Нелинейные электрические цепи постоянного тока

Основные определения

Все электрические цепи являются нелинейными. Они могут считаться линейными в ограниченных диапазонах значений токов и напряжений. Например, при чрезмерно больших токах происходит значительный нагрев материала проводников, сопровождающийся резкими изменениями их сопротивлений.
В линейной электрической цепи сопротивления ее элементов не зависят от величины или направления тока или напряжения. Вольтамперные характеристики линейных элементов (зависимость напряжения на элементе от тока) являются прямыми линиями (рис. 5.1).

Электрическое сопротивление линейного элемента пропорционально тангенсу угла наклона его вольтамперной характеристики к оси тока.

Рис. 5.1 где mU и mI - масштабы напряжения и тока.

В нелинейной электрической цепи сопротивления ее элементов зависят от величины или направления тока или напряжения.
Нелинейные элементы имеют криволинейные вольтамперные характеристики, симметричные или несимметричные относительно осей координат.
Сопротивления нелинейных элементов с симметричной характеристикой не зависят от направления тока.
Сопротивления нелинейных элементов с несимметричной характеристикой зависят от направления тока. Например, электролампы, термисторы имеют симметричные вольтамперные характеристики (рис. 5.2), а полупроводниковые диоды - несимметричные характеристики (рис. 5.3).

Рис. 5.2 Рис. 5.3

Статическим или интегральным сопротивлением нелинейного элемента называется отношение напряжения на элементе к величине тока. Это сопротивление пропорционально тангенсу угла наклона ? a между осью тока и прямой, проведенной из начала координат в точку а характеристики.

Рис. 5.4 Рис. 5.5

Дифференциальное или динамическое сопротивление нелинейного элемента - это величина, равная отношению бесконечно малого приращения напряжения на нелинейном сопротивлении к соответствующему приращению тока.

Это сопротивление пропорционально тангенсу угла наклона ? между осью тока и касательной к точке a характеристики.

При переходе от одной точки вольтамперной характеристики к соседней статическое и динамическое сопротивления нелинейного элемента меняются.
Статическое и динамическое сопротивления линейного элемента одинаковы и не зависят от тока или напряжения.

5.2. Графический метод расчета нелинейных цепей
постоянного тока

Известные аналитические методы непригодны для расчета нелинейных электрических цепей, так как сопротивления нелинейных элементов зависят от направления и значения тока или напряжения. Применяются графоаналитические методы, основанные на применении законов Кирхгофа и использовании заданных вольтамперных характеристик (ВАХ) этих элементов. Рассмотрим электрическую цепь, состоящую из двух последовательно соединенных нелинейных сопротивлений н.с.1 и н.с.2 (рис. 5.6). ВАХ 1 и ВАХ 2 приведены на рис. 5.7.

Рис. 5.6 Рис. 5.7

К цепи подведено напряжение U, и оно равно сумме падений напряжений на н.с.1 и н.с.2:

(5.1)

По всей цепи протекает один и тот же ток I, так как н.с.1 и н.с.2 соединены между собой последовательно. Для определения тока в электрической цепи нужно построить результирующую ВАХ цепи. Для построения этой характеристики следует суммировать абсциссы кривых 1 и 2 (аг = аб + ав), соответствующие одним и те же значениям тока. Далее, задаваясь произвольным значением тока (например, больше I' и меньше I' ) можно построить ВАХ всей цепи (рис. 5.7, кривая 3). Затем, пользуясь этой ВАХ, можно найти искомый ток всей цепи и искомые напряжения на н.с.1 и н.с.2. Для этого отложим на оси абсцисс отрезок (mu - масштаб напряжения источника питания) и проведем из точки p прямую, перпендикулярную оси абсцисс до пересечения с кривой 3. Получим отрезок np = ko. Ток (mI - масштаб тока всей цепи). Для найденного тока по ВАХ 1 и ВАХ 2 находим напряжения U1 и U2. ; .

При параллельном соединении двух нелинейных элементов (рис. 5.8) ток в неразветвленной части электрической цепи равен сумме токов в параллельных определенных ветвях. Поэтому при построении результирующей ВАХ всей цепи следует суммировать ординаты графиков 1 и 2 (рис. 5.9), соответствующие одним и те же значениям напряжения, так как к этим нелинейным элементам приложено одно и то же напряжение, равное напряжению внешней сети, т.е. источника питания. Например, для произвольного значения напряжения находим ординату аг точки для результирующей кривой 3.
(аг = ав + аб)

Рис. 5.8 Рис. 5.9

Далее задаваясь произвольным значением напряжения больше и меньше U', можно построить ВАХ всей цепи (кривая 3). Затем, пользуясь ВАХ, можно при любом значении приложенного напряжения U (отрезок ор) найти величину общего тока I (pn = oк). Это напряжение также определяет значения токов I1 и I2 в отдельных ветвях с учетом масштаба тока mI.

В случае смешанного (рис. 5.10) соединения расчет цепи производят в следующем порядке: сначала заменяют два параллельно соединенных нелинейных элемента одним эквивалентным; схема со смешанным соединением приводится к рассмотренной ранее схеме последовательного соединения двух нелинейных элементов.
Рис. 5.10

6. Электрические цепи однофазного переменного тока

6.1. Основные определения

Переменным называется электрический ток, величина и направление которого изменяются во времени.
Область применения переменного тока намного шире, чем постоянного. Это объясняется тем, что напряжение переменного тока можно легко понижать или повышать с помощью трансформатора, практически в любых пределах. Переменный ток легче транспортировать на большие расстояния. Но физические процессы, происходящие в цепях переменного тока, сложнее, чем в цепях постоянного тока из-за наличия переменных магнитных и электрических полей.
Значение переменного тока в рассматриваемый момент времени называют мгновенным значением и обозначают строчной буквой i.
Мгновенный ток называется периодическим, если значения его повторяются через одинаковые промежутки времени

Наименьший промежуток времени, через который значения переменного тока повторяются, называется периодом.
Период T измеряется в секундах. Периодические токи, изменяющиеся по синусоидальному закону, называются синусоидальными.
Мгновенное значение синусоидального тока определяется по формуле

где I_m - максимальное, или амплитудное, значение тока.
Аргумент синусоидальной функции называют фазой; величину φ, равную фазе в момент времени t = 0, называют начальной фазой. Фаза измеряется в радианах или градусах. Величину, обратную периоду, называют частотой. Частота f измеряется в герцах.

В Западном полушарии и в Японии используется переменный ток частотой 60 Гц, в Восточном полушарии - частотой 50 Гц.
Величину называют круговой, или угловой, частотой. Угловая частота измеряется в рад/c.
Если у синусоидальных токов начальные фазы при одинаковых частотах одинаковы, говорят, что эти токи совпадают по фазе. Если неодинаковы по фазе, говорят, что токи сдвинуты по фазе. Сдвиг фаз двух синусоидальных токов измеряется разностью начальных фаз

С помощью осциллографа можно измерить амплитудное значение синусоидального тока или напряжения.
Амперметры и вольтметры электромагнитной системы измеряют действующие значения переменного тока и напряжения.
Действующим значением переменного тока называется среднеквадратичное значение тока за период. Действующее значение тока (для синусоиды )

Аналогично определяются действующие значения ЭДС и напряжений

Действующие значения переменного тока, напряжения, ЭДС меньше максимальных в √2 раз.
Законы Ома и Кирхгофа справедливы для мгновенных значений токов и напряжений.
Закон Ома для мгновенных значений:

. (6.1)

Законы Кирхгофа для мгновенных значений:

. (6.2)

. (6.3)

6.2. Изображения синусоидальных функций времени
в векторной форме

При расчете электрических цепей часто приходится складывать или вычитать величины токов или напряжений, являющиеся синусоидальными функциями времени. Графические построения или тригонометрические преобразования в этом случае могут оказаться слишком громоздкими.
Задача упрощается, если представить наши синусоидальные функции в векторной форме. Имеем синусоидальную функцию . Известно, что проекция отрезка, вращающегося вокруг оси с постоянной угловой скоростью, на любую линию, проведенную в плоскости вращения, изменяется по синусоидальному закону.

Пусть отрезок прямой длиной I_m начинает вращаться вокруг оси 0 из положения, когда он образует с горизонтальной осью угол φ, и вращается против часовой стрелки с постоянной угловой скоростью ω. Проекция отрезка на вертикальную ось в начальный момент времени . Когда отрезок повернется на угол α₁, проекция его . Откладывая углы α₁, α₂, ... на горизонтальной оси, а проекции отрезка прямой - на вертикальной оси, получим ряд точек синусоиды (рис. 6.1).

Пусть даны два синусоидальных тока: и

Нужно сложить эти токи и получить результирующий ток:

Рис. 6.1

Представим синусоидальные токи i₁ и i₂ в виде двух радиус - векторов, длина которых равна в соответствующем масштабе I_1m и I_2m. Эти векторы расположены в начальный момент времени под углами φ₁ и φ₂ относительно горизонтальной оси. Сложим геометрически отрезки I_1m и I_2m. Получим отрезок, длина которого равна амплитудному значению результирующего тока I_3m. Отрезок расположен под углом φ₃ относительно горизонтальной оси. Все три отрезка вращаются вокруг оси 0 с постоянной угловой скоростью ω. Проекции отрезков на вертикальную ось изменяются по синусоидальному закону. Будучи остановленными для рассмотрения, данные отрезки образуют векторную диаграмму (рис. 6.2).
Векторная диаграмма - это совокупность векторов, изображающих синусоидальные напряжения, токи и ЭДС одинаковой частоты.

Необходимо отметить, что напряжение, ток и ЭДС - это скалярные, а не векторные величины.
Мы представляем их на векторной диаграмме в виде не пространственных, а временных радиус - векторов, вращающихся с одинаковой угловой скоростью.
Изображать на векторной диаграмме два вектора, вращающихся с различной угловой скоростью, бессмысленно.

Рис. 6.2
Положительным считается направление вращения векторов против часовой стрелки.
Векторные диаграммы используются для качественного анализа электрических цепей, а также при решении некоторых электротехнических задач.

6.3. Изображение синусоидальных функций времени
в комплексной форме

При расчетах цепей синусоидального тока используют символический метод расчета или метод комплексных амплитуд. В этом методе сложение двух синусоидальных токов заменяют сложением двух комплексных чисел, соответствующих этим токам.
Из курса математики известно, что комплексное число может быть записано в показательной или алгебраической форме:

где с - модуль комплексного числа;
φ- аргумент;
a - вещественная часть комплексного числа;
b - мнимая часть;
j - мнимая единица, j = √-1.

С помощью формулы Эйлера можно перейти от показательной формы записи к алгебраической.

От алгебраической формы записи переходят к показательной форме с помощью формул:

Комплексное число может быть представлено в виде радиус - вектора в комплексной плоскости. Вектор длиной, равной модулю c, расположен в начальный момент времени под углом φ относительно вещественной оси (рис.6.3).

Умножим комплексное число на множитель .
Радиус - вектор на комплексной плоскости повернется на угол β.
Множитель называется поворотным.

Рис.6.3

Если , то вектор, умноженный на , превратится во вращающийся со скоростью ω радиус - вектор.
Выражение называется комплексной функцией времени.
Применительно к напряжению, получим - комплексную функцию времени для напряжения.
- комплексная амплитуда напряжения (исходное положение вектора в комплексной плоскости). Определим, чему равна мнимая часть комплексной функции времени для напряжения.

Мгновенное синусоидальное напряжение (ток, ЭДС) является мнимой частью соответствующей комплексной функции времени.

Замечание. В электротехнике над символами, изображающими комплексные напряжения, токи, ЭДС, принято ставить точку.
Синусоидальные функции времени могут быть представлены векторами в комплексной плоскости, вращающимися против часовой стрелки с постоянной угловой скоростью ω. Проекция вектора на мнимую ось изменяется по синусоидальному закону.

Пример.

Сложение синусоидальных токов заменим сложением комплексных амплитуд, соответствующих этим токам.

Амплитуда результирующего тока , начальная фаза - .

Мгновенное значение результирующего тока

Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме:

- закон Ома; (6.4)

- первый закон Кирхгофа; (6.5)

- второй закон Кирхгофа. (6.6)

7. Трехфазные цепи

7.1. Основные определения

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

Трехфазная цепь состоит из трехфазного генератора, соединительных проводов и приемников или нагрузки, которые могут быть однофазными или трехфазными.

Трехфазный генератор представляет собой синхронную машину. На статоре генератора размещена обмотка, состоящая из трех частей или фаз, пространственно смещенных относительно друг друга на 120^o. В фазах генератора индуктируется симметричная трехфазная система ЭДС, в которой электродвижущие силы одинаковы по амплитуде и различаются по фазе на 120^o. Запишем мгновенные значения и комплексы действующих значений ЭДС.

Сумма электродвижущих сил симметричной трехфазной системы в любой момент времени равна нулю.

Соответственно

На схемах трехфазных цепей начала фаз обозначают первыми буквами латинского алфавита ( А, В, С ), а концы - последними буквами ( X, Y, Z ). Направления ЭДС указывают от конца фазы обмотки генератора к ее началу.
Каждая фаза нагрузки соединяется с фазой генератора двумя проводами: прямым и обратным. Получается несвязанная трехфазная система, в которой имеется шесть соединительных проводов. Чтобы уменьшить количество соединительных проводов, используют трехфазные цепи, соединенные звездой или треугольником.

7.2. Соединение в звезду. Схема, определения

Если концы всех фаз генератора соединить в общий узел, а начала фаз соединить с нагрузкой, образующей трехлучевую звезду сопротивлений, получится трехфазная цепь, соединенная звездой. При этом три обратных провода сливаются в один, называемый нулевым или нейтральным. Трехфазная цепь, соединенная звездой, изображена на рис. 7. 1.

Рис. 7.1

Провода, идущие от источника к нагрузке называют линейными проводами, провод, соединяющий нейтральные точки источника N_и приемника N' называют нейтральным (нулевым) проводом.
Напряжения между началами фаз или между линейными проводами называют линейными напряжениями. Напряжения между началом и концом фазы или между линейным и нейтральным проводами называются фазными напряжениями.
Токи в фазах приемника или источника называют фазными токами, токи в линейных проводах - линейными токами. Так как линейные провода соединены последовательно с фазами источника и приемника, линейные токи при соединении звездой являются одновременно фазными токами.

I_л = I_ф.

Z_N - сопротивление нейтрального провода.

Линейные напряжения равны геометрическим разностям соответствующих фазных напряжений

(7.1)

На рис. 7.2 изображена векторная диаграмма фазных и линейных напряжений симметричного источника.

Рис. 7.2

Из векторной диаграммы видно, что

При симметричной системе ЭДС источника линейное напряжение больше фазного
в √3 раз.

U_л = √3 U_ф

7.3. Соединение в треугольник. Схема, определения

Если конец каждой фазы обмотки генератора соединить с началом следующей фазы, образуется соединение в треугольник. К точкам соединений обмоток подключают три линейных провода, ведущие к нагрузке.
На рис. 7.3 изображена трехфазная цепь, соединенная треугольником. Как видно
из рис. 7.3, в трехфазной цепи, соединенной треугольником, фазные и линейные напряжения одинаковы.

U_л = U_ф

I_A, I_B, I_C - линейные токи;

I_ab, I_bc, I_ca- фазные токи.

Линейные и фазные токи нагрузки связаны между собой первым законом Кирхгофа для узлов а, b, с.

Рис. 7.3

Линейный ток равен геометрической разности соответствующих фазных токов.
На рис. 7.4 изображена векторная диаграмма трехфазной цепи, соединенной треугольником при симметричной нагрузке. Нагрузка является симметричной, если сопротивления фаз одинаковы. Векторы фазных токов совпадают по направлению с векторами соответствующих фазных напряжений, так как нагрузка состоит из активных сопротивлений.

Рис. 7.4

Из векторной диаграммы видно, что

I_л = √3 I_ф при симметричной нагрузке.

Трехфазные цепи, соединенные звездой, получили большее распространение, чем трехфазные цепи, соединенные треугольником. Это объясняется тем, что, во-первых, в цепи, соединенной звездой, можно получить два напряжения: линейное и фазное. Во-вторых, если фазы обмотки электрической машины, соединенной треугольником, находятся в неодинаковых условиях, в обмотке появляются дополнительные токи, нагружающие ее. Такие токи отсутствуют в фазах электрической машины, соединенных по схеме "звезда". Поэтому на практике избегают соединять обмотки трехфазных электрических машин в треугольник.

7.4. Расчет трехфазной цепи, соединенной звездой

Трехфазную цепь, соединенную звездой, удобнее всего рассчитать методом двух узлов.
На рис. 7.5 изображена трехфазная цепь при соединении звездой. В общем случае сопротивления фаз нагрузки неодинаковы (Z_A ≠ Z_B ≠ Z_C )

Нейтральный провод имеет конечное сопротивление Z_N .
В схеме между нейтральными точками источника и нагрузки возникает узловое напряжение или напряжение смещения нейтрали.
Это напряжение определяется по формуле (7.2).

Рис.7.5

(7.2)

Фазные токи определяются по формулам (в соответствии с законом Ома для активной ветви):

(7.3)

Ток в нейтральном проводе

(7.4)

Частные случаи.

1. Симметричная нагрузка. Сопротивления фаз нагрузки одинаковы и равны некоторому активному сопротивлению Z_A = Z_B = Z_C = R.
Узловое напряжение

потому что трехфазная система ЭДС симметрична, .

Напряжения фаз нагрузки и генератора одинаковы:

Фазные токи одинаковы по величине и совпадают по фазе со своими фазными напряжениями. Ток в нейтральном проводе отсутствует

В трехфазной системе, соединенной звездой, при симметричной нагрузке нейтральный провод не нужен.

На рис. 7.6 изображена векторная диаграмма трехфазной цепи для симметричной нагрузки.

2. Нагрузка несимметричная, R_A< R_B = R_C, но сопротивление нейтрального провода равно нулю: Z_N = 0. Напряжение смещения нейтрали

рис. 7.6

Фазные напряжения нагрузки и генератора одинаковы

Фазные токи определяются по формулам

Вектор тока в нейтральном проводе равен геометрической сумме векторов фазных токов.

На рис. 7.7 приведена векторная диаграмма трехфазной цепи, соединенной звездой, с нейтральным проводом, имеющим нулевое сопротивление, нагрузкой которой являются неодинаковые по величине активные сопротивления.

Рис. 7.7

3. Нагрузка несимметричная, R_A< R_B = R_C, нейтральный провод отсутствует,

В схеме появляется напряжение смещения нейтрали, вычисляемое по формуле:

Система фазных напряжений генератора остается симметричной. Это объясняется тем, что источник трехфазных ЭДС имеет практически бесконечно большую мощность. Несимметрия нагрузки не влияет на систему напряжений генератора.
Из-за напряжения смещения нейтрали фазные напряжения нагрузки становятся неодинаковыми.
Фазные напряжения генератора и нагрузки отличаются друг от друга. При отсутствии нейтрального провода геометрическая сумма фазных токов равна нулю.

На рис. 7.8 изображена векторная диаграмма трехфазной цепи с несимметричной нагрузкой и оборванным нейтральным проводом. Векторы фазных токов совпадают по направлению с векторами соответствующих фазных напряжений нагрузки. Нейтральный провод с нулевым сопротивлением в схеме с несимметричной нагрузкой выравнивает несимметрию фазных напряжений нагрузки, т.е. с включением данного нейтрального провода фазные напряжения нагрузки становятся одинаковыми.
Рис. 7.8

7.5. Мощность в трехфазных цепях

Трехфазная цепь является обычной цепью синусоидального тока с несколькими источниками.
Активная мощность трехфазной цепи равна сумме активных мощностей фаз

(7.5)

Формула (7.5) используется для расчета активной мощности в трехфазной цепи при несимметричной нагрузке.
При симметричной нагрузке:

При соединении в треугольник симметричной нагрузки

При соединении в звезду

В обоих случаях

Первый закон Кирхгофа – сумма токов сходящихся в узле равна нулю.

Давайте разбираться. Узел это точка, соединяющая ветви. Ветвью называется участок цепи между узлами. На рисунке видно, что ток i входит в узел, а из узла выходят токи i₁ и i₂. Составляем выражение по первому закона Кирхгофа, учитывая, что токи, входящие в узел имеют знак плюс, а токи, исходящие из узла имеют знак минус i-i₁-i₂=0. Ток i как бы растекается на два тока поменьше и равен сумме токов i₁ и i₂ i=i₁+i₂. Но если бы, например, ток i₂ входил в узел, тогда бы ток I определялся как i=i₁-i₂. Важно учитывать знаки при составлении уравнения.

Первый закон Кирхгофа это следствие закона сохранения электричества: заряд, приходящий к узлу за некоторый промежуток времени, равен заряду, уходящему за этот же интервал времени от узла, т.е. электрический заряд в узле не накапливается и не исчезает.

Второй закон Кирхгофа – алгебраическая сумма ЭДС, действующая в замкнутом контуре, равна алгебраической сумме падений напряжения в этом контуре.

Напряжение выражено как произведение тока на сопротивление (по закону Ома).

В этом законе тоже существуют свои правила по применению. Для начала нужно задать стрелкой направление обхода контура. Затем просуммировать ЭДС и напряжения соответственно, беря со знаком плюс, если величина совпадает с направлением обхода и минус, если не совпадает. Составим уравнение по второму закону Кирхгофа, для нашей схемы. Смотрим на нашу стрелку, E₂ и Е₃ совпадают с ней по направлению, значит знак плюс, а Е₁ направлено в противоположную сторону, значит знак минус. Теперь смотрим на напряжения, ток I₁ совпадает по направлению со стрелкой, а токи I₂ и I₃ направлены противоположно. Следовательно:

-E₁+E₂+E₃=I₁R₁-I₂R₂-I₃R₃

На основании законов Кирхгофа составлены методы анализа цепей переменного синусоидального тока. Метод контурных токов – метод основанный на применении второго закона Кирхгофа и метод узловых потенциалов основанный на применении первого закона Кирхгофа.

Примерный перечень научных проблем и направлений научных исследований

1. Магнитомягкие материалы на основе аморфных сплавов.

2. Повышение надежности воздушных линий электропередач.

3. Проблемы электромагнитной совместимости.

Темы контрольных работ

1. Неразветвленная цепь с одним переменным сопротивлением.

2. Неразветвленная цепь постоянного тока. Делитель напряжения.

3. Разветвленная цепь постоянного тока.

4. Измерение потери напряжения в проводах линии.

5. Режимы работы источника электрической энергии.

6. Законы Кирхгофа.

7. Определение параметров линии электропередач.

8. Изучение параметров индуктивно связанных катушек.

9. Неразветвленная цепь переменного тока с активным сопротивлением

и катушкой

10. Неразветвленная цепь переменного тока с активным сопротивлением

и емкостью.

11. Неразветвленная цепь переменного тока с активным сопротивлением, катушкой и емкостью.

12. Резонанс напряжений.

13. Резонанс токов.

14. Разветвлённая цепь переменного тока с активным сопротивлением и индуктивностью.

15. Разветвлённая цепь переменного тока с активным сопротивлением и емкостью.

16. Разветвлённая цепь переменного тока с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью.

17. Исследование трехфазной цепи.

18. Схемы однофазных неуправляемых выпрямителей

19. Электронная измерительная аппаратура.

20. Стабилизаторы постоянного тока.

21. Однофазный трансформатор.

22. Генератор постоянного тока.

23. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

24. Магнтные цепи на постоянном токе.

Темы рефератов

1. Применение переменного тока.

2. Комплексные числа и круговые диаграммы при анализе и расчете простых электрических

3. цепей переменного тока.

4. Векторные диаграммы.

5. Применение электрических фильтров.

6. Магнитотвердые и магнитомягкие материалы и их применение в технике.

7. Алгоритм расчета магнитной цепи.

8. Применение нелинейных элементов.

9. Однополупериодное выпрямление переменного тока.

10. Дроссель в электрических цепях и фильтрах.

11. Магнитные усилители

12. Электротехнические устройства, используемые в быту и на производстве.

13. Электрическая изоляция в электротехнических устройствах.

14. Измерения и электроизмерительные приборы.

15. Особенности и тенденции развития измерительных приборов.

16. Способы расширения пределов измерения электрических величин.

17. Приборы для измерения параметров магнитных материалов.

18. Трансформаторы специального назначения.

19. Назначение и принцип действия трансформатора.

20. Асинхронный двигатель и трансформатор.

21. Электродвигатели малой мощности.

22. Электромашинные усилители, преобразователи, тахогенераторы.

23. Генераторы постоянного тока и переменного тока.

24. Электрические двигатели.

25. Способы регулирования пускового момента и частоты вращения в электрических двигателях.

26. Электрические аппараты и реле

27. Производство электрической энергии.

28. Сравнительные характеристики тепловых ,атомных и гидравлических электростанций.

29. Электроснабжение промышленных предприятий

30. Трансформаторные подстанции и их назначение.

31. Пути экономии электроэнергии.

32. Перспективы развития электроэнергетики к 2012-2020.

33. Основные функции электроприводов.

34. Как выбрать электродвигатель?

35. Промышленные роботы и манипуляторы.

36. Электрооборудование электрических подъемно-транспортных средств.

37. Электроинструменты.

38. Лифтовые установки.

39. Принципы построения схем и понятие о расчете электрических сетей зданий.

40. Лампы накаливания, газоразрядные лампы и другие источники света.

41. Защита окружающей среды от пыли с помощью электрических полей.

42. Анализ электромагнитных процессов в трансформаторе, схема замещения

43. однофазного трансформатора

44. Трехфазные трансформаторы

45. . Реакция якоря в машине постоянного тока, коммутация

46. Получение вращающегося магнитного поля

47. Однофазные асинхронные двигатели

48. Реакция якоря синхронной машины

49. Параллельная работа синхронной машины с сетью

50. Работа синхронной машины в режиме синхронного компенсатора.

51. Интегральные микросхемы: классификация, маркировка, назначение.

52. Классификация и основные характеристики усилителей.

53. Устройства комбинационной логики: сумматоры, шифраторы, компараторы элементы памяти, цифровые триггеры, регистры и цифровые счетчики импульсов.

Примеры контрольных вопросов на экзамене

1. Напряженность электрического поля.

2. Энергия электрического поля, электрический потенциал и напряжение.

3. Электрическое сопротивление и проводимость, удельное сопротивление проводников. Зависимость сопротивления от температуры.

4. Работа и мощность электрического тока.

5. Преобразование электрической энергии в тепловую энергию. Закон Джоуля-Ленца.

6. Проводники в эл. поле. Электростатическое экранирование.

7. Поляризация диэлектрика в эл.поле. Электрическая прочность диэлектрика.

8. Электрический ток в вакууме. Электрический ток в газах, виды разрядов.

9. Электрическая цепь. Внешняя и внутренняя цепь. Источники и приемники электрической энергии.

10. Понятие разветвленной и неразветвленной электрической цепи.

11. Уравнение баланса мощности. Потенциальная диаграмма.

12. Закон Ома для всей цепи, для участка цепи.

13. Режимы работы источников электрической энергии.

14. Законы Кирхгофа (первый и второй), их применение для расчёта электрических цепей.

15. Способы соединения сопротивлений (приёмников): последовательное, параллельное и смешанное.

16. Методы измерения электрических сопротивлений.

17. Электрическая ёмкость проводника. Простейший конденсатор.

18. Схемы соединения конденсаторов, распределение зарядов и напряжений.

19. Расчет сложных электрических цепей методом эквивалентных сопротивлений (методом «свертывания»).

20. Расчет сложных электрических цепей постоянного тока методом узловых и контурных уравнений.

21. Расчет сложных электрических цепей постоянного тока методом узлового напряжения.

22. Расчет сложных электрических цепей методом наложения.

23. Графический метод расчета нелинейных эл. цепей постоянного тока с последовательным и параллельным соединением нелинейных элементов.

24. Магнитный поток и потокосцепление. Индуктивность.

25. Магнитная индукция и магнитный поток. Магнитная проницаемость.

26. Напряжённость магнитного поля.

27. Графическое изображение магнитных полей проводника с током, катушки с током. Электромагниты, их применение.

28. Магнитные свойства ферромагнитных материалов. Кривая намагничивания.

29. Перемагничивание ферромагнитных материалов, петля гистерезиса. Магнитомягкие и магнито-твердые материалы, примеры применения в электротехнике.

30. Определение магнитной цепи, разновидности магнитных цепей (примеры).

31. Закон Ома для магнитной цепи. Способы увеличения магнитного потока.

32. Закон полного тока, его применение для расчета магнитных цепей.

33. Принцип расчета неразветвленной однородной магнитной цепи (прямая и обратная задачи).

34. Явление электромагнитной индукции. Величина и направление индуктированной ЭДС.

35. Правило правой руки, правило Ленца. Применение этого явления в электротехнике.

36. Электродинамические усилия, возникающие между проводниками с током, учет этого явления в эл. машинах.

37. Трансформация токов с помощью явления электромагнитной индукции.

38. Вихревые токи, способы уменьшения их вредного влияния.

39. Получение однофазного переменного синусоидального тока, основные характеристики.

40. Однофазный переменный ток, фаза и сдвиг фаз.

41. Активные и реактивные сопротивления в цепи переменного тока. Треугольник сопротивлений.

42. Активное сопротивление в цепи переменного тока, явление вытеснения тока.

43. Электрическая цепь переменного тока с активным сопротивлением. Графики тока и напряжения. Векторная диаграмма.

44. Электрическая цепь переменного тока с индуктивностью. Графики тока и напряжения.

45. Закон Ома для цепи с индуктивностью.

46. Электрическая цепь переменного тока с ёмкостью. Графики тока и напряжения.

47. Закон Ома для цепи с ёмкостью.

48. Цепь с реальной катушкой индуктивности. Схема замещения, векторная диаграмма.

49. Электрическая цепь переменного тока с реальным конденсатором. Схема замещения,

50. векторная диаграмма.

51. Последовательное соединение активного сопротивления, индуктивности и ёмкости. Векторные диаграммы.

52. Мощность однофазного переменного тока, треугольник мощностей, коэффициент мощности.

53. Резонанс напряжений. Векторная диаграмма. Условие резонанса.

54. Резонанс токов. Векторная диаграмма. Условие резонанса.

55. Круговая диаграмма и её применение для расчета Электрическая цепи.

56. Определение по круговой диаграмме тока, напряжения, мощности при различных значениях активного сопротивления.

57. Получение 3-х фазного синусоидального тока.

58. 3-х фазная электрическая цепь, соединение «звездой» при симметричной нагрузке.

59. 3-х фазная электрическая цепь. Соединение «треугольником» при симметричной нагрузке.

60. Векторные диаграммы 3-х фазной цепи с соединением потребителя «треугольником».

61. Векторные диаграммы 3-х фазной цепи с соединением потребителя «звездой».

62. Получение и применение вращающегося магнитного поля 3-х фазной системы токов.

63. 3-х фазные несимметричные цепи. Роль нулевого провода.

64. Причины возникновения несинусоидальных напряжений и токов.

65. Переходные процессы в эл. цепях, причины возникновения, примеры.

66. Общие сведения о полупроводниках.

67. Характеристики p-n перехода.

68. Полупроводниковые диоды. Принцип действия, характеристики.

69. Специальные типы диодов.

70. Применения диодов.

71. Биполярные транзисторы.

72. Режимы работы транзистора.

73. Схемы включения биполярного транзистора.

74. Вольт-амперные характеристики биполярных транзисторов.

75. Простейшие модели биполярных транзисторов.

76. Типовые схемы усилителей на биполярных транзисторах.

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 236; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 12

Мы поможем в написании ваших работ!