Способы соединения приемников энергии
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
Преподаватель Лобанова Т.А. почта lobanova.ta_ait@mail.ru
ЗАДАНИЕ 19.09.2020. Срок — до 22.06.09.20.
Изучив предлагаемый теоретический материал, выполните тестовое задание по теме «Простые цепи постоянного тока».
Тест промежуточного контроля по теме «Простые цепи постоянного тока»
Будь внимателен, ответы с номером задания записывай в столбик. Успеха!
1. Выберите правильный вариант ответа: Электрическим током переноса называют
а) явление упорядоченного движения связанных носителей электрических зарядов;
б) явление переноса электрических зарядов заряженными частицами или телами, движущимися в свободном пространстве.
2. Выберите правильный вариант ответа: Электрическим током смещения (током поляризации) называют
а) явление направленного движения свободных носителей электрического заряда в веществе или вакууме;
б) явление упорядоченного движения связанных носителей электрических зарядов.
3. За 1 час при постоянном токе был перенесен заряд в 180 Кл. Определите силу тока
а) 0,05 А; б) 180 А; в) 648 кА
4. По проводнику с поперечным сечением 0,24 мм2 проходит ток, плотность которого 5 А/мм2. Определить силу тока
а) 48 мА; б) 1,2 А; в) 20,8 А.
5. Выберите правильный вариант ответа При разомкнутой цепи источника ЭДС разделение зарядов прекращается в определенный момент потому, что
|
|
|
а) энергия источника иссякает;
б) возникшее электрическое поле уравновешивает поле сторонних сил.
6. При повышении температуры металлического проводника его сопротивление
а) Уменьшится; б) Не изменится; в) Увеличится.
7. Зависит ли сопротивление катушки, изготовленной из медного провода, от приложенного к ней напряжения
а) не зависит; б) сильно зависит; в) почти не зависит.
8. Выберите правильный вариант ответа: Будет ли проходить в цепи постоянный ток, если вместо источника ЭДС включить заряженный конденсатор
а) Не будет; б) Будет, но не долго; в) Будет.
9. Какой из проводов одинакового диаметра и длины сильнее нагревается – медный или стальной – при одном и том же токе
а) Медный; б) Стальной; в) Оба провода нагреваются одинаково.
10. Длину и диаметр проводника увеличили в 2 раза. Как изменится сопротивление проводника
а) уменьшится в 2 раза;
б) увеличится в 2 раза;
в) не изменится.
11. В одинаковых схемах включены различные вольтметры, причем RV2 > R V1.
Что можно сказать о соотношениях между показаниями вольтметров
|
|
|
а) U1= U2; б) U1< U2; в) U1> U2.
12. В одинаковых схемах включены различные амперметры, причем RА1 > RА2.
Какой амперметр сильнее влияет на режим работы цепи
а) Первый;
б) Второй;
в) Оба амперметра одинаково влияют на режим работы цепи.
13. Два источника имеют одинаковые ЭДС и токи, но различные внутренние сопротивления. Какой из источников имеет больший КПД
а) КПД источников равны;
б) с меньшим внутренним сопротивлением;
в) с большим внутренним сопротивлением.
14. Выберите правильный вариант ответа. Режим цепи, при котором внешнее сопротивление цепи равно внутреннему источника энергии ( R = Rвт) называется
а) номинальный режим;
б) режим холостого хода;
в) режим согласованной нагрузки.
15. Выберите правильный вариант ответа: Режим цепи, при котором напряжение на внешних зажимах источника равно нулю (R = 0 Ом) называется
а) режим холостого хода;
б) режим короткого замыкания;
в) режим согласованной нагрузки.
16. Как изменится количество теплоты, выделяющейся в нагревательном приборе, при ухудшении контакта в штепсельной розетке
а) не изменится;
б) уменьшится;
|
|
|
в) увеличится.
17. Определите эквивалентное сопротивление схемы при R1 = R2.= R3 = R4 = 30 Ом
|
|
|
| R |
|
| R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| R |
|
| R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
а) 50 Ом;
б) 40 Ом;
в) 30 Ом;
г) 75 Ом.
18. Определите эквивалентное сопротивление схемы при R1 = R2.= R3 = R4 = 30 Ом
а) 50 Ом; б) 40 Ом; в) 30 Ом; г) 75 Ом.
|
|
|
|
| R |
|
|
|
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||
|
|
|
|
|
|
|
|
| R
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
|
|
|
| R |
| R |
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
Основные режимы работы электрических цепей.
Различают четыре основных режима работы электрической цепи:
- номинальный режим;
- режим холостого хода;
- режим короткого замыкания;
- согласованный режим работы.
1. Номинальный режим характеризуется тем, что токи, напряжения, мощности всех элементов электрической цепи соответствуют их номинальным значениям I ном, U ном, P ном, установленным заводом-изготовителем. В этом режиме гарантируется надежная работа электрооборудования в течение длительного времени. Номинальные значения напряжения, тока и мощности берут за основу при расчетах электрических схем.
По номинальному напряжению рассчитывают изоляцию проводов и отдельных устройств. По номинальному току определяют допустимый нагрев всех элементов. Нормально работает устройство когда 
.
Рис. 1.1. Внешняя характеристика генератора
Для источника электроэнергии номинальная мощность P ном – это мощность, которую он отдает потребителю при U ном и I ном. На внешней характеристике источника (см. рис. 1.1) его номинальному режиму работы соответствует точка 2.
Номинальная мощность приемных устройств - это электрическая мощность, потребляемая при номинальном напряжении, т.е. 
.
2. Режим холостого хода возникает при отключении нагрузки, при обрывах цепи. В этом режиме можно принять сопротивление приемника Rпр бесконечно большим, а ток в цепи Iх = 0. Напряжение на зажимах генерирующего устройства в режиме холостой ход Uх = E.
На внешней характеристике источника (см. рис. 1.1) режиму холостой ход соответствует точка 1.
Этот режим используется на практике для измерения ЭДС (Е) источника, которую определяют, подключив к его выходным зажимам электроизмерительный прибор – вольтметр.
3. Режим короткого замыкания возникает при замыкании накоротко выходных зажимов источника или входных зажимов приемного устройства. В этом режиме можно принять сопротивление приемника Rпр , равным нулю Rпр = 0.
При этом напряжение на зажимах генератора также равно нулю Uг = 0.
Тогда ток короткого замыкания определяется только небольшим внутренним сопротивлением источника:
Iк = E /r0 и значительно превышает номинальный ток.
На внешней характеристике источника (см. рис. 1.1) режиму короткого замыкания соответствует точка 4 .
Большой ток короткого замыкания приводит к быстрому чрезмерному нагреву генератора и выходу его из строя.
4. Согласованный режим характеризуется максимально возможной мощностью передачи энергии от источника к потребителю. Это возможно только при определенном соотношения сопротивлений приемника и источника: Rпр = r0.
Мощность приемника максимальна, КПД = 0,5. E = 2U.
Согласованный режим применяется в радиотехнике, промышленной электронике - там, где передаются небольшие мощности, и ставится задача получения Р max. В силовых электрических установках общего применения этот режим не используется.
Закон Джоуля – Ленца: количество теплоты, выделяемой при прохождении тока в проводнике, пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока Q = I 2 R t , Дж.
Способы соединения приемников энергии
Условием эквивалентного преобразования должно быть сохранение тока и напряжения рассматриваемого участка I = Iэкв , U = Uэкв .
1. Последовательное соединение
Рис. 1.2. Эквивалентное преобразование последовательно соединенных элементов
Свойства:
ток цепи: I = I 1 = I 2
напряжение на клеммах:
U = U 1 + U 2 = R 1 I + R 2 I . U экв = R экв I экв .
эквивалентное сопротивление:
R экв = R 1 + R 2 .
Применение: когда расчетное (номинальное) напряжение приемника меньше напряжения источника эл. энергии.
Например, в вольтметре пост. тока последовательно с измерительным механизмом включается добавочное сопротивление, что позволяет увеличить пределы измерения вольтметра.
2. Параллельное соединение
Рис. 1.3. Эквивалентное преобразование параллельно соединенных элементов
Для двух параллельно соединенных элементов по I закону Кирхгофа с учетом закона Ома для каждого из двух параллельно соединенных элементов:
Свойства :
ток цепи :
I = I1 + I2 = U/R1 + U/R2 = U(1/R1 + 1/R2).
I экв = U экв / R экв
напряжение на клеммах:
U = U1 = U2 = R1I = R2I . U экв = R экв I экв .
величина. обратная эквивалентному сопротивлению:
1/ R экв = 1/ R 1 + 1/ R 2
или эквивалентная проводимость G экв = G 1 + G 2
Частный случай:
соединены параллельно 2 резистора: R экв = ( R 1 R 2 )/( R 1 + R 2 ).
соединены n одинаковых резисторов: R экв = n R 1 .
Преимущества перед последовательным:
o все приемники находятся под одним напряжением;
o при неизменном напряжении отключение одного или нескольких приемников энергии не нарушает режима работы оставшихся включенными приемников.
3. Смешанное соединение
Представляет собой сочетание 1-го и 2-го способов. Для «сворачивания» схемы проводят поэтапные эквивалентные преобразования участков, соединенных последовательно или параллельно, и поэтапно по известным формулам (см. выше) заменять их эквивалентными сопротивлениями. Начинать «сворачивание» схемы нужно со стороны, противоположной клеммам источника.
а б в
Рис. 1.4. Расчет цепи методом эквивалентных преобразований
Например, на рис. 1.14а показана схема сложной электрической цепи, содержащей один источник и несколько приемников электроэнергии, соединенных как показано на схеме.
При заданных параметрах всех элементов цепи ( E , R 1 , R 2 , R 3 ) расчет может быть проведен методом эквиваленьных преобразований следующим образом.
На первом этапе преобразования два параллельно соединенных резистора R1 и R2 заменяются одним эквивалентным (рис. 1.4б) с сопротивлением Rэкв12, равным
R экв12 = ( R 1 * R 2 )/( R 1 + R 2 ).
При этом образуется эквивалентная цепь, в которой содержатся два резистора Rэкв12 и R3, соединенные последовательно. Напряжение Uab в эквивалентной цепи соответствует напряжению Uab в исходной цепи, а ток в эквивалентной цепи соответствует току в неразветвленной части исходной цепи.
На втором этапе преобразования два последовательно соединенных резистора Rэкв12 и R2 заменяются одним эквивалентным (рис. 1.4в) с сопротивлением Rэкв123, равным
R экв123 = R экв12 + R 3 .
При этом образуется простая эквивалентная цепь, в которой содержится один резистор Rэкв123. Ток в этой цепи соответствует току в неразветвленной части исходной цепи и определяется по закону Ома:
I = Uac/ R экв 123 = E/ R экв 123 .
Дальнейший расчет ведется по закону Ома, следуя по этапам эквивалентных преобразований в обратном порядке.
Для эквивалентной цепи на рис. 1.14б:
Uab = I* R экв 12 ;
Ubc = I* R3 .
Для исходной цепи на рис. 1.4а :
I 1 = Uab / R 1 ;
I 2 = Uab / R 2 .
Таким образом, описанный метод эквивалентных преобразований позволяет рассчитать сложную электрическую цепь, не сводя задачу к решению системы уравнений, а путем последовательных вычислений. Однако этот метод применим к цепям, содержащим лишь один источник ЭДС.
Дата добавления: 2020-11-15; просмотров: 157; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!