Метод контурных токов. Пример.

Метод контурных токов.

Метод позволяет уменьшить число уравнений до числа независимых контуров. Составляется уравнение только по 2 закону Кирхгофа. Вводятся контурные токи, число которых равно количеству независимых контуров.

Алгебраическая сумма ЭДС = алгебраической сумме падений напряжений в -контуре от собственного контурного тока и от токов соседних контуров.

Токи в цепях определяются:

1. Если ветвь граница цепи — контурный ток равен току ветви.

2 . Если ветвь общая между контурами, то ток ветви равен сумме контурных токов.

Пример:

1 закон 3

2 закон 3

——————————-

6 уравнений

7 . Метод узловых потенциалов. Пример.

Метод узловых потенциалов.

По этому методу сначала

задаётся напряжение между

ветвями, а потом находятся

токи в узлах.

— активная

— пассивная

активная ветвь пассивная ветвь

+

Ответы на экзамен электроника электротехника

1.  
Основные элементы электрической цепи (активные,
пассивные). Обозначение тока, потенциалов и напряжения в  электрической цепи.

Электрическая цепь– совокупность
источников, приёмников электрической энергии и соединяющих их проводов. Кроме
этих элементов, в Э. ц. могут входить выключатели, переключатели,
предохранители и другие электрические аппараты защиты и коммутации, а также
измерит, и контрольные приборы.

 Активные
элементы
– источники электрической энергии, в которых неэлектрические виды энергии
преобразуются в электрическую.

Различают
два основных активных элемента: источник напряжения (ЭДС) и источник тока.

Пассивные
элементы
– приемники электромагнитной энергии. Электрическая энергия в них преобразуется
в неэлектрические виды энергии – активное сопротивление (проводимость), либо
накапливается в виде энергии электрического поля (емкость) или энергии
магнитного поля (индуктивность). Емкость и индуктивность являются реактивными
приемниками энергии или реактивными элементами.

Ток
обозначается
через I с направлением
течения.

На
схемах рядом с точкой более высокого потенциала ставится знак +, а рядом с
точкой более низкого – знак -. Разность потенциалов обозначается через U. Разность потенциалов
в двух точках a и b обозначается через U_ab.

Напряжение
обозначается
U.

2.  
Идеальные источники тока и ЭДС, обозначение и
основные характеристики.

 Идеальный 
 источник 
 тока
(I),
величина тока, протекающего через который, не зависит от напряжения на его
зажимах. Внутреннее сопротивление такого источника можно условно принять равным
бесконечности. Обозначение идеального 
 источника 
 тока  и его
вольт-амперная характеристика приведены на рис.

Идеальный 
 источник 
напряжения (E),
напряжение на зажимах которого не зависит от величины  протекающего через
него  тока .
Внутреннее сопротивление  идеального 
 источника 
напряжения можно условно принять равным нулю. Обозначение такого источника и
его вольт-амперная характеристика приведены на рис.

1.  
Закон Ома для участка цепи без источника ЭДС и закон
Ома для замкнутой цепи. Рисунок.  4. Закон Ома для участка цепи, содержащий
ЭДС. Рисунок.

5.  
Первый закон Кирхгофа. Пример его применения. 6.
Второй закон Кирхгофа. Пример его применения.

Кроме простых цепей существуют
сложные цепи. Сложной электрической цепью называют цепь, которая не может быть непо­средственно
рассчитана по закону Ома.

Сложная
цепь обычно содержит несколько источников ЭДС в разных ветвях. Число ветвей
электрической цепи обозначают через q, число узлов — через q, а число независимых контуров —
через п, где п = р — q + 1.

Для расчета сложных
цепей используют законы Кирхгофа, ко­торые формулируются для разветвленных и
сложных электриче­ских цепей; при их рассмотрении используют понятия ветви,
узла и контура.

Ветвью называют часть электрической
цепи, состоящую только из последовательно соединенных источников ЭДС (или тока)
и сопротивлений и имеющую два зажима для подключения ее к остальной
части цепи. На схемах электрических цепей каждую ветвь обычно изображают в виде
последовательного соединения одного эквивалентного источника ЭДС (или тока) и
одного экви­валентного сопротивления. Ветвь непосредственно соединяет два узла.
В ветви через все элементы протекает один и тот же ток.

Узлом называют точку электрической цепи, в которой соедине­но не
менее трех ветвей. На схемах узел обозначают точкой.

Контуром называют последовательность ветвей электрической цепи,
образующей замкнутый путь, в котором один из узлов одно­временно является
началом и концом пути, а остальные встречают­ся только один раз.

Первый закон Кирхгофа выражает тот факт, что ни в одной точке цепи
не происходит накопление электрических зарядов. Согласно этому закону (закону
Кирхгофа для токов) алгебраическая сумма токов в любом узле электрической цепи
равна нулю:

где со
знаком плюс записывают токи с положительными направле­ниями от узла, со знаком
минус — с положительными направле­ниями к узлу или наоборот. Иначе: сумма
токов, направленных от узла, равна сумме токов, направленных к узлу. Так,
например, для узла 1 (рис. 1.4) получим уравнение

I₁-I₂+I₃-I₄=0,

Второй
закон Кирхгофа устанавливает
связь между ЭДС, токами и сопротивлениями в любом замкнутом контуре. Согласно
этому закону (закону Кирхгофа для напряжений), алгебраическая сумма напряжений
участков любого контура электрической цепи равна нулю:

где т
— число участков контура.

Со
знаком плюс записывают на­пряжения, положительные направле­ния которых
совпадают с произвольно выбранным направлением обхода кон­тура, со знаком минус
— противопо­ложно направленные или наоборот. В частности, для контура схемы
замещения цепи, содержащего только источники ЭДС и резистивные эле­менты,
алгебраическая сумма напряжений на резистивных элементах равна алгебраической
сумме ЭДС:

Где
т
—
число резистивных элементов; п — число ЭДС в контуре.

Со
знаком плюс записывают ЭДС и токи, положительные на­правления которых совпадают
с произвольно выбранным направлением обхода контура, со знаком минус —
противоположно на­правленные или наоборот. Так, например, для контура, приведен­ного
на рис. 1.5,

7.  
Баланс мощностей в цепях постоянного тока.

8.  
Преобразование схем с последовательным, параллельным
и смешанным соединением сопротивлений.

9.
Преобразование треугольника сопротивлений в звезду и
наоборот.

Элементы цепи часто соединяют
или треугольником, или звез­дой (рис. 1.11).

Для упрощения
расчета электрических цепей в ряде случаев целесообразно применять
преобразование треугольника сопротив­лений в эквивалентную звезду или звезды в
эквивалентный тре­угольник.

Условия
эквивалентного преобразования требуют, чтобы преоб­разования, производимые в
одной части цепи, не вызывали изме­нений в распределении токов и напряжений в
остальной части цепи. Согласно этим условиям, потенциалы одноименных точек
треугольника и звезды и подходящие к узлам токи должны быть одинаковы.

Формулы
перехода от сопротивлений треугольника к сопротив­лениям звезды и наоборот в
соответствии с обозначениями на рис. 1.11 имеют вид:

Используя эквивалентные
преобразования, сложную цепь ино­гда можно свести к простой. Часто
преобразования приводят к уменьшению числа ветвей и узлов сложной цепи и,
следовательно, к упрощению ее расчета.

6.  
Метод контурных токов. Пример его применения.

Ме́тод ко́нтурных то́ков — метод
сокращения размерности системы уравнений, описывающей электрическую цепь.

Основные принципы

Любая электрическая цепь, состоящая из Р
рёбер (ветвей, участков) и У узлов, может быть описана системой
уравнений в соответствии с 1-м
и 2-м законами Кирхгофа. Число уравнений в такой системе равно Р, из
них У–1 уравнений составляется по 1-му закону Кирхгофа для всех узлов,
кроме одного; а остальные Р–У+1 уравнений – по 2-му закону
Кирхгофа для всех независимых контуров. Поскольку независимыми переменными в
цепи считаются токи рёбер, число независимых переменных равно числу уравнений,
и система разрешима.

Существует несколько методов сократить число
уравнений в системе. Одним из таких методов является метод контурных токов.

Метод использует тот факт, что не все токи в рёбрах
цепи являются независимыми. Наличие в системе У–1 уравнений для узлов
означает, что зависимы У–1 токов. Если выделить в цепи Р–У+1
независимых токов, то систему можно сократить до Р–У+1 уравнений.
Метод контурных токов основан на очень простом и удобном способе выделения в
цепи Р–У+1 независимых токов.

Метод контурных токов основан на допущении, что в
каждом из Р–У+1 независимых контуров схемы циркулирует некоторый
виртуальный контурный ток. Если некоторое ребро принадлежит только одному
контуру, реальный ток в нём равен контурному. Если же ребро принадлежит
нескольким контурам, ток в нём равен сумме соответствующих контурных токов (с
учётом направления обхода контуров). Поскольку независимые контура покрывают
собой всю схему (т.е. любое ребро принадлежит хотя бы одному контуру), то ток в
любом ребре можно выразить через контурные токи, и контурные токи составляют
полную систему токов.

Построение системы уравнений

Для построения системы уравнений необходимо выделить
в цепи P – У + 1 независимых контуров. По
каждому из этих контуров будет составлено одно уравнение по 2-му закону
Кирхгофа. В каждом контуре необходимо выбрать направление обхода (например, по
часовой стрелке).

Ток во всех рёбрах схемы необходимо представить как
сумму (с учётом знаков) контурных токов, которые протекают по этим рёбрам.

При наличии в цепи источников тока, их
предварительно преобразовывают в источники напряжения.

Правило построения уравнения таково. Обходя контур в
соответствии с выбранным направлением, записываем в левую часть уравнений сумму
(с учётом знаков) токов в рёбрах, умноженных на сопротивление ребра. В правой
части уравнения записываем все источники ЭДС, имеющиеся в контуре (со знаком
«плюс», если направление обхода контура совпадает с направлением ЭДС, и
наоборот).

Составив уравнения для всех независимых контуров,
получаем совместную систему P – У + 1
уравнений относительно P – У + 1 неизвестных
контурных токов.

Пример

Метод
контурных токов

Положим, что в левом контуре по часовой стрелке
течет контурный ток I₁₁, а в правом (также по часовой
стрелке) — контурный ток I₂₂. Для каждого из контуров
составим уравнения по второму закону
Кирхгофа.
При этом учтем, что по смежной ветви (с сопротивлением R₅)
течет сверху вниз ток I₁₁–I₂₂. Направления
обхода контуров примем также по часовой стрелке.

Для первого контура

или

Для второго контура

или

Перепишем эти уравнения следующим образом:

Здесь

— полное сопротивление первого контура;

— полное сопротивление второго контура;

— сопротивления смежной ветви между первым и вторым
контурами, взятые со знаком минус;

—
контурная ЭДС первого контура;

— контурная ЭДС второго контура.

7.  Метод
эквивалентного генератора. Пример его применения.

8.
   Метод эквивалентного сопротивления. Пример его
применения.

9.
    Закон Джоуля-Ленца. Пример его применения.

Закон
Джоуля — Ленца — физический закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. Открыт в 1840 году независимо Джеймсом Джоулем и Эмилием Ленцом.

При прохождении электрического
тока через металлический проводник электроны сталкиваются то с нейтральными
молекулами, то с молекулами, потерявшими электроны. Движущийся электрон либо отщепляет
от нейтральной молекулы новый электрон, теряя свою кинетическую энергию и
образуя новый положительный ион, либо соединяется с молекулой, потерявшей
электрон (с положи­тельным ионом), образуя нейтральную молекулу. При столкнове­нии
электронов с молекулами расходуется энергия, которая пре­вращается в тепло.
Любое движение, при котором преодолевается сопротивление, требует затраты
определенной энергии. Так, напри­мер, для перемещения какого-либо тела
преодолевается сопротив­ление трения и работа, затраченная на это, превращается
в тепло.

Электрическое сопротивление проводника играет ту же
роль, чтя и сопротивление трения. Таким образом, для проведения тока через
проводник источник тока затрачивает некоторую энергию, которая превращается в
тепло. Переход электрической энергии в тепловую отражает закон Ленца — Джоуля
или закон теплового действия тока.

Русский ученый Ленц и английский физик Джоуль
одновремен­но и независимо один от другого установили, что при прохождении
электрического тока по проводнику количество теплоты, выделяемое проводником,
прямо пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени, в
течение которого электрический ток протекал по проводнику. Это положение
называется законом Лен­ца — Джоуля.

 Если обозначить количество теплоты,
создаваемое током, буквой Q, силу тока, протекающего по
проводнику,— I, сопротивление проводника r и время, в
течение которого ток протекал по проводнику, t,  то
закону Ленца — Джоуля можно придать следующее выражение:

Пример 1. Определить
количество теплоты, выделенное в нагревательном приборе в течение 0,5 ч, если
он включен в сеть с напряжением 110 в и имеет сопротивление 24 ом.

Решение. Время прохождения в секундах:

t=0,5 ч =30 мин
=30х60=1800 сек.

 Количество теплоты, выделенное в приборе,

Примеры 2. В электрическом
кипятильнике вода, потребляя количество теплоты 400 000 дж,
закипает через 15 мин. Определить сопротивление нагрева­тельного
элемента этого кипятильника, а также мощность, если кипятильник ра­ботает под
напряжением 220 в и его к. п. д. равен 80%.

Решение. Так как к. п. д. кипятильника равен 80%,
выделенное нагрева­тельным элементом количество теплоты

Q = 400 000 : 0,8 = 500 000 дж.

Силу тока, протекающего через кипятильник, найдем из
слёлующей формулы

откуда

Сопротивление нагревательного элемента

Мощность, потребляемая кипятильником,

10.
Выделяемая и потребляемая мощность.

11.
Определение показаний приборов (амперметр и
вольтметр) при последовательном и параллельном соединении проводников.

12.
Режимы работы цепи (согласования, холостого хода и
т. д.)

· 
В режиме холостого хода источник питания отсоединен от нагрузки и работает ’’
вхолостую”. Сопротивление внешнего участка цепи , ток равен 0.

· 
В режиме короткого замыкания источник питания замкнут накоротко. Режим является
аварийным. Ток короткого замыкания Iк.з. во много раз превышает значение
номинального тока.

· 
Номинальным режимом называют такой режим, на который рассчитаны источник питания
и приемники электроэнергии заводом изготовителем. Процесс преобразования
электроэнергии в другие виды идет без постороннего нагрева, т.е. в допустимых
пределах по паспорту (U_н; I_н ; P_н и т.д.)
В этом режиме соблюдаются наилучшие условия работы: экономичность,
долговечность и т.д.

·  Под согласованным
режимом понимают такой режим, когда источник или приемник работают с
максимально возможной мощностью. На практике этот режим применяется в
радиотехнических установках и схемах, где низкий коэффициент .полезного
действия.

13.
Сила тока короткого замыкания.

Режим короткого замыкания (рис. 21). Коротким замыканием
(к. з.) называют такой режим работы источника, когда его зажимы замкнуты
проводником, сопротивление которого можно считать равным нулю. Практически к.
з. возникает при соединении друг с другом проводов, связывающих источник с
приемником, так как эти провода имеют обычно незначительное сопротивление и его
можно принять равным нулю. К. з. может происходить в результате неправильных
действий персонала, обслуживающего электротехнические установки (рис. 22, а),
или при повреждении изоляции проводов (рис. 22,б, в); в последнем случае эти
провода могут соединяться через землю, имеющую весьма малое сопротивление, или
через окружающие металлические детали (корпуса электрических машин и аппаратов,
элементы кузова локомотива и пр.).
При коротком замыкании ток

I_к.з = E
/ R₀ (15)

Ввиду того что внутреннее сопротивление источника Ro обычно очень мало,
проходящий через него ток возрастает до весьма больших значений. Напряжение же
в месте к. з. становится равным нулю (точка К на рис. 20), т. е. электрическая
энергия на участок электрической цепи, расположенный за местом к. з., поступать
не будет.

Если точки a и b замкнуть проводником, сопротивление
которого мало по сравнению с внутренним сопротивлением источника
(R << r), тогда в цепи потечет ток короткого замыкания

Сила
тока короткого замыкания – максимальная сила тока, которую можно получить от
данного источника с электродвижущей силой e
и внутренним сопротивлением r.

14.
Проводимость электрической цепи.

Всякий проводник можно характеризовать не только его сопротивлением, но и
так называемой проводимостью — способностью проводить электрический ток.
Проводимость есть величина, обратная сопротивлению. Единица проводимости
называется сименсом (См). 1 См равен 1/1 Ом. Проводимость обозначают буквой G
(g). Следовательно,

G = 1 / R (4)

Удельное электрическое сопротивление и проводимость. Атомы разных веществ
оказывают прохождению электрического тока неодинаковое сопротивление.

Профессия: «Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования »

Дисциплина: «Электротехника»

1. Постоянный электрический ток: определение, источники, параметры и их единицы измерения.

2. Графическое изображение соединения фаз генератора и приемника по схемам:

«Звезда» и «Треугольник».

3. Напишите закон Ома для ветви и электрической цепи в целом.

4. Закон Ома и его применение.

5. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора. Режимы работы.

6. Внутрь катушки вставили стальной сердечник. Как изменится индуктивность этой катушки?

7. Работа и мощность постоянного тока.

8. Предохранители устройства назначения, принцип действия.

9. Как соединить преемники электрической энергии параллельно?

10. Электрическая цепь постоянного тока. Из каких элементов состоит , для чего они нужны?

11. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.

12. Что произойдет, если в электрической цепи с последовательно соединенными лампами одна из ламп сгорит?

13. Электрическое сопротивление, электрическая проводимость. Удельное сопротивление.

14. Трехфазные трансформаторы соединения обмоток трехфазного трансформатора.

15. С какой целью источники электрической энергии включают параллельно?

16 Какое соединение приемников электрической цепи считается параллельным?

17. В чем суть закона электромагнитной индукции?

18. Электропаяльник включен в сеть напряжением 220В, потребляет ток 0,3А. Определить сопротивление электропаяльника.

19. Переменный ток. Характеристики синусоидально изменяющихся величин.

20. Что такое проводники второго рода?

21. Как влияет диэлектрик на емкость конденсатора?

22. Как выглядят силовые линии магнитного прямолинейного проводника?

23. В чем суть закона Фарадея?

24. Приведите примеры практического применения теплового действия электротока.

25. Магнитная индукция. Правило левой руки.

26. Какое включение в электрическую цепь источников электроэнергии считается согласным,

а какое встречным?

27. Что называется узлом, ветвью и контуром электрической цепи?

28. Электрический заряд, электрическое поле, характеристики электрического поля?

29. Коэффициент полезного действия. От каких энергетических показателей зависит КПД?

30. Как классифицируется нагрузка в трехфазной цепи?

31. Цепь переменного тока с резистором. График мгновенных значений напряжения и тока.

Векторная диаграмма.

32. От каких параметров зависит сила, действующая на проводник с током?

33. В чем суть закона Кулона?

34. Электрическая цепь переменного тока с индуктивным элементом. График мгновенных значений напряжения и тока. Векторная диаграмма.

35. Какие величины характеризуют каждую точку электрического поля?

36. С какой целью источники электрической энергии включаются последовательно?

37. Что такое электрическое сопротивление?

38. Какая мощность источника электроэнергии будет полезной, а какая потребляемой?

39. Каково соотношение сопротивления амперметра и шунта, если:

а) Rш RA; б) Rш RA; в) Rш = RA

40. Сформулируйте 1-ый закон Кирхгофа.

41. Техническое применение электролиза.

42.В какой линии передач при несимметричной нагрузке, соединенной звездой, фазные напряжения одинаковы?

43. Сформулируйте 2-ой закон Кирхгофа.

44. От каких параметров зависит удельное сопротивление металлического проводника?

45. Полезное применение вихревых токов.

46.Что такое последовательное соединение резисторов? Эквивалентное сопротивление?

47.Работа электрического тока. Единицы измерения работы электрического тока.

48. Однофазный трансформатор включен в сеть 220В. Первичная обмотка трансформатора имеет 800 витков, вторичная -40. Вычислите коэффициент трансформации и напряжение на вторичной обмотке.

49. Что такое параллельное соединение резисторов? Использование на практике этого соединения.

50. В чем состоит суть закона Джоуля-Ленца?

51. Может ли существовать магнитное поле независимо от электрического поля?

52. Характеристики магнитного поля. Магнитный поток и магнитодвижушая сила.

53. Что такое сдвиг фаз между напряжением и током?

54. Техническое применение электролиза.

55. Электрическая цепь электрического тока с емкостным элементом. График мгновенных значений напряжения и тока. Векторная диаграмма.

56. Какая линия электрического поля называется силовой?

57. В чем состоит суть принципа обратимости электрической машины?

58. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость.

59. При каких условиях возникает режим короткого замыкания в цепи?

60. Симметричная нагрузка трехфазной цепи соединена «звездой». Линейное напряжение 380В. Определите фазное напряжение.

61. От каких параметров зависит сила, действующая на проводник с током, помещенным в магнитное поле?

62. Назовите основные виды источников электрической энергии.

63. Симметричная нагрузка трехфазной цепи соединена «треугольником». Линейное напряжение 380В. Определите фазное напряжение.

64. Сформулируйте закон сохранения энергии (баланс мощностей).

65. Что такое мощность электрического тока? Каким прибором измеряется?

66. Можно ли проводить электродуговую сварку, используя источник постоянного тока?

67. Каким правилом определяется направление силовых магнитных линий?

68. В чем состоит суть принципа действия электрической печи?

69. В чем состоят преимущества и недостатки ламп накаливания?

70. Что называется электросбережением?

71. Как классифицируются нагрузки в 3-х фазной цепи?

72. Как определить направление индуцированной ЭДС в проводнике?

73. При каких условиях источник электрической энергии отдает приемнику наибольшую мощность?

74. Какое соединение резисторов называют смешанным?

75. Какие материалы называются диэлектриками?

Комплект
экзаменационных билетов по

дисциплине
Электротехника

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 1

1.      Дать определение понятию электрического поля и его электрических характеристик: потенциала, напряжения, напряженности.

2.      Изменится ли полное сопротивление катушки без стального сердечника при постоянной частоте, если напряжение на зажимах катушки увеличится? 3.      Задача Определить общее сопротивление электрической цепи, напряжение и мощность каждого приемника на рис.1 при R1 = 10Ом, R2 = 25Ом, R3 = 15Ом и R4 = 14Ом. Напряжение источника напряжения U = 16В. Внутренним сопротивлением источника пренебречь. Построить векторную диаграмму.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 2

1.            
Дать
определение электрического сопротивления и проанализировать зависимость
сопротивления проводника от температуры, материалов, размеров.

2.            
Охарактеризуйте
цепь переменного тока с емкостным сопротивлением и схематически изобразите ее
векторную диаграмму. Объясните, как производится построение графика мгновенных
значений тока и напряжения.

3.      Задача  В домашнюю розетку через удлинитель включены холодильник мощностью 300Вт, стиральная машина мощностью 2,5кВт и СВЧ-печь мощностью 1,5кВт. Определить общий ток в цепи (Рис 2) и ток каждого из потребителей.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 3

1.      Дать
определение электрической цепи и ее основных элементов. Сформулируйте закон Ома
для участка цепи. Приведите примеры его применения и поясните их.

2.      Как в цепи
переменного тока добиться резонанса напряжений? Объяснить, в чем опасность
резонанса напряжений.

3.      Задача

Определить фазный
ток и мощность трехфазного приемника, который соединен по схеме «звезда», и
подсоединен к источнику питания напряжением U_л = 380 В.
Сопротивление каждой фазы приемника Z_Ф = 40 Ом.
Коэффициент мощности приемника cosφ = 0,86 

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 4

1.      Охарактеризуйте
мощность потребителя в электрической цепи. Объясните, как электрическая энергия
преобразуется в другие виды энергии.

2.      Как в цепи
переменного тока добиться явления резонанса тока. Область применения явления
резонанса тока.

3.      Задача

Трехфазный
потребитель, соединенный треугольником, подключен к сети с симметричной
системой напряжений. Определить токи и мощности  (P,Q,S) фаз
потребителя. Построить векторную диаграмму.

Дано:

U_л = 220 B

R_ab = 8 Ом ; Х_ab = 6 Ом;

R_bc = 4 Ом ; X_bc = 3 Ом.

R_ca = 10
Ом ;

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 5

1.       
Проанализируйте
режимы работы электрической цепи и ее элементов.

2.       
Сформулируйте
закон Ома для полной цепи. Объясните зависимость тока от сопротивления и
напряжения.

3.       
В
схеме цепи даны: линейное(между фазами) напряжение  

Вычислить фазные токи(токи через
каждую нагрузку) — .

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 6

1.      Сформулируйте
первый и второй законы Кирхгофа, правило знаков ЭДС и напряжений при
составлении уравнений по второму закону Кирхгофа.

2.      Изложите
порядок расчета токов в симметричной трехфазной цепи при заданных фазных
напряжениях и известных сопротивлениях приемников, при соединении потребителей
по схеме звезда.

3.      Задача

Определите напряжение на зажимах цепи,
токи и мощности на каждом резисторе, включенном в цепь, изображенную на
рисунке. Сопротивления резисторов:

R1 = 48 0м; R2 ⁼ 16 0м; Rз = 8 0м; R₄ = 24 0м; R₅
= 36 0м. Ток в цепи I = 20А.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 7

1.      Поясните,
в каких цепях возникает резонанс напряжений и каковы условия резонанса
напряжений. Построить векторную диаграмму при резонансе напряжений.

2.      Дать
определение первого и второго закона Кирхгофа.

3.      Задача

Найти ток
в цепи, если известно, что ЭДС каждого элемента источника

Е= 1,5 В, а
внутренние сопротивления источника R₀= 1 Ом.
Внешнее сопротивление цепи R = 4.8 Ом.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 8

1.      Дать
определение неразветвленной и разветвленной электрической цепи постоянного
тока, описать их свойства.

2.         
Изложите,
как выражаются сопротивления и проводимости в комплексной форме, как
определяются модули и аргументы комплексных сопротивлений и комплексных
проводимостей.

3.      Задача

Определить ток i₁ в
неразветвленной части цепи, представленной на рисунке, если приложенное
напряжение , r = 12 Ом, х_L = 6 Ом, х_с
= 12 Ом.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 9

1.     
Объясните принцип построения
векторной диаграммы при наличии в схеме реактивных и активных сопротивлений для
неразветвленной цепи.

2.      Охарактеризуйте
мощность потребителя в электрической цепи. Объясните, как электрическая энергия
преобразуется в другие виды энергии.

3.      Задача

Определить ток i₁ в
неразветвленной части цепи, представленной на рисунке, если приложенное
напряжение , r = 15 Ом, х_L = 8 Ом, х_с
= 12 Ом.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 10

1.      Дать
определение электрической цепи и ее основных элементов. Сформулируйте закон Ома
для участка цепи. Приведите примеры его применения и поясните их.

2.      Как в цепи
переменного тока добиться резонанса напряжений? Объяснить, в чем опасность
резонанса напряжений.

3.                                                                                                                                               
Задача

Для представленной
электрической схемы определить токи во всех ветвях

 схемы.

Дано: С1=40 мкФ,
С2= 60 мкФ, С3=80 мкФ, С4= 60 мкФ, С5=90 мкФ,

 С6=15 мкФ, U=3000 B.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 11

1.                      
Охарактеризуйте
соединение обмоток генератора и приемника треугольником. Укажите соотношения
между фазными и линейными токами симметричной трехфазной системы. Начертите
схему и векторную диаграмму

2.                 
Закон
Ома для всей цепи. Объяснить зависимость тока от нагрузки.

3.                 
Задача

Определить
токи в ветвях электрической цепи.

Дано: R = 15 Ом, 
L= 20 Гн,  C= 0,5
мкФ,  U= 110 B.

.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 12

1.       Объясните, как используются законы Кирхгофа для расчета цепи
постоянного тока.  Какие показания даст амперметр, если его
подключить в цепь параллельно?

2.      Дать
определение закону Джоуля-Ленца и записать его формулу.

3.                                                                                                                                          
Задача

Трехфазный
потребитель, соединенный треугольником, подключен к сети с симметричной
системой напряжений. Определить токи и мощности  (P,Q,S) фаз
потребителя. Построить векторную диаграмму.

                                                          
Дано:

U_л = 220 B

R_ab = 8 Ом ; Х_ab = 6 Ом;

R_bc = 4 Ом ; X_bc = 5 Ом.

R_ca = 15
Ом ;

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 13

1.      Дать определение понятию электрического поля и его электрических характеристик: потенциала, напряжения, напряженности.

2.      Изменится ли полное сопротивление катушки без стального сердечника при постоянной частоте, если напряжение на зажимах катушки увеличится? 3.      Задача Определить общее сопротивление электрической цепи, напряжение и мощность каждого приемника на рис.1 при R1 = 10Ом, R2 = 25Ом, R3 = 15Ом и R4 = 14Ом. Напряжение источника напряжения U = 16В. Внутренним сопротивлением источника пренебречь. Построить векторную диаграмму.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №
14

1.        
Охарактеризуйте последовательное соединение конденсаторов. Поясните,
как определяются эквивалентная емкость и напряжение на каждом конденсаторе при
последовательном соединении конденсаторов.

2.        
Чем отличается Закон Ома
для цепи с параллельным и последовательным соединением элементов?

3.      Задача

Определить ток i₁ в
неразветвленной части цепи, представленной на рисунке, если приложенное
напряжение , r = 15 Ом,

х_L
= 8 Ом, х_с = 12 Ом.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 15

1.     
Поясните, в каких цепях
возникает резонанс токов и каковы условия резонанса токов. Где применяется
резонанс токов? Чем отличается резонанс токов от резонанса напряжений?

2.      Закон Джоуля –Ленца. Область применения.

3.      Задача

Исходные данные:

U_AB =  U_BC = U_AC = U_Л
= 110 B

Х_с= 10
Ом

Х_L= 3 Ом

R₁ = 4 Ом

R₂ = 5 Ом

Определить : I_АВ, I_ВС,  I_АС

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 16

1.     
Охарактеризуйте цепь
переменного тока с активным сопротивлением. Объясните , как производится
построение графика мгновенных значений тока и напряжения и векторной диаграммы
тока и напряжения для этой цепи.

2.      Как в цепи
переменного тока добиться резонанса напряжений? Объяснить, в чем опасность
резонанса напряжений.

3.      3
конденсатора с ёмкостями С₁= 2 мкФ, С₂= 3 мкФ, С₃=
5 мкФ, соединены параллельно. Напряжение на зажимах батареи U= 220 В.
Определить заряд каждого конденсатора, общую емкость.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 17

1.          
Охарактеризуйте цепь переменного тока с индуктивным
сопротивлением. Объясните , как производится построение графика мгновенных
значений тока и напряжения и векторной диаграммы тока и напряжения для этой
цепи.

2.          
Сколько законов Кирхгофа
существует? Сформулировать законы Кирхгофа.

3.      Задача

Для представленной
электрической схемы определить токи во всех ветвях

 Схемы.

Дано: С1=30 мкФ,
С2= 60 мкФ, С3=100 мкФ, С4= 40 мкФ, С5=90 мкФ,

 С6=10 мкФ, U=1000 B.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 18

1.      Как
следует подключить вольтметр, чтобы измерить фазное и линейное напряжения?
Изобразить схематически.

2.      Дайте определения ЭДС и мощности источника. Как они определяются и
каковы их единицы измерения

3.      Задача

Определить токи в
ветвях электрической цепи.

Дано: R = 15 Ом, L= 20 Гн, C= 0,5 мкФ,
U= 110 B.

 .

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 19

1.      Охарактеризуйте
соединение обмоток генератора и приемника звездой. Укажите соотношения между
фазными и линейными напряжениями симметричной трехфазной системы. Начертите
схему и векторную диаграмму.

2.      Закон Ома
для всей цепи. Объяснить зависимость тока от нагрузки.

3.                                                                                                                                                    
Задача

Для представленной
электрической схемы определить токи во всех ветвях

 Схемы.

Дано: С1=20 мкФ,
С2= 30 мкФ, С3=40 мкФ, С4= 50 мкФ, С5=60 мкФ,

 С6=10мкФ, U=2000 B.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 20

1.      Поясните,
в каких цепях возникает резонанс напряжений и каковы условия резонанса
напряжений. Построить векторную диаграмму при резонансе напряжений.

2.      Дать
определение второго Закона Кирхгофа

3.                                                                                                                                               
Задача

Найти ток в цепи,
если известно, что ЭДС каждого элемента источника

Е= 1,5 В, а
внутренние сопротивления источника R₀= 1 Ом.
Внешнее сопротивление цепи R = 4.8 Ом.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 21

1.                        
Дайте определение электрической емкости проводника. Объясните, как
вычислить емкость конденсатора косвенным методом.

2.                        
Какие методы
определения сопротивления вы знаете? Кратко опишите каждый метод. Единицы
измерения сопротивления.

3.                        
Задача

Исходные данные:

U_AB
=  U_BC = U_AC = U_Л = 110 B

Х_с= 10
Ом

Х_L= 3 Ом

R₁ = 4 Ом

R₂ = 5 Ом

Определить : I_АВ, I_ВС,  I_АС

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 22

1    Опишите особенности
расчета несимметричной трехфазной цепи при соединении источника и приемника
звездой.

2    
Объясните, как определяется коэффициент мощности и что он
характеризует. Поясните технико-экономическое значение коэффициента мощности.

3     Задача

Определите напряжение на зажимах цепи,
токи и мощности на каждом резисторе, включенном в цепь, изображенную на
рисунке. Сопротивления резисторов:

R1 = 48 0м; R2 ⁼ 16 0м; Rз = 8 0м; R₄ = 24 0м; R₅
= 36 0м. Ток в цепи I = 20А.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 23

1    Расскажите о роли
нулевого провода в четырехпроходной трехфазной цепи с несимметричной нагрузкой.

2     Сформулируйте закон
Ленца для электромагнитной индукции. Поясните его применение.

3      Задача

Определить силу тока в цепи, состоящей из
катушки с активным сопротивлением R = 15 Ом и индуктивностью L = 52
мГн и конденсатора емкостью С = 120 мкФ, соединенных последовательно и
включенных в сеть переменного тока с частотой

50 Гц. Напряжение в этой сети 220 В.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 24

1.                  
Поясните,
что называют силой тока, плотностью тока, как устанавливают направление тока.
Расскажите об единицах измерения силы тока и плотности тока в системе СИ.

2.                   
Объясните
построение круговой диаграммы неразветвленной цепи с постоянным реактивным и
переменным активным сопротивлениями.

3.       Задача.

Трехфазный
потребитель, соединенный треугольником, подключен к сети с симметричной
системой напряжений. Определить токи и мощности  (P,Q,S) фаз потребителя. Построить векторную диаграмму.

                                                          
Дано:

U_л = 220 B

R_ab = 8 Ом ; Х_ab = 6 Ом;

R_bc = 4 Ом ; X_bc = 5 Ом.

R_ca = 15
Ом ;

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ
БИЛЕТ № 25

1.  Охарактеризуйте параллельное
соединение конденсаторов. Поясните, как определяются эквивалентная емкость и
заряд на каждом конденсаторе при параллельном соединении конденсаторов.

2. Дать определение электрического сопротивления и проанализировать
зависимость сопротивления проводника от температуры, материалов, размеров.

3. Задача  В домашнюю розетку через удлинитель включены холодильник мощностью 300Вт, стиральная машина мощностью 2,5кВт и СВЧ-печь мощностью 1,5кВт. Определить общий ток в цепи (Рис 2) и ток каждого из потребителей.

---

Подборка по базе: УК ответы.docx, 1-30 вопросы диф зачета.docx, 1-30 вопросы диф зачета.docx, (ПАХФП) общий база 720 (везде ответы А вариант) Ж.Т. Ешова 307 с, Ответы на вопросы. Педагогика.docx, Ответы на вопросы.docx, 1. Неверно, что Наполеон пытался завоевать … _Индию _Египет _Сир, АНГЛИЙСКИЙ ОТВЕТЫ.docx, Тестовые вопросы к разделу 2.docx, ответы на вопросы.doc

---

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А.А. ЕЖЕВСКОГО

Ответы на вопросы к контрольной работе

По дисциплине «Электротехника»

Выполнил: студент 3- го курса

Энергетического факультета

Заочной формы обучения

Специальность №35.03.06

«Агроинженерия» 182512

Тогтохоев Баир Бадмацыренович

Проверил:

Черных Алексей Георгиевич

Иркутск — 2021

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.1 ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ЦЕПЕЙ

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определения понятиям: ток, напряжение, ЭДС, мощность, узел, ветвь, контур.

Ответ: Электри́ческий ток — направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц

Напряжение (напряжение тока) — это физическая величина равная отношению работы электрического поля затраченной на перенос электрического заряда из одной точки в другую (между полюсами) к этому заряду. Напряжение измеряется в Вольтах (В) и обозначается буквой V. Для того чтобы переместить между полюсами заряд в 1 Кл, совершив при этом работу в 1 Дж (Джоуль), необходимо напряжение тока равное 1 В.

Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил (то есть любых сил, кроме электростатических и диссипативных) действующих в квазистационарных

Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии цепях постоянного или переменного тока.

Узел – это участок электрической цепи, содержащий соединения трех или более числа ветвей. В узловой точке происходит разветвление токов. Ветви, которые подключены к одной паре узлов называются параллельными.

Ветвью называют совокупность связанных элементов электрической цепи между двумя узлами. Ветвь по определению содержит элементы, поэтому вертикальные связи ветвями не являются. 

Контур в теории электрических цепей — замкнутый путь, проходящий через несколько ветвей и узлов разветвленной электрической цепи.

2. Сформулируйте основные законы электротехники.

Ответ: с основного закона в электротехнике — закона Ома, открытого в 1826 году немецким физиком Георгом Омом

Сила тока участка электрической цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Закон Джоуля — Ленца

Закон Джоуля — Ленца — это физический закон теплового действия электрического тока. Открыт в 1840 году независимо Джеймсом Джоулем и Эмилием Ленцом.

Закон Джоуля — Ленца гласит:

Количество теплоты, выделяемой в проводнике, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени протекания.

Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме выглядит так:

Мощность тепла, выделяемого в единице объёма среды при протекании электрического тока, пропорциональна произведению плотности электрического тока на величину электрического поля

где

w — мощность выделения тепла в единице объёма;

— плотность электрического тока;

— напряжённость электрического поля;

σ — проводимость среды;

Законы Кирхгофа

Законы Кирхгофа устанавливают соотношения между токами и напряжениями в электрических цепях. Законы Кирхгофа имеют особое значение в электротехнике из-за своей универсальности, так как пригодны для решения любых электротехнических задач.

Первый закон Кирхгофа гласит, что алгебраическая сумма токов в любом узле любой цепи равна нулю .

Или другими словами сумма всех токов, втекающих в узел, равна сумме всех токов, вытекающих из узла.

Рассмотрим первый закон Кирхгофа на примере:

Здесь I2 и I4 — приходящие токи, а I1 и I3 — вытекающие токи

Тогда по правилу Кирхгофа можно записать:

I1 + I2 — I3 +I4 = 0 или I2 + I4 = I1+ I3

Второй закон Кирхгофа гласит, что алгебраическая сумма падений напряжений по любому замкнутому контуру цепи равна алгебраической сумме ЭДС, действующих вдоль этого же контура.

Иными словами, при полном обходе контура потенциал, изменяясь, возвращается к исходному значению. Частным случаем второго правила для цепи, состоящей из одного контура, является закон Ома для этой цепи.

При составлении уравнения напряжений для контура нужно выбрать положительное направление обхода контура. При этом падение напряжения на ветви считают положительным, если направление обхода данной ветви совпадает с ранее выбранным направлением тока ветви, и отрицательным — в противном случае.

Правила Кирхгофа справедливы для линейных и нелинейных цепей при любом характере изменения во времени токов и напряжений.

3. Источники напряжения и тока, их вольт- амперные характеристики.

4. Эквивалентные преобразования в электрических цепях.

5. Принципы классического метода расчета электрических цепей.

6. Сущность метода контурных токов.

Ответ: Сущность метода контурных токов заключается в предположении, что в каждом контуре проходит свой ток (контурный ток). Тогда на общих участках, расположенных на границе двух соседних контуров, будет протекать ток, равный алгебраической сумме токов этих контуров.

7. Основные принципы метода наложений (суперпозиции).

8. Сущность метода эквивалентного генератора.

9. Сущность метода узловых потенциалов (напряжений). 10. Режимы работы цепи постоянного тока.

Номинальный режим- когда к источнику подключается потребитель на который он рассчитан.

Режим холостого хода – работа источника без потребителя.

Режим короткого замыкания – работа без потребителя, контакты источника замыкаются накоротко.

Согласованный режим – сопротивление внешней цепи равно внутреннему сопротивлению и источнику. В этом режиме от источника к потребителю передается максимальная мощность. КПД=50%.Применяется в радиотехнике.

11. Баланс мощностей в цепях постоянного тока и его определение. 12. Определение потенциальной диаграммы и правила ее построения.

1.1.3 Электромагнетизм и электромагнитная индукция

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение магнитного поля. Магнитная индукция. Магнитный поток.

Ответ: Магнитное поле — силовое поле, которое воздействует на движущиеся электрически заряженные тела, а также на тела, обладающие магнитным моментом, вне зависимости от состояния их движения. Является магнитной составляющей электромагнитного поля (одного из фундаментальных силовых полей).

Магнитная индукция — векторная физическая величина, характеризующая магнитное поле. Вектор магнитной индукции всегда направлен по касательной к магнитной линии Расчетная формула: где F- сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током ( H ); I — сила тока в проводнике ( A ); l — длина проводника ( м ). Единица измерения индукции магнитного поля в СИ: [ B ] = 1Тл ( тесла).

МАГНИТНЫЙ ПОТОК Контур, помещенный в однородное магнитное поле, пронизывается магнитным потоком ( потоком векторов магнитной индукции). Ф — магнитный поток, пронизывающий адь контура, зависит от величины вектора магнитной индукции, площади контура и его ориентации относительно линий индукции магнитного поля. Если вектор магнитной индукции перпендикулярен площади контура, то магнитный поток максимальный. Если вектор магнитной индукции параллелен площади контура, то магнитный поток равен нулю.

2. В чем заключается принцип непрерывности магнитного потока?

3. Сформулируйте закон электромагнитной индукции.

Ответ: Для любого контура индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) равна скорости изменения магнитного потока, проходящего через этот контур, взятой со знаком минус.[1] или другими словами:

Генерируемая ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока.

4. Дайте определение электродвижущих сил самоиндукции и взаимной индукции.

Ответ: Самоиндукция — это явление возникновения ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении протекающего через контур тока.

Взаимной индукцией называется возбуждение тока в контуре при изменении тока в другом контуре

5. Поясните принцип электромагнитной инерции. Правило Ленца.

6. В чем заключается отличие в терминах: «электродвижущая сила», «электрическое напряжение», «разность электрических потенциалов»? 7. Каким соотношением устанавливается связь магнитного поля с электрическим током?

8. Что такое намагниченность вещества? Напряженность магнитного поля. Закон полного тока.

9. Ферромагнитные вещества. Магнитные свойства вещества.

10. Что такое магнитная цепь и каковы назначение и области применения магнитных цепей?

11. Сформулируйте закон полного тока для магнитной цепи.

12. По каким признакам классифицируют магнитные цепи?

13. Поясните применение закона полного тока для расчета магнитных цепей.

14. Сформулируйте закон Ома для магнитной цепи.

15. Какая задача является прямой, а какая обратной при расчете неразветвленных магнитных цепей?

16. Какова методика расчета симметричных разветвленных магнитных цепей?

17. Чем объяснить влияние индуктивной катушки со стальным магнитопроводом , питаемой синусоидальным напряжением, на форму кривой тока?

18. Поясните схему замещения реальной катушки индуктивности со стальным магнитопроводом.

19. Что выражает кривая намагничивания и как ею пользоваться при расчетах магнитных цепей?

1.1.4 Линейные электрические цепи однофазного синусоидального тока

Вопросы для самопроверки

1. Приведите основные способы представления синусоидальных электрических величин.

Любая, синусоидально изменяющаяся, электрическая величина (ток, напряжение, ЭДС) может быть представлена в аналитическом, графическом и комплексном видах.

2. Опишите электрические процессы, происходящие в цепи переменного тока с идеализированным резистивным элементом.

Ответ: Происходит процесс зарядки конденсатора p=ui>0, источник питания совершает положительную работу, энергия запасается в электрическом поле. При уменьшении абсолютного значения приложенного напряжения ток имеет направление, противоположное направлению напряжения, происходит разрядка конденсатора P<0, энергия возвращается источнику питания

3. Опишите электрические процессы, происходящие в цепи переменного тока с идеализированным индуктивным элементом.

Ответ: При прохождении тока через индуктивный элемент магнитные силовые линии пересекают его витки. Для характеристики всего магнитного поля индуктивного элемента вводится понятие потокосцепления.

4. Опишите электрические процессы, происходящие в цепи переменного тока с идеализированным емкостным элементом.

5. Опишите электрические процессы, происходящие в цепи с последовательно включенными R- и L- элементами.

6. Опишите электрические процессы, происходящие в цепи с последовательно включенными R- и C- элементами. 26

7. Опишите электрические и энергетические процессы, происходящие в цепи с последовательно включенными R- , L- и C- элементами.

8. Что представляет собой резонанс напряжений, и какие условия необходимы для его возникновения?

9. Каким образом активное сопротивление цепи влияет на величину резонансного напряжения на индуктивности и емкости?

10. Сформулируйте понятие добротности контура.

11. Дайте понятия активной, реактивной и полной мощности в цепи переменного тока.

12. Что представляет собой резонанс токов, и какие условия необходимы для его возникновения?

13. Дайте определение коэффициента мощности и назовите основные факторы, оказывающие влияние на его величину.

14. Покажите на произвольном примере правила построения векторных диаграмм тока и напряжений для последовательной R- , L- , C- цепочки.

15. Покажите на произвольном примере правила построения векторных диаграмм токов и напряжения для параллельной R- , L- , C- цепочки. 16. Изображение синусоидальных э.д.с., напряжений и токов комплексными числами.

17. Поясните сущность комплексного метода расчета электрических цепей переменного синусоидального тока.

18. Сформулируйте законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме.

19. Уравнение баланса мощностей в комплексной форме. Определение мощности по комплексам электродвижущей силы (напряжения) и тока.

1.1.5 Элементы нелинейные электрических цепей,

их характеристики и параметры

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение линейной и нелинейной электрических цепей. Линейной электрической цепью называют такую цепь, все компоненты которой линейны.

Ответ: К линейным компонентам относятся зависимые и независимые идеализированные источники токов и напряжений, резисторы(подчиняющиеся закону Ома), и любые другие компоненты, описываемые линейными дифференциальными уравнениями, наиболее известны электрические конденсаторы и катушки индуктивности. Если цепь содержит отличные от перечисленных компоненты, то она называется нелинейной.

2. Каким образом, возможно приблизить к линейному виду вольт- амперную характеристику нелинейного элемента?

3. Поясните метод кусочно-линейной аппроксимации нелинейной характеристики элемента.

4. Сформулируйте метод эквивалентных преобразований для анализа и расчета нелинейной электрической цепи.

5. Сформулируйте метод пересечения характеристик для анализа и расчета нелинейной электрической цепи.

Ответ: В методе пересечения характеристик реализуется графическое решение нелинейного уравнения, определяющего электрическое состояние цепи и записанного на основании второго закона Кирхгофа для напряжения UK:

UK (IK )= EK –RK IK (9)

6. Нарисуйте схему для снятия вольт- амперных характеристик нелинейных элементов.

7. Поясните особенности инерционных и безынерционных нелинейных элементов.

Ответ: Их нелинейность не проявляется при достаточно быстрых изменениях тока и напряжения, и их зависимости для мгновенных значений i(u) линейны. Она проявляется при изменении амплитуд или действующих величин периодических тока и напряжения — их вольтамперная характеристика I(U), связывающая действующие значения, представляет собой нелинейную зависимость.

У безынерционных нелинейных элементов нелинейность проявляется и в отношении мгновенных значений тока и напряжения. Поэтому при подаче на элемент, например, синусоидального напряжения, ток в нем будет иметь форму, отличную от синусоиды. К таким элементам относятся электронные приборы: диоды и транзисторы.

8. Будет ли оказывать влияние величина внутреннего сопротивления источника ЭДС на положение рабочей точки нелинейного элемента, если он включен последовательно с источником?

9. Объясните, каким образом будет определяться результирующая вольт- амперная характеристика электрической цепи, состоящей из двух параллельно и одного последовательно включенных нелинейных элементов.

10. Если в схеме, с параллельным соединением нелинейного элемента и источника ЭДС, заменить последний на источник тока, а в качестве нелинейного элемента использовать терморезистор, то будет ли меняться от температуры ток в ветви произвольного резистора, подключенного к такой цепи параллельно.

1.1.6 Переходные процессы в линейных цепях постоянного тока

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение установившегося и переходного процессов в электрической цепи.

Ответ: Установившимся процессом электрической цепи называется процесс, создаваемый источниками ЭДС и тока постоянными или изменяющимися во времени по периодическому закону, который продолжается в течение любого заданного времени.

Переходным процессом в электрической цепи называется процесс изменения во времени токов в ветвях и напряжений на элементах цепи, вызванный коммутацией.

2. Дайте определение постоянной времени электрической цепи. Величина, характеризующая электрическую цепь, в которой преходящий электрический ток является экспоненциальной функцией времени, равная интервалу времени, в течение которого преходящий электрический ток в этой цепи убывает в е раз

3. Поясните, в течение какого промежутка времени переходный процесс в электрической цепи считается практически завершенным.

4. Определите постоянную времени электрической цепи по произвольным экспериментальным зависимостям тока и напряжения переходного процесса.

5. Укажите, от каких параметров зависит постоянная времени неразветвленных R-C- и R-L- цепей.

6. Как определить емкость конденсатора или сопротивление резистора, на который разряжается конденсатор, по кривой его разрядки на экране осциллографа?

7. Напишите выражение для переходного напряжения на конденсаторе при включении R-C- цепи под постоянное напряжение. 8. Напишите выражение для переходного тока на конденсаторе при включении R-C- цепи под постоянное напряжение.

9. Назовите устройства, использующие явления, возникающие при переходных процессах в электрических цепях.

10. Дайте определение законов коммутации.

Ответ: Переходные процессы вызываются коммутацией в цепи. Коммутация– это замыкание или размыкание коммутирующих приборов. В результате таких внезапных изменений параметров в электрической цепи происходит переход из энергетического состояния, соответствующего докоммутационному режиму, к энергетическому состоянию, соответствующему послекоммутационному режиму.

При анализе переходных процессов пользуются двумя законами (правилами) коммутации.

Первый закон коммутации: в любой ветви с катушкой ток и магнитный поток в момент коммутации сохраняют те значения, которые они имели непосредственно перед коммутацией, и дальше начинают изменяться с этих значений.Иначе: ток через катушку не может измениться скачком. Второй закон коммутации: в любой ветви напряжение и заряд на конденсаторе сохраняют в момент коммутации те значения, которые они имели непосредственно перед коммутацией, и в дальнейшем изменяются, начиная с этих значений.

Иначе: напряжение на конденсаторе не может измениться скачком

1.1.7 Трехфазные цепи

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение трехфазной системы синусоидального тока.

Ответ: Трехфазная цепь является совокупностью трех электрических цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые относительно друг друга по фазе на 120o, создаваемые общим источником. Участок трехфазной системы, по которому протекает одинаковый ток, называется фазой.

2. Укажите способы соединения потребителей в трехфазной системе. Фазы источника обычно соединены «звездой», фазы потребителей соединяются либо «звездой», либо «треугольником».

3. Объясните назначение нейтрального провода и поясните, почему в этот провод не включаются разъединители и предохранители.

4. Каково соотношение между фазными и линейными напряжениями и токами при соединении потребителей электроэнергии звездой и треугольником?

5. Укажите условия симметрии трехфазного потребителя электроэнергии. 6. Как изменятся напряжения и токи потребителя электроэнергии в четырехпроводной трехфазной симметричной системе при отключении нейтрального провода?

7. Чем может быть вызвано смещение нейтрали в нагрузке, подключенной по четырехпроводной схеме?

8. Изобразите схемы соединения обмоток трехфазного генератора звездой и треугольником и поясните их работу.

9. Запишите расчетные соотношения для полной, активной и реактивной мощностей в симметричной и несимметричной трехфазных цепях.

10. В чем основное преимущество трехфазной электрической цепи перед однофазной?

Ответ: трехфазное подключение имеет много преимуществ перед однофазным. Это и большая передаваемая мощность при том же сечении проводов, и более мощные, надежные и компактные электрические потребители, и более равномерная загрузка сетей

11. Какое из соединений фазных обмоток электрического генератора

(треугольником или звездой) является предпочтительным? 41

12. В каких случаях наличие четвертого провода в трехфазной электрической системе дает существенные преимущества?

13. Какая из электрических систем (однофазная или трехфазная) является более эффективной?

14. Изобразите векторные диаграммы напряжений и токов для симметричной нагрузки при включении ее по схеме звезды и треугольника.

1.1.8 Линейные цепи с периодическими несинусоидальными напряжениями и токами

Вопросы для самопроверки

1. Назовите причины возникновения несинусоидальных токов.

Ответ: Причинами возникновения в электрических цепях несинусоидальных периодических токов являются. 1.Несовершенство (неидеальность) источников синусоидальных напряжений и токов. 2. Наличие в ветвях эл.

цепей генераторов напряжений и токов специальной формы ( прямоугольной, пилообразной, трапециедальной и т.п.)

2. В чем заключается методика расчета линейных цепей при периодических несинусоидальных токах?

3. Напишите формулы разложения периодической функции в ряд Фурье. 44