Шпоры по электротехнике. 1 Электрическая цепь, элемент электрической цепи, электрическая схема

• Название: 1 Электрическая цепь, элемент электрической цепи, электрическая схема
• Анкор: Шпоры по электротехнике
• Дата: 26.02.2023
• Размер: 1.83 Mb.
• Имя файла: Shpory.docx
• Тип: Документы; #956382
• страница: 6 из 6

46)Мощность цепи синусоидального тока (мгновенная, активная, реактивная, полная). Коэффициент мощности.

Под мгновенной мощностью (мощностью в данный момент времени) понимается произведение мгновенных значений тока и напряжения:



Среднее значение мощности за период всегда положительное, т. к. на участке всегда есть необратимые преобразования энергии.

Средняя за период мощность называется активной и определяется следующим образом:



Мощность реактивных элементов  в среднем за период равна 0, но в течение четверти периода она положительна, что физически означает накопление энергии в магнитном поле катушки или в электрическом поле конденсатора, а в течении следующей четверти – отрицательна, что соответствует расходу энергии.

Таким образом, имеет место процесс колебания энергии, но необратимых преобразований энергии нет. Мощность колебаний энергии называют реактивной:



- (вольт-ампер реактивный).

Кроме активной и реактивной мощностей цепь синусоидального тока характеризуется и полной мощностью  Это максимально возможная мощность при заданных напряжении и токе



.

Связь между различными мощностями:  , .

Коэффициент мощности - безразмерная физическая величина, являющаяся энергетической характеристикой электрического тока. Коэффициент мощности характеризует приёмник электроэнергии переменного тока, а именно - степень линейности нагрузки. Равен отношению потребляемой электроприёмником активной мощности к полной мощности. Коэффициент мощности математически можно интерпретировать как косинус угла между векторами тока и напряжения. Поэтому в случае синусоидальных напряжения и тока величина коэффициента мощности совпадает с косинусом угла, на который отстают соответствующие фазы. В электроэнергетике для коэффициента мощности приняты обозначения λ, его величину обычно выражают в процентах.

47)Параллельное соединение R, L, C элементов в цепи синусоидального тока. Временные графики тока и напряжения, полная проводимость, векторные диаграммы при различных характерах нагрузки




49)Классификация и области применения трансформаторов. Конструкция и принцип работы однофазного трансформатора.

Т рансформаторы – статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования параметров напряжения, силы тока, частоты электрической энергии.

Класс.: 1) по соотношению параметров первичной и вторичной обмотки: повышающий и понижающий

2) по количеству обмотки: двухобмоточные, трехобмоточные и многообмоточные

3) по числу фаз: однофазные и многофазные

4) по наличию масла : масляные и сухие

5) по конструкции: броневые и стержневые

Трансформаторы широко используются в промышленности и быту для различных целей:

1. Для передачи и распределения электрической энергии.

2. Для обеспечения нужной схемы включения вентилей в преобразовательных устройствах и согласования напряжения на выходе и входе преобразователя. Трансформаторы, применяемые для этих целей, называются преобразовательными.

3. Для различных технологических целей: сварки (сварочные трансформаторы), питания электротермических установок (электропечные трансформаторы) и др.

4. Для питания различных цепей радиоаппаратуры, электронной аппаратуры, устройств связи и автоматики, электробытовых приборов, для разделения электрических цепей различных элементов указанных устройств, для согласования напряжения и пр.

5. Для включения электроизмерительных приборов и некоторых аппаратов (реле и др.) в электрические цепи высокого напряжения или же в цепи, по которым проходят большие токи, с целью расширения пределов измерения и обеспечения электробезопастности. Трансформаторы, применяемые для этих целей, называются измерительными.

1- ярмо магнитопровода

2- стержень магнитопровода

Фм- основной маг.поток

Фсигма1,2 – потоки рассеивания первичной и вторичной обмотки

Принцип работы: при подаче напряжения на первичную обмотку, протекающий в ней ток создает основной магнитный поток, замыкающийся по магнитопроводу и поток рассеивания, замыкающийся по воздуху в близи обмотки. Основной магнитный поток наводит на вторичной обмотке ЭДС по закону электромагнитной индукции. Ток во вторичной обмотке создает собственный поток рассеивания и ответно взаимодействует с основным магнитным потоком. Таким образом имеет место явления ЭДС самоиндукции и ЭДС взаимной индукции.

50)Электронно-дырочный переход при прямом и обратном включении внешнего источника. Токи в переходе. Потенциальный барьер перехода.

Граница между двумя соседними областями полупроводника, одна из которых обладает проводимостью n-типа, а другая p-типа, называется электронно-дырочным переходом (p-n-переходом). Он является основой большинства полупроводниковых приборов. При использовании p-n-перехода в реальных полупроводниковых приборах к нему может быть приложено внешнее напряжение. Величина и полярность этого напряжения определяют поведение перехода и проходящий через него электрический ток. Если положительный полюс источника питания подключается к p-области, а отрицательный – к n-области, то включение p-n-перехода называют прямым. При изменении указанной полярности включение p-n-перехода называют обратным.

При прямом включении p-n-перехода внешнее напряжение создает в переходе поле, которое противоположно по направлению внутреннему диффузионному полю. Напряженность результирующего поля падает, что сопровождается сужением запирающего слоя. В результате этого большое количество основных носителей зарядов получает возможность диффузионно переходить в соседнюю область (ток дрейфа при этом не изменяется, поскольку он зависит от количества неосновных носителей, появляющихся на границах перехода), т.е. через переход будет протекать результирующий ток, определяемый в основном диффузионной составляющей. Диффузионный ток зависит от высоты потенциального барьера и по мере его снижения увеличивается экспоненциально.

Прямое вкл.
Обратное вкл.


Повышенная диффузия носителей зарядов через переход приводит к повышению концентрации дырок в области n-типа и электронов в области p-типа. Такое повышение концентрации неосновных носителей вследствие влияния внешнего напряжения, приложенного к переходу, называется инжекцией неосновных носителей. Неравновесные неосновные носители диффундируют вглубь полупроводника и нарушают его электронейтральность. Восстановление нейтрального состояния полупроводника происходит за счет поступления носителей зарядов от внешнего источника. Это является причиной возникновения тока во внешней цепи, называемого прямым.

При включении p-n-перехода в обратном направлении внешнее обратное напряжение создает электрическое поле, совпадающее по направлению с диффузионным, что приводит к росту потенциального барьера и увеличению ширины запирающего слоя. Все это уменьшает диффузионные токи основных носителей. Для неосновных носителей поле в p-n-переходе остается ускоряющим, и поэтому дрейфовый ток не изменяется.

Таким образом, через переход будет протекать результирующий ток, определяемый в основном током дрейфа неосновных носителей. Поскольку количество дрейфующих неосновных носителей не зависит от приложенного напряжения (оно влияет только на их скорость), то при увеличении обратного напряжения ток через переход стремится к предельному значению I_S , которое называется током насыщения. Чем больше концентрация примесей доноров и акцепторов, тем меньше ток насыщения, а с увеличением температуры ток насыщения растет по экспоненциальному закону.

51)Терморезисторы. Разновидности. Вольт-амперные характеристики. Зависимость сопротивления от температуры.

Терморезисторы - это полупроводниковые резисторы, в которых используется зависимость электрического сопротивления полупроводника от температуры.

Различают два типа терморезисторов: термистор, сопротивление которого с ростом температуры падает (с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления ТКС), и позистор, у которого сопротивление с повышением температуры возрастает (с положительным ТКС).

Температурная характеристика терморезистора - это зависимость его сопротивления от температуры.


Рисунок 2.2 - Температурные характеристики терморезисторов: 1 - термистор; 2 – позистор

52)Т-образная схема замещения трансформатора. Приведение параметров схемы замещения.

Трансформатор— статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений)переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты. . Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек), охватываемых общиммагнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) изферромагнитногомагнитомягкогоматериала 1)Параметры 2)Ур-ие для устрежима. Параметры r₁, x₁ – активное и индуктивное сопротивления первичной обмотки, соответственно. r₂, x₂ – приведенные значения активного и индуктивного сопротивлений вторичной обмотки, соответственно. Z_н – полное сопротивление нагрузки.





53)Асинхронные двигатели. Конструкция. Назначение. Принцип действия. Уравнения ЭДС обмоток.

Асинхронный двигатель – это электрическая машина, в которой энергия вращения магнитного поля преобразуется в механическую энергию вращения вала

.

1-магнитопровод статора, 2-магнитопровод ротора, 3-обмотка ротора, 4-вал двигателя, 5-обмотка статора.

Принцип действия: при подаче напряжения в обмотке неподвижного элемента статора создается основной магнитный поток и потоки рассеяния. Основной магнитный поток пересекает воздушный зазор. Обмотку и магнитопровод ротора, наводит в обмотке ротора ток с частотой f₂=f₁*s, (f₁-частота в обмотке статора, s-скольжение). Ток в роторе создает свой магнитный поток ротора, который взаимодействуя с магнитным потоком статора. Создает вращающий момент д

Назначение Преобразование электрической энергии в механическую 

Е₁ = 4,44 f₁ Ф W₁k₁

Е₂ = 4,44 f₁ Ф W₂k₂ ,

где f₁ - частота питающей сети (обычно 50 Гц);

- W₁ , W₂ - число витков обмоток статора и ротора соответственно;

- k₁ , k₂ - обмоточные коэффициенты обмоток статора и ротора соответственно, учитывающие разницу между алгебраическим и геометрическим сложением ЭДС проводников обмоток статора и ротора, появляющуюся в связи с особенностями расположения проводников в асинхронном двигателе. Обычно k_1,2 = 0,85 – 0,95.

1. 
   Электрическая цепь, элемент электрической цепи, электрическая схема. Источники и приемники электроэнергии.
   
2. 
   Электронно-дырочный переход. Вольт-амперная характеристика.
   
3. 
   Классификация электрических цепей. Закон Ома для пассивного участка цепи и для полной цепи. Обобщенный закон Ома.
   
4. 
   Источник ЭДС. Источник тока. Особенности совместной работы источников ЭДС.
   
5. 
   Потери энергии в асинхронных электрических двигателях. Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя. КПД двигателя.
   
6. 
   Выпрямители. Мостовая схема двухполупериодного выпрямления однофазного переменного тока.
   
7. 
   Законы Кирхгофа. Расчет линейных цепей постоянного тока методом применения законов Кирхгофа.
   
8. 
   Соединение трехфазной цепи по схеме «звезда-звезда» без нейтрального провода при симметричной и несимметричной нагрузках.
   
9. 
   Законы Кирхгофа. Расчет линейных цепей постоянного тока методом контурных токов.
   
10. 
    Полупроводниковые резисторы. Классификация. Обозначение в схемах. Основные свойства. Применение.
    
11. 
    Расчет линейных цепей постоянного тока методом свертывания.
    
12. 
    Понятие о резонансе напряжений. Векторная диаграмма.
    
13. 
    Законы Кирхгофа. Расчет линейных цепей постоянного тока методом узловых потенциалов.
    
14. 
    Полупроводниковые диоды. Типы диодов. Вольт-амперная характеристика.
    
15. 
    Получение синусоидальной ЭДС. Закон электромагнитной индукции. Основные величины, характеризующие синусоидальные функции времени.
    
16. 
    Понятие о резонансе токов. Векторная диаграмма.
    
17. 
    Представление синусоидальных функций в различных формах
    
18. 
    Биполярные транзисторы. Устройство. Принцип действия. Параметры транзисторов. Обозначения в схемах. Применение.
    
19. 
    Цепь переменного тока с резистором. Векторная диаграмма. Закон Ома в комплексной форме.
    
20. 
    Потери энергии в трансформаторах. Энергетическая диаграмма трансформатора. КПД трансформатора.
    
21. 
    Символический (комплексный) метод расчета цепей синусоидального тока при включении элементов с различным характером нагрузки
    
22. 
    Цепь переменного тока с индуктивным элементом. Векторная диаграмма. Закон Ома в комплексной форме.
    
23. 
    Соединение трехфазной цепи по схеме «звезда-звезда» с нейтральным проводом при симметричной и несимметричной нагрузках.
    
24. 
    Цепь переменного тока с емкостным элементом. Векторная диаграмма. Закон Ома в комплексной форме
    
25. 
    Расчет цепи постоянного тока методом узловых потенциалов.
    
26. 
    Резонанс напряжений. Векторная диаграмма
    
27. 
    Цепь переменного тока с последовательным соединением элементов. Закон Ома и Кирхгофа в комплексной форме для элементов с различным характером нагрузки.
    
28. 
    Мощность цепи синусоидального тока (мгновенное, активное, реактивное, полное). Коэффициент мощности.
    
29. 
    Трехфазная электрическая цепь. Получение трехфазного тока. Способы изображения трехфазного тока, последовательность фаз.
    
30. 
    Выпрямители. Схема однополупериодного выпрямления однофазного переменного тока.
    
31. 
    Соединение приемников «звездой» с нейтральным проводом. Симметричная и несимметричная нагрузка. Векторные диаграммы.
    
32. 
    Асинхронные двигатели. Принцип действия. Механические характеристики при различном сопротивлении ротора. Формула Клосса. Равновесие моментов на валу.
    
33. 
    Активная, реактивная, полная мощности цепи синусоидального тока.
    
34. 
    Соединение приемников «звездой» без нейтрального провода. Симметричная и несимметричная нагрузка. Векторная диаграмма.
    
35. 
    Условие передачи максимальной мощности от источника приемнику в цепи постоянного тока.
    
36. 
    Разновидности систем заземления в электроустановках. Особенности.
    
37. 
    Асинхронные двигатели. Т-образная схема замещения. Параметры схемы замещения и их приведение. Система уравнений для установившегося режима машины.
    
38. 
    Способы измерения мощности в трехфазной электрической цепи.
    
39. 
    Схема замещения. Режимы работы электрической цепи постоянного тока.
    
40. 
    Символический (комплексный) метод расчета цепей со смешанным соединением элементов различного характера нагрузки.
    
41. 
    Мощность цепи постоянного тока. Потери мощности. КПД. Баланс мощностей.
    
42. 
    Соединение источников трехфазного переменного тока «треугольником». Векторные диаграммы.
    
43. 
    Последовательное соединение R, L, C элементов в цепи синусоидального тока. Временные графики тока и напряжения, полное сопротивление, векторные диаграммы при различных характерах нагрузки.
    
44. 
    Расчет линейных цепей постоянного тока методом свертывания.
    
45. 
    Соединение трехфазной цепи по схеме треугольник при симметричной и несимметричной нагрузках.
    
46. 
    Мощность цепи синусоидального тока (мгновенная, активная, реактивная, полная). Коэффициент мощности.
    
47. 
    Параллельное соединение R, L, C элементов в цепи синусоидального тока. Временные графики тока и напряжения, полная проводимость, векторные диаграммы при различных характерах нагрузки.
    
48. 
    Резонанс напряжений. Векторная диаграмма.
    
49. 
    Классификация и области применения трансформаторов. Конструкция и принцип работы однофазного трансформатора.
    
50. 
    Электронно-дырочный переход при прямом и обратном включении внешнего источника. Токи в переходе. Потенциальный барьер перехода.
    
51. 
    Терморезисторы. Разновидности. Вольт-амперные характеристики. Зависимость сопротивления от температуры.
    
52. 
    Т-образная схема замещения трансформатора. Приведение параметров схемы замещения.
    
53. 
    Асинхронные двигатели. Конструкция. Назначение. Принцип действия. Уравнения ЭДС обмоток.