Вопросы и ответы к зачету по «Электротехнике»

1. Характеристика электрических цепей постоянного тока. Закон Ома для цепей постоянного тока.

 Характеристика электрических цепей постоянного тока являются – электрический ток и напряжение

электрический ток – это явление упорядоченного движения заряженных частиц в проводнике под действием электрического поля (принято считать – от «+» к «-»).

Напряжение – энергия, затраченная на перемещение единицы положительного заряда на каком-либо участке замкнутой цепи, характеризует напряжение или падение напряжения на этом участке.

2. Характеристика единиц измерения:

А) I – электрический ток измеряется в Амперах , U – напряжение (Вольт) , R – сопротивление (Ом) , G – проводимость  (величина, обратная сопротивлению [Сименс] ).

Б) P – мощность  (Ватт), Q – заряд  (Кулон), S – площадь сечения провода (мм²), L – индуктивность (Генри), C – электроемкость  (Фарад)

 3. На примере РГР дать характеристику 1-го закона Кирхгофа.  - алгебраическая сумма токов в ветвях, соединенных в один узел, равна нулю.

 4. На примере РГР дать характеристику 2-го закона Кирхгофа.  - алгебраическая сумма ЭДС в замкнутом контуре электрической цепи равна алгебраической сумме падений напряжений на всех участках этой цепи.

 5. На примере РГР объяснить метод контурных токов. расчёта электрических цепей, при котором за неизвестные принимаются токи в контурах, образованных некоторым условным делением электрической цепи.

 6. На примере РГР объяснить метод узловых напряжений. Метод, при котором за неизвестную величину принимается потенциалов узловых схем. Составляется в соответствии с первым законом Кирхгофа.

 7. На примере РГР пояснить электрический баланс в электрической цепи.

 8. Характеристика параметров переменного электрического тока.

    f – частота число периодов в единицу времени , T – период (время полного цикла), ω – угловая частота (рад/сек) , φ разность потенциалов (Вольт), значения величин по оси координат.

 9. Зависимость значений:   і, İ, Iср, Im  - комплекс тока,  - комплекс тока связанный с мгновенным током.

          u, Ů, Ucp, Um,  - комплекс напряжения,  - комплекс напряжения связанный с мгновенным током.

                                        e, Ė, Eср, Em  - комплекс ЭДС,  - комплекс ЭДС связанный с мгновенным током.

  10. Первый закон Кирхгофа для цепей переменного тока, с пояснением. Алгебраическая сумма комплексных значений токов всех ветвей сходящихся в каком-либо узле электрической цепи синусоидального тока, равна нулю. , где n – число ветвей, сходящихся в узле.

 11. Характеристика 2-го закона Кирхгофа для цепей переменного тока, с пояснением зависимости. Алгебраическая сумма комплексных значений напряжений на всех пассивных элементах какого-либо контура электрической цепи синусоидального тока равна алгебраической сумме комплексных значений всех ЭДС этого контура.

 12. Полный закон Ома для цепей переменного тока.

 13. Характеристика схем соединения элементов в электрических цепях.

 14. Активные и реактивные сопротивления в электрических цепях переменного тока.

 - активное сопротивление,  - реактивное сопротивление. В активном сопротивлении происходят необратимые преобразование электрической энергии в другие виды энергии, а в реактивном сопротивлении не происходит.

Соотношение сдвигов фаз между током и напряжением при включении различных элементов в

электрической цепи.

Построение векторных диаграмм сдвига фаз Un

 А) Условное обозначение индуктивности

Катушка с проводом кроме свойства создавать магнитное поле обладает активным сопротивлением R.

Условное обозначение реальной индуктивности.

Условным обозначением емкости является символ

В) Для варианта X_L > X_C угол φ > 0, U_L > U_C. Ток отстает от напряжения на угол φ. Цепь имеет активно-индуктивный характер.

Для варианта X_L < X_C угол φ < 0, U_L < U_C. Ток опережает напряжение на угол φ. Цепь имеет активно-емкостный характер. Векторная диаграмма напряжений имеет вид (рис. 2.17).

Для варианта X_L = X_C угол φ = 0, U_L = U_C. Ток совпадает с напряжением. Цепь имеет активный характер. Полное сопротивление z=R наименьшее из всех возможных значений X_L и X_C. Векторная диаграмма напряжений имеет вид (рис. 2.18).

Этот режим называется резонанс напряжений (U_L = U_C). Напряжения на элементах U_L и U_C могут значительно превышать входное напряжение.

15. Способы определения угла сдвига фаз по правилу прямоугольного треугольника:

Sin(a), Cos(a), Tg(a).

 16. Пояснить явление резонанса напряжений в электрической цепи. Резонанс напряжений возможен в неразветвленной цепи с индуктивным L, емкостным C и резистивным r элементами – т.е. – в последовательном колебательном контуре. Возникает при подключении колебательного контура к источнику энергии. При последовательном соединении колебательного контура с источником энергии – резонанс напряжений, а при параллельном соединении – резонанс токов.

 17. Резонанс токов – возникает при параллельном соединении колебательного контура с источником энергии.

 18. Дать характеристику трёхфазных электрических цепей. Способы соединения фаз обмоток

генератора в трехфазных цепях.

Объединение в одну цепь нескольких подобных по структуре цепей синусоидального тока одной частоты с независимыми источниками энергии широко приме6няется в технике. Объединяемые цепи синусоидального тока принято называть фазами, а всю объединенную систему цепей – многофазной системой. Источником энергии в трехфазной системе служит трехфазный генератор.

 19. На примере РГР построить векторные диаграммы для токов и напряжений для трёхфазных цепей.

 20. Дать характеристику трехпроводных и четырёхпроводных линий передачи  электрической

энергии. Достоинства и недостатки.

В настоящее время в основном используется трехфазная система передачи энергии – очень важным преимуществом является также исключительная простота и дешевизна трехфазных асинхронных двигателей.

 21. Понятие о работе 3-х фазных электрических цепей при симметричной и несимметричной

нагрузке по фазам.

 Приемник с одинаковыми сопротивлениями всех трех фаз называется симметричным. У симметричной трехфазной системы действующее значения фазных напряжений одинаковы. Трехфазный двигатель представляет собой симметричный приемник. 

Один из наиболее часто встречающихся случаев несимметричного режима трехфазной цепи получается при соединении фаз несимметричного приемника по схеме звезда без нейтрального провода или с нейтральным проводом, комплексное сопротивление которого необходимо учитывать при расчете. 

22. Особенности измерения активной мощности в 3-х фазных цепях.

Активная мощность трехфазной системы называется сумма активных мощностей всех фаз источника энергии, равная сумме активных мощностей всех фаз приемника. , где  - угол сдвига фаз между фазными напряжением и током.

 23. Особенности измерения реактивной мощности в 3-х фазных цепях.

Реактивная мощность трехфазной системы называется сумма реактивных мощностей всех фаз источника энергии, равная сумме реактивных мощностей всех фаз приемника. .

 24. Особенности измерения полной мощности в 3-х фазных цепях.

Сумма комплексных мощностей всех фаз источника энергии, равная сумме комплексных мощностей всех фаз приемника.

 25. Определения соотношения сдвига фаз. Применение правила прямоугольного треугольника.