Правило: сумма токов, направленных к узлу электрической цепи, равна сумме токов, направленных от него. Алгебраическая сума токов в узле рана 0.

Краткие ОТВЕТЫ к билетам по Электротехнике.

БИЛЕТ №1

1. Постоянный ток. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление ( см ФИЗИКА)

2. Двигатели постоянного тока.

Машины постоянного тока используют в качестве двигателей и генераторов. Генераторы (Г) применяются для питания электродвигателей в системе электроприводов, установок электролиза, для зарядки аккумуляторов, для сварочных работ. Двигатели (Д) – для привода механизмов, плавного регулирования частоты вращения.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ основан на взаимодействии проводника с током с постоянным магнитным полем электромагнитов.

УСТРОЙСТВО Неподвижная часть является создающей магнитное поле, а вращающаяся часть- индуктируемой ( якорь).

Неподвижная часть машины состоит из главных полюсов, добавочных полюсов и станины.

Главный полюс- электромагнит, создающий магнитный поток, состоит из сердечника и полюсного наконечника. Добавочные полюса имеют сердечник и обмотку, расположены между главными, служат для устранения искрения под щетками.

Вращающаяся часть машины – якорь состоит из сердечника, обмотки и коллектора. СЕРДЕЧНИК – цилиндр, собранный из листов электротехнической стали. В теле якоря делают воздушные каналы для охлаждения обмотки и сердечника. ОБМОТКА изолируется от сердечника и закрепляется в пазах деревянными клиньями. КОЛЛЕКТОР – цилиндр, состоящий из отдельных пластин. Их изготавливают из меди и изолируют друг от друга прокладками из миканита. Коллектор служит для преобразования переменного тока в постоянный - самая важная часть. Для соединения обмотки якоря с внешней цепью коллектора помещают неподвижные щетки (графитные, угольно-графитные). Кроме данных деталей в электрических машинах имеется : подшипники, подшипниковые щиты, смазочные материалы.

БИЛЕТ №2 (+)

1. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля- Ленца ( см ФИЗИКА)

2. Приборы электромагнитной системы.

В приборах электромагнитной системы измеряемый ток, проходя по неподвижной катушке, намагничивает стальной сердечник, укрепленный на оси подвижной части прибора, и втягивает его в катушку. Повороту оси препятствует спиральная пружина. Когда усилие, создаваемое пружиной уравновесит усилие, созданное катушкой, подвижная система прибора остановится и стрелка зафиксируется.

В устройство прибора входит корректор- для установки стрелки на нулевую отметку, пружина- для создания противодействующего момента, успокоитель- для уменьшения колебаний подвижной части прибора.

Поскольку сердечник втягивается в катушку при любом направлении тока, э/м прибор применяется для измерений в цепях постоянного и переменного тока.

Достоинства: простота и надежность конструкции, невысокая стоимость, большая устойчивость к перегрузкам.

Недостатки: невысокая точность, неравномерность шкалы , чувствительность к внешним магнитным полям .

БИЛЕТ №3 (+)

1. Электродвижущая сила. Закон ОМА ДЛЯ ПОЛНОЙ ЦЕПИ ( см ФИЗИКА)

2. Однофазный индукционный счетчик.

Измерительный механизм индукционной системы используют в счетчиках электроэнергии. Подвижная часть этих приборов вращается, и частота вращения пропорциональна мощности контролируемой энергии. В приборе переменные потоки двух неподвижных электромагнитов пронизывают установлены на оси алюминиевый диск, индуцируя в нем токи, взаимодействие которых с потоками электромагнитов создает вращающий момент.

Обмотка одного электромагнита с большим числом витков, включается параллельно нагрузке ( катушка напряжения); обмотка другого электромагнита – с малым числом витков, включается в цепь последовательно с нагрузкой ( токовая катушка). Т. О., один магнитный поток пропорционален напряжению, а другой – току. Для устранении самохода счетчик снабжают тормозным крючком.

Частота вращения диска зависит от мощности нагрузки и соответственно число оборотов пропорционально количеству электроэнергии. Приборы индукционной системы устойчивы к перегрузкам, имеют большой вращающий момент, малую чувствительность к внешним магнитным полям., но их показания зависят от частоты измеряемого тока и температуры окружающей среды.

БИЛЕТ №4 (+)

1. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа.

Разветвленные электрические цепи характеризуются наличием ветвей, узлов, контуров.

ВЕТВЬ – участок цепи, вдоль которого проходит один и тот же ток.

УЗЕЛ_ место соединения трех ветвей и более.

КОНТУР- любой замкнутый путь цепи. Который можно обойти, двигаясь по ее ветвям. На рис 5 ветвей, 3узла, 6 контуров. Расчеты таких цепей проводят с помощью правил Кирхгофа.

правило: сумма токов, направленных к узлу электрической цепи, равна сумме токов, направленных от него. Алгебраическая сума токов в узле рана 0.

Правило: Во всяком замкнутом электрическом контуре алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме напряжений на сопротивлениях, входящих в этот контур. При этом значения ЭДС и напряжений считают положительными , если направления ЭДС и токов совпадают с выбранным положительным направлением обхода контура.

2.Автотрансформатор (назначение, устройство, принцип действия)

Автотрансформатор представляет собой трансформатор, у которого обмотка низкого напряжения является частью обмотки высокого напряжения. В режиме нагрузки по общей части протекает ток, который равен разности токов (I1-I2), т к вторичный ток ослабляет магнитный поток в сердечнике.

Чаще всего АТ изготавляют со скользящим контактом, что позволяет плавно регулировать выходное напряжение. Обмотка АТ выполнена проводом круглого сечения на стальном сердечнике. На одной стороне изоляцию снимают вместе с частью провода. По оголенной поверхности скользит щетка, подключая нагрузку к различному числу витков.

Достоинства: При изготовлении АТ экономится медь для изготовления обмоток, сталь для изготовления магнитопровода.

Недостатки: АТ применяют при малых коэффициентах трансформации К. При больших К сказывается недостаток АТ – наличие электрической связи его обмоток.

БИЛЕТ №5 (+)

1. Магнитное поле. Проводник с током в магнитном поле. (см ФИЗИКА)

2. Общие сведения о полупроводниках. Примесная проводимость. Р- n-переход. П\п диоды.

Полупроводниками называют вещества, проводимость которых имеет промежуточное значение между проводимостями Ме и диэлектриков. Примеры: германий, кремний, индий, селен.

При низких температурах проводимость полупроводников мала, с увеличением температуры сопротивление падает, а проводимость возрастает. Это связано со строением п/п.

Собственная проводимость:

Атомы кремния объединяют свои валентные электроны с другими атомами с помощью ковалентной связи ( от каждого атома участвуют в образовании связи один е). При низких t связи прочны. При увеличении t связи разрываются, часть электронов становятся свободными. При наличии Эл поля они перемещаются по п/п. При освобождении электрона на его месте образуется вакантное место- дырка. В чистом п\п имеется два типа носителей тока- электроны и дырки, собственная проводимость- электронно-дырочная.

Примесная проводимость: Чистые п\п содержат очень мало носителей тока. Для увеличения их числа применят примеси. Используют два типа примесей-донорные и акцепторные. Донорные примеси- примеси, отдающие электроны, при добавлении в п\п образуется полупроводник n- типа (осн. носители тока-е, неосновные- дырки).

Акцепторные примеси- принимающие электроны, при добавлении в п\п образуется полупроводник р-типа ( осн. носители тока- дырки, несоновные – дырки).

Р- n- переход: контакт двух п\п с различными типами проводимостями, его сопротивление зависит от направления тока. Если к р-n-переходу подключить источник, как в первом случае, то вц епи возможен лишь незначительный ток за счет неосновных носителей ( обратный ток примерно равен 0). При включении напряжения прямой полярности в цепи возникнет большой прямой ток, за счет основных носителей. Р-n-переход обладает односторонней проводимостью.

П\п диоды- пассивные электронные приборы с одним р-n- переходом и двумя выводами. Применяют для выпрямления переменного тока, в качестве детекторов, импульсных устройств.

Считают, что диод подключен в прямом направлении , когда к аноду подключен положительный, а к катоду отрицательный полюс источника тока.

Диод обладает односторонней проводимостью- пропускает ток в прмом направлении. К параметрам диода относят: максимальный прямой ток, максимальное обратное напряжение, обратный ток.

В зависимости от используемого материала они бывают германиевые, кремниевые, селеновые.

БИЛЕТ №6

1. Магнитные свойства вещества.

Все вещества в магнитном поле намагничиваются. Одни вещества ослабляют внешнее поле – диамагнетики, другие усиливают- парамагнетики., сильно увеличивают магнитное поле- ферромагнетики.

Диамагнетики – фосфор, углерод, золото, серебро.

Парамагнетики – кислород, азот, алюминий, платина.

Причина диа- и парамагнетизма состоит в следующем: В атомах любого вещества имеются круговые токи, образованные движением электронов вокруг ядер.

У диамагнетиков под действием магнитного поля у атомов появляется магнитный момент, направленный против внешнего поля. Диамагнетик создает собственное магнитное поле, направленное против внешнего поля и ослабляющее его. При исчезновении внешнего пол магнитные моменты атомов исчезают и диамагнетик размагничивается.

В парамагнетиках атомы обладают магнитным моментом. Эти магнитные моменты направлены беспорядочно и парамагнетик не намагничен. Внешнее поле ориентирует магнитные моменты в направлении поля и усиливает его. При исчезновении внешнего поля парамагнетика размагничивается.

Величина, показывающая , во сколько раз индукция поля в магнетике, больше или меньше внешнего магнитного поля называется относительной магнитной проницаемостью.

Для диамагнетиков μ<1, для парамагнетиков –μ>1.

Есть группа веществ, которые сильно увеличивают внешнее поле – ферромагнетики (железо, никель, кобальт). У ферромагнетиков есть области самопроизвольного намагничивания – домены. Если поместить ферромагнетик а магнитное поле, то магнитные моменты отдельных доменов ориентируются вдоль поля, в результате его усиливают. Собственное магнитное поле ферромагнетика превосходит значительно внешнее поле. Если ферромагнетик вынести из внешнего поля, то размагничивания не произойдет. Ферромагнетики применяют для магнитной защиты электроизмерительный приборов; магнитной дефектоскопии (обнаружение дефектов): для изготовления электротехнической стали -магнитопроводы электрических машин и аппаратов .

2. Электронные лампы (диоды). Электронно-лучевая трубка.

В электронных лампах прохождение тока связано с перемещением е в вакууме. Источником е в лампах служит катод, с поверхности которого выходят е. Для выхода е катод необходимо нагреть. Это явление называют термоэлектронной эмиссией.

Электронная лампа представляет собой запаянные сосуды, внутри которых давление10^-7 – 10^{-8 мм рт ст. В лампе есть два электрода, между которыми приложено напряжение - анодное напряжение. Электрический ток в приборе- поток е движущихся под действием электрического поля от К к А. Катод может быть выполнен в виде нити из тугоплавкого Ме (вольфрам), нагреваемый до высокой}t проходящим по нему током. Этот ток называют током накала и подается от постороннего источника. Анод может иметь различную форму: цилиндра, диска, изготавляют его из тугоплавких Ме (никеля, молибдена). Ток через диод проходит только в одном направлении.

Электронно-лучевой трубкой называется электровакуумный прибор, в котором электронный поток формируется в электронный луч и используется для преобразования электрических сигналов в световые.

Осн. части: электронный прожектор, отклоняющая система , люминисцерующий экран.

ПРОЖЕКТОР состоит из подогревного катода 2 ( никелевый цилиндр), управляющего электрода 3 ( металлический цилиндр с отверстием в торце, для регулирования числа е в луче), анодов 4 и 5 (первый анод- фокусирующий, сжимает поток е; второй – ускоряющий, электрическое поле разгоняет е до большой скорости), фокусирующих электронный луч на экран.

ОТКЛОНЯЮЩИЕ пластины (Х и Y) предназначены для перемещения луча по экрану.

ЭКРАН покрыт окисью цинка (люминифор), который светится под действием быстролетящих е.

БИЛЕТ №7

1. Э\м индукция. Закон э/м индукции. Правило Ленца. ( ФИЗИКА).

2. Основные схемы выпрямления переменного тока.

Выпрямители-приборы, которые преобразуют переменное напряжение в постоянное. Осн. параметры: выпрямленное напряжение, силы выпрямленного тока, внутреннее сопротивление, коэффициент пульсаций.

Распространены 3 основные схемы выпрямителей: однополупериодная, двухполупериодная, мостовая.

ОДНОПОЛУПЕРИОДНАЯ_Трансформатор изменяет напряжение до необходимого. П/п диод обеспечивает одностороннюю проводимость. Он пропускает ток только при прямом включении. Ток на выходе получают пульсирующий. Такой выпрямитель используют для выпрямления токов небольшой силы и напряжения.

ДВУХПОЛУПЕРИОДНАЯ-Вторичная обмотка трансформатора имеет 3 вывода. К 2-м крайним подключены Д1 и Д2. Потребитель включен между точкой соединения их катодов и средним выводом трансформатора. Диоды включены так, что пропускают ток в разные полупериоды входного напряжении. В оба полупериода ток в нагрузке имеет одно и то же направление, в результате ток и напряжение менее пульсирующее.

Мостовая схема является двухполупериодной и состоит из трансформатора и 4-х дидов. В каждом из полупериодов входного напряжения открыта одна пара диодов – Д1 и Д3, Д2 и Д4. Выпрямленный ток идет через потребитель в течение всего периода.

БИЛЕТ № 8

1.Получение переменного тока. Действующие значения тока и напряжения. Цепь переменного тока с активным сопротивлением. (ФИЗИКА)

2. Сглаживающие фильтры.

Для устранения пульсаций переменного тока после выпрямления применяют фильтры. Фильтр не допускает прохождение переменной составляющей выпрямленного тока к нагрузке. Простейший фильтр состоит из конденсатора и катушки индуктивности. Конденсатор, подключенный параллельно нагрузке заряжается при нарастании выпрямленного напряжения и разряжается при уменьшении, сглаживая напряжение. Катушка при нарастании импульсов выпрямленного тока задерживает рост тока, а при уменьшении задерживает его, сглаживая пульсации тока.

Для получения выпрямленного тока свободного от пульсаций, применяют П- образные LC-фильтры (рис а) (более 50 мА). При небольших токах нагрузки успешно работает Г- образный фильтр ( до 50 мА)- RC-фильтр (рис г). В ответственных случаях фильтры делают многозвеньевыми, состоящим из нескольких П- образных и Г- образных фильтров.

БИЛЕТ № 9

1. Цепь переменного тока с емкостным сопротивлением (конспект ФИЗИКА)

2. Интегральные микросхемы.

ИС - законченная электронная цепь в корпусе. Состоит из диодов, транзисторов, резисторов, конденсаторов.

ПРЕИМУЩЕСТВА: малый размер, потребление меньшей мощности и работа с высокой скоростью, надежность.

НЕДОСТАТКИ: невозможность работы от высоких напряжений, не возможность быть отремонтированными.

ИС бывают: монолитными, тонкопленочными, толстопленочными, гибридными.

МОНОЛИТНАЯ ИС: Круглая кремниевая пластина диаметром 8-10 см и 0,25мм толщиной. На пластине (подложке) формируется до нескольких сотен микросхем. После тестирования подложка разрезается на отдельные чипы. Каждый чип представляет одну ИС, содержащую все компоненты.

ТОНКОПЛЕНОЧНАЯ: формируется на поверхности изолирующей подложки из стекла ил керамики размером 5 см². Резисторы и конденсаторы формируются с помощью тонких пленок металлов и окислов, наносимых на подложку. Диоды и трансформаторы формируются как отдельные п\п устройства подсоединяются в соответствующих местах. Чипы диодов и транзисторов формируются с помощью монолитной техники и устанавливается на подложке.

ТОЛСТОПЛЕНОЧНАЯ: При этом методе резисторы и кондесаторы и проводники формируются на подложке методом трафаретной печати: над подложкой размещается экран из тонкой проволоки, и металлические чернила делают сквозь него отпечаток.

ГИБРИДНАЯ: формируется с использованием всех перечисленных методов.

БИЛЕТ № 10

1. Трехфазный ток. Соединение звездой. Соединение треугольником.

Трехфазная система представляет собой совокупность трех электрических цепей переменного тока одной частоты, ЭДС которых сдвинуты по фазе на 120 градусов.

Каждую отдельную цепь трехфазной системы называют фазой.

Электроприемники и обмотки источников энергии могут быть включены звездой и треугольником.

ЗВЕЗДА «Звездой» называется такое соединение фаз генератора или фаз электроприемника, при котором концы фаз соединяются в общую точку, а к началам фаз подключаются линейные провода. Провод , присоединенный к общей точке, называют нулевым или нейтральным.

Различают два типа напряжения: линейное ( между линейными проводами) и фазное ( между линейным и нулевым проводом). Соотношения между фазным и линейным напряжением : . Два типа тока линейные (токи, протекающие в линейных проводах), фазные ( токи в нагрузках фаз).Соотношения между токами: Соединение звездой применяют при электрификации жилых домов.

ТРЕУГОЛЬНИК«Треугольником» называют такое соединение фаз генератора или фаз электроприемника, при котором конец 1-й фазы соединяется с началом

2-й, конец 2-й с началом 3-й, и конец 3-й с началом 1-й.

При соединении треугольником существуют только линейные напряжения, а токи- фазные и линейные. Соотношения между токами:

2. Действие эл тока на организм. Основные причины поражения электрическим током.

Воздействие эл тока на человека может быть различным: от легкого судорожного сокращении мышц до прекращения работы сердца.. Различают три предельных значения тока: ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный.

Ощутимый ток (0,6-1,5 мА) вызывает слабый зуд и покалывание, не опасен для жизни.

Неотпускающий ток (10-15 мА) вызывает сильную боль, при этом судороги настолько сильны, что человек не может разжать руку, в которой находится токоведущая часть.

Фибрилляционный ток (100 мА и более) , проникает глубоко в грудь, раздражая мышцы сердца. Такой ток очень опасен: через 1-2 с прекращается движение крови в сосудах и наступает смерть. Речь шла о переменном токе.

Постоянный ток в 4-5 раз безопаснее переменного при напряжениях до 250-300 В. При более высоких напряжениях постоянный ток оказывается опасней переменного. Сопротивление тела человека колеблется от 3000 до 100 000 Ом.

Двухфазным прикосновением называют случай, когда человек касается двух проводов( на тело действует линейное напряжение и протекает большой ток 127 мА- смертелен), а однофазным- когда человек касается одного провода, имея контакт с землей ( на тело действует фазное напряжение, ток73 мА- смертельно опасен, если человек в обуви, то ток 1,4 мА- не опасен)

БИЛЕТ № 11

1. Классификация измерительных приборов и погрешности измерений.

ИЗМЕРЕНИЕ- нахождение значения физ величины опытным путем с помощью спец технических средств.

ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ- технические средства, которые служат для измерения электрических величин.

Разность между показанием прибора Х и истинным значением измеряемой величины Х0 называют АБСОЛЮТНОЙ ПОГРЕШНОСТЬЮ.

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ δ отношение абсолютной погрешности к истинному значению, выраженное в процентах:

ПРИВЕДЕННАЯ ПОГРЕШНОСТЬ – отношение абсолютной погрешности к верхнему пределу диапазона измерений прибора ( определяет класс точности прибора)

КЛАССИФИКАЦИЯ:

1. По виду измеряемой величины (производится по наименованию единицы измеряемой величины)-амперметр, вольтметр, ваттметр.

2. ПО физическому принципу действия измерительного механизма- магнитоэлектрическая, электромагнитная, электродинамическая, ферродинамическая система( см условные обозначения в тетради).

3. По роду измеряемого тока: постоянный переменный, однофазный, трехфазный.

4. По классу точности.

2. Меры безопасности : инд. средства защиты , заземление, зануление.

Заземление двух типов : защитное заземление и заземление на нейтраль (зануление).

ЗАЩИТНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ- соединение с землей корпусов электрических машин и приборов, которые могут оказаться под напряжением. В случае пробоя изоляции между фазой и корпусом машины человек, прикоснувшийся к машине оказывается зашунтированным малым сопротивлением, ток очень мал. В качестве заземлителей используют проложенные в земле водосточные трубы, мет конструкции. Защитному заземлению подлежат мет корпуса электрических машин, трансформаторов, пульты, стальные трубы электропроводок., ручной электроинструмент.

ЗАНУЛЕНИЕ – соединение корпусов эл машин и приборов, которые могут оказаться под напряжением с заземленным нулевым проводом. Замыкание любой из фаз на корпус прибора или машины превращается в КЗ фазы с нулевым проводом. Схема зануления состоит из проводника заземления источника тока, нулевого защитного проводника и повторного заземления нулевого защитного проводника. В качестве нулевого защитного провода могут быть использованы стальные трубы электропроводок.

Для защиты персонала от поражения эл током применяют: резиновые перчатки, слесарно-монтажный инструмент с изолированными ручками, резиновые боты, коврики, плакаты: ОСТОРОЖНО! Высокое напряжение!

БИЛЕТ № 12.

1. Приборы магнитоэлектрической системы.

В данных приборах вращающий момент создается взаимодействием катущки, намотанной на алюминиевую рамку, с полем постоянного магнита. В зазоре, где расположена рамка, между полюсными наконечниками и неподвижным стальным цилиндром создается однородное магнитное поле. Рамка соединена с осью. На оси закреплена стрелка, которая указывает на шкале значение величины. Для уравновешения подвижной части служит противовес, для установки стрелки на нулевую отметку- корректор. Для уменьшения времени колебаний подвижной части приборы приборы снабжаются успокоителями (бывают воздушными и магнитоидукционные) .

Достоинства: равномерная шкала, , малая потребление мощности, точность показаний

Недостатки: применение только в цепях постоянного тока.

2. Тиристоры

ТИРИСТОРЫ – П\п приборы с 3-мя р-n-переходами, которые имеют 2 устойчивых состояния.

У тиристора имеется 3 вывод- управляющий электрод.

Если между анодом и катодом тиристора приложено постоянное напряжение в прямом направлении, то переходы П1и П3 открыты, а переход П2 закрыт. Если напряжение достигнет некоторого значения, называемого напряжением переключения, то в переходе П2 резко уменьшается и тиристор открывается.

Если на управляющий электрод подать ток от постороннего источника, то в переходе П3 возникнет ток управления и появятся дополнительные носители заряда и тиристор открывается. Значит , существуют два способа открытия тиристора.

ПРИМЕНЕНИЕ: бесконтактные переключатели, регулируемые выпрямители, для плавной регулировки мощности.

БИЛЕТ № 13

3. Измерение силы тока, напряжения (шунт, добавочное сопротивление).

Чтобы измерить ток в цепи, амперметр включают в цепь последовательно с потребителем электрической энергии. Весь ток проходит через прибор.

Если А подключить непосредственно к источнику, то через катушку прибора пойдет большой ток (сопротивление А мало) и она сгорит.

Для расширения пределов измерения А, параллельно прибору включается небольшое сопротивление Rш, которое называется шунт. При этом через прибор проходит только часть Iа измеряемого тока I , обратно пропорциональная его сопротивлению Rа. Большая часть Iш этого тока проходит через шунт.

Для измерения напряжения вольтметр присоединяют потребителю, параллельно источнику электрической энергии или потребителю. Вольтметры выполняют с большим сопротивлением. Для расширения пределов измерения вольтметров последовательно с обмоткой прибора включают добавочное сопротивление Rд. При этом на прибор приходится часть Uv измеряемого напряжения U, пропорциональная сопротивлению прибора Rv.

4. Измерительные трансформаторы

В сетях переменного тока высокого напряжения в целях безопасности измерительные приборы включают через измерительные трансформаторы тока и напряжения. Трансформатор тока состоит из сердечника и двух обмоток – первичной и вторичной. Первичную включают последовательно с нагрузкой, а к вторичной обмотке, подключают амперметр. Ток I 1 во много раз больше тока I2/Сопротивление А мало, трансформатор работает в режиме КЗ.

Выводы обмоток маркируют: первичная – Л1 и Л2(линия), вторичная – И1 и И2(измеритель). Служат для преобразования токов больших значений ( до десятков тысяч А) в токи малых значений ( до 5 А).

Трансформатор напряжения состоит из сердечника и двух обмоток – первичной и вторичной. Первичная содержит больше витков , чем вторичная. На первичную подается измеряемое напряжение U1, а к вторичной присоединяется вольтметр. Трансформатор работает в режиме холостого тока. Выводы трансформатора маркируют : А, Х- выводы первичной обмотки, а,х- выводы вторичной. Номинальное вторичное напряжение всех трансформаторов -100 В.

БИЛЕТ № 14

1. Устройство и принцип работы трансформатора. КПД трансформатора.

Трансформаторы используют в системах передачи и распределения электроэнергии.

Трансформатор- устройство, преобразующее напряжения одного значения в другое без изменения частоты.

УСТРОЙСТВО. Состоит из стального замкнутого магнитопровода и двух индуктивно связанных обмоток (катушек). Для уменьшения потерь на вихревые токи магнитопровод собирают из листов электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм. Листы изолируют друг от друга лаком. Обмотки выполняют в виде цилиндрических катушек из медных или алюминиевых проводов круглого или прямоугольного сечения. В системе электроснабжения в основном используют масляные трансформаторы. В них магнитопровод помещают в бак с трансформаторным маслом. В общественных и производственных помещениях используют сухие трансформаторы с воздушным охлаждением.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ. Действие трансформатора основано на явлении э\м индукции. Число витков в первичной обмотке – N1, во вторичной – N2. Первичную подключают к сети переменного напряжения, по ней протекает ток I1 , который возбуждает в сердечнике трансформатора переменный магнитный поток Ф. Этот поток, пронизывая витки обмоток трансформатора, будет индуцировать в них ЭДС е1 и е2. Если вторичную обмотку замкнуть на приемник, то по обмотке , через приемник будет протекать ток I2.

К=Е1/Е2=U1/U2=N1/N2- коэффициент трансформации.

К>1- понижающий трансформатор, K<1 – повышающий.

КПД. КПД трансформатора ( 98-99 %). Периодические изменения магнитного поля в магнитопроводе трансформатора сопровождаются потерями в стали магнитопровода ( зависят от сорта стали) и потерями в меди ( обмотках- нагревание)

2. Способы возбуждения генератора постоянного тока.

БИЛЕТ № 15

1. Трехфазные трансформаторы. Опыты х.х и кз.

А) Для трансформации трехфазного тока применяют трехфазные трансформаторы. Зажимы трансформатора различают в порядке чередования фаз: на стороне высшего напряжения зажимы А, В, С – начала обмоток, Х, Y, Z- их концы; на стороне низшего напряжения а, в, с и х, y, z

Основными способами соединения обмоток являются соединения звездой и треугольником.

Соединение обеих обмоток в звезду самый простой и дешевый способ, поскольку каждая из обмоток и ее изоляция должны быть рассчитаны на фазные напряжения и линейный ток. Соединение звездой применяют для высокого напряжения, соединение треугольником при больших токах.

Б)

2. Мощность переменного тока.

БИЛЕТ № 16

1. Классификация машин переменного тока. АД с КЗ-ротором.

Электрические машины : генераторы- преобразуют механическую энергию в электрическую; двигатели- преобразуют электрическую энергию в механическую.

Машины переменного тока : асинхронные и синхронные.

Асинхронная машина – ротор вращается с меньшей скоростью , чем скорость вращения магнитного поля статора. (применяют как двигатели).

Синхронная машина - скорость вращения ротора совпадает со скоростью вращения магнитного поля статора. ( применяют как генераторы).

Асинхронные двигатели используют для привода станков, насосов, вентиляторов…

УСТРОЙСТВО Двигатель состоит из неподвижной части- статора и вращающейся – ротора.

Основные детали: корпус сердечник статора с обмоткой . Сердечник статора собран из листов электротехнической стали, покрытых лаком. На внутренней стороне сердечника имеются пазы, в которые закладывают статорную обмотку. У трехфазного двигателя она трехфазная. Концы обмоток статора присоединены к зажимам коробки выводов.

Ротор состоит из сердечника с обмоткой и вала. Вал вращается в подшипниках , расположенных в подшипниковых щитах. Наиболее прост двигатель с КЗ- ротором. Обмотку ротора выполняют из алюминиевых стержней, которые заливают без изоляции в пазы сердечника. Одновременно с торцов отливают короткозамкнутые кольца с лопастями вентилятора.

Ротор двигателя вращается с скоростью n2 меньшей, чем синхронная скорость вращения поля n1. Разность скоростей вращения поля и ротора характеризуется вращением.

Для пуска данного двигателя применяют прямое включение в сеть обмоток статора С1, С2, С3. Пусковой ток безопасен для двигателя.

2. Приборы электродинамической и ферродинамической систем.

В приборах электродинамической системы вращающий момент создается взаимодействием токов в неподвижной и подвижной катушках. Непродвижная катушка навивается из толстого провода. Внутри неподвижной помещается легкая подвижная, скрепленная с осью и стрелкой, которая включается в измеряемую цепь через спиральные пружины. При прохождении тока по катушкам создаются два магнитных поля, которые стремяться ее повернуть.Угол поворота подвижной части пропорционален произведению токов, проходящих через катушки.

ПРИМЕНЕНИЕ: для переменного и постоянного тока, как вольтметры, амперметры, ваттметры.

НЕДОСТАТКИ: шкалы неравномерны, дороги в изготовлении, но одни из самых точных.; большая чувствительность к перегрузкам.

Для самопишущих приборов используют ферродинамические механизмы. В них обмотка неподвижной катушки размещается на стальном магнитопроводе, выполненном из листов электротехнической стали, поэтому увеличивается чувствительность прибора.

БИЛЕТ № 17

1. АД с фазным ротором. Пуск АД.

Недостатком АД с КЗ ротором является большой пусковой ток.

УСТРОЙСТВО Двигатель состоит из неподвижной части- статора и вращающейся – ротора.

Ротор состоит из сердечника с обмоткой и вала. Вал вращается в подшипниках , расположенных в подшипниковых щитах. В пазах ротора укладывают обмотку, подобную обмотке статора. Фазные обмотки соединяют в звезду, а три ее вывода подсоединяют к трем контактным кольцам, насаженным на вал и изолированных друг от друга. Двигатели с фазным ротором обладают лучшими пусковыми свойтсвами.

ПУСК ДВИГАТЕЛЕЙ.

2. Самоиндукция. Индуктивность. (физика)

БИЛЕТ № 18

1. Синхронный генератор. Работа синхронной машины в режиме двигателя.

Синхронные машины используют как генераторы и двигатели. Генераторы переменного тока- это синхронные машины. Синхронные двигатели применяют когда они экономичней асинхронных.

СИНХРОННОЙ МАШИНОЙ называется электрическая машина переменного тока, у которой магнитное поле статора и ротор имеют одинаковую скорость вращения.

УСТРОЙСТВО Состоит из неподвижной части – статора, в пазах которого располагается трехфазная обмотка и вращающейся части ротора с электромагнитами ( полюсами), питаемыми постоянным током через контактные кольца и щетки. Обмотка электромагнитов создающая магнитный поток машины, называется обмоткой возбуждения.

НАЛИЧИЕ В ЦЕПИ РОТОРА ИСТОЧНИКА ПОСТОЯННОГО ТОКА- ОТЛИЧИЕ СГ ОТ АД

Роторы СГ делятся по конструкции на 2 типа:

1) ЯВНОПОЛЮСНЫЕ (собирают из частей: полюсы, сердечник, обмотка, вал). Первичными двигателями являются гидравлические турбины.- тихоходные машины

2) НЕЯВНОПОЛЮСНЫЕ ( цилиндр- сердечник на поверхности которой выполняют пазы- углубления, в которых размещается обмотка возбуждения). ПД являются паровые машины.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ОСНОВАН на явлении э\м индукции. Ротор приводится во вращение первичным двигателем. От возбудителя в обмотку возбуждения ротора подается постоянный ток. Магнитное поле ротора, созданное обмоткой возбуждения и вращающееся с ротором магнитное поле будет пересекать статорную обмотку и индуцировать в фазах – ЭДС.

СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ выполнен так же, как и СГ. Обмотка его статора подключена к сети трехфазного переменного тока; в обмотку ротора подается от постороннего источника постоянный ток. Благодаря взаимодействию вращающегося магнитного поля, созданного трехфазной обмоткой статора, и тока, проходящего по обмотке ротора, возникает вращающий момент, приводящий двигатель во вращение.

2. Производство и распределение электроэнергии.

Производство , передача, распределение и потребление электроэнергии – единый процесс.

Электроэнергетическая система – это совокупность сооружений для производства, преобразования, передачи, распределения и потребления электроэнергии, которые связаны общим технологическим процессом и общим централизованным управлением.

ПРОИЗВОДСТВО: Электростанция- предприятие , предназначенное для выработки электроэнергии.

Бывают : гидравлические, тепловые, атомные, солнечные, ветряные, приливные.

ГЭС – в качестве ПД используют гидравлическую турбину, приводимые во вращение энергией падающей воды. КПД 80-90 %

ТЭС – в качестве ПД – паровые турбины, ДВС и газовые турбины. Бывают конденсационные ( отработанный пар охлаждается и конденсируется в спец конденсаторах с проточной водой, а затем поступает в общий водоем. КПД 30-35%) и теплофикационные ( ТЭЦ, на них производится как электроэнергия, так и тепловая энергия)

АЭС- тепловые станции, в которых теплота выделяется за счет реакции деления радиоактивных элементов в ядерном реакторе.

ПЕРЕДАЧА: На практике при передаче используются напряжения: 110, 220,330,500,750,1150,1500 кВ. Чем длиннее ЛЭП , чем выше напряжение. ЛЭП бывают: воздушные (выполняют из неизолированных проводов, укрепленных на опорах с помощью изоляторов. Провода бывают одножильными, многожильными, спец профиля) ; кабельные линии электропередачи (выполняют путем укладки кабеля в землю)

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ электроэнергии с более низкого на более высокое и наоборот, осуществляется с помощью трансформаторов.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ электроэнергии осуществляется на подстанциях. Они бывают: - районные ( принимают э/энергию непосредственно от ЛЭП, понижают напряжение и передают на главные подстанции); главные подстанции понижают напряжение до 6,10, 35 кВ; местные ( понижают до 380/220 В и распределяются на промышленные предприятия и жилые дома)

БИЛЕТ № 19

1. Устройство и принцип действия генератора постоянного тока.

Машины постоянного тока используют в качестве двигателей и генераторов. Двигатель и генератор имеют одинаковое устройство. Генераторы применяют для питания электродвигателей в спец системах электроприводов, электролиза, зарядки аккумулятора. Двигатели – для привода механизмов, требующих пусковых моментов.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ основан на возникновении ЭДС В рамке, вращающейся в магнитном поле ( закон э\м индукции).

УСТРОЙСТВО Неподвижная часть является создающей магнитное поле, а вращающаяся часть- индуктируемой ( якорь).

Неподвижная часть машины состоит из главных полюсов, добавочных полюсов и станины.

Вращающаяся часть машины – якорь состоит из сердечника , обмотки и коллектора. СЕРДЕЧНИК – цилиндр, собранный из листов электротехнической стали. В теле якоря делают воздушные каналы для охлаждения обмотки и сердечника. ОБМОТКА изолируется от сердечника и закрепляется в пазах деревянными клиньями. КОЛЛЕКТОР – цилиндр, состоящий из отдельных пластин. Их изготавливают из меди и изолируют друг от друга прокладками из миканита. Коллектор служит для преобразования переменного тока в постоянный- самая важная часть. Для соединения обмотки якоря с внешней цепью коллектора помещают неподвижные щетки (графитные, угольно-графитные). Кроме данных деталей в электрических машинах имеется : подшипники, подшипниковые щиты, смазочные материалы.

2. Соединение сопротивлений (последовательное, параллельное, смешанное).

ФИЗИКА

БИЛЕТ № 20

1. Транзистор

Транзистор- устройство, состоящее из 2-х р-n-переходов, которое используется для управления электрическим током .

Бывают : биполярные и полевые).

Биполярный транзистор состоит из 3 областей с чередующимся типом проводимости. Р-n-р- транзистор, n-p-n-транзистор. У транзисторов обоих типов средняя область называется база, внешние области коллектор и эммитер. Эмиттер – область, отдающая носители зарядов, коллектор – собирающая носители зарядов.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ: К левому р-п-переходу прикладывается напряжение эмиттер-база в прямом направлении, а к правому напряжение база- коллектор. Под действием электрического поля часть носителей зарядов из левой части, преодолевая р-п –переход , переходит в узкую часть базу. Далее носители движутся по второму переходу. Под влиянием эл поля, созданного внешним источником коллектора носители втягиваются в правую область, увеличивая ток в цепи коллектора.

ХАРАКТЕРИСТИКАМИ транзистора называют зависимости между током и напряжением во входной и выходной цепях.

ПРИМЕНЕНИЕ генерация, усиление, преобразование электрических сигналов.

2. Цепь переменного тока с индуктивным сопротивлением.

Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 83; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!