ответы эиэ. ответы ЭиЭ. 1. Сопротивление и проводимость проводников. Зависимость сопротивления проводников от физических условий длина, сечение, температура, материал
 Скачать 1.66 Mb.
|
|
1.Сопротивление и проводимость проводников. Зависимость сопротивления проводников от физических условий: длина, сечение, температура, материал. Электрическое сопротивление – физическая величина, характеризующая способность проводника препятствовать прохождению по нему электрического тока. -Длинный проводник малого поперечного сечения создает току большое сопротивление. Короткие проводники большого поперечного сечения оказывают току малое сопротивление. -Если взять два проводника из разного материала, но одинаковой длины и сечения, то проводники будут проводить ток по-разному. Это показывает, что сопротивление проводника зависит от материала самого проводника. -Температура проводника тоже оказывает влияние на его сопротивление. С повышением температуры сопротивление металлов увеличивается, а сопротивление жидкостей и угля уменьшается. Только некоторые специальные металлические сплавы (манганин, константан, никелин и др.) с увеличением температуры своего сопротивления почти не меняют.  где ρ – удельное сопротивление вещества проводника, Ом·м, l — длина проводника, м, а S — площадь сечения, мм².2.Дайте определение «электрическая цепь». Нарисуйте одну схему.  Электрическая цепь – это совокупность устройств, по которым течет электрический ток.3.Постоянный электрический ток? Постоянный ток — электрический ток, не изменяющийся по времени и по направлению. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц. В том случае, если ток образован движением отрицательно заряженных частиц, направление его считают противоположным направлению движения частиц.  4.Последовательное соединение? Величина эквивалентного сопротивления. Пример.Эквивалентное сопротивление: Rэкв = 1/0,1541 ≈ 6,5 Ом; ток в цепи: Iобщ = Uип/ Rэкв = 12/ 6,5 ≈ 1,85 А. 5.Параллельное соединение. 6.Электрическое сопротивление цепи. Сопротивление (электрическое сопротивление) — это свойство какого-либо проводника оказывать сопротивление электрическому току, проходящему через него. 7.Единицы измерения эл. Сопротивления .Формула для расчета сопротивления провода конечной длины. Еденица измерения-Ом. R=pl/s 8.Закон Ома.   9.Первый закон Кирхгофа. 10.Второй закон Кирхгофа.  11.Что такое резонанс токов, каково условие наступления резонанса, и чему равна резонансная чистота. Резонанс токов — разновидность состояния электрической цепи, когда общий вид токовых показателей совпадает по фазам уровню напряжения, а мощность реактивного вида равна нулю или же она представлена в активном виде. Условием возникновения резонанса токов является равенство частоты источника резонансной частоте w=wр, следовательно проводимости BL=BC. То есть при резонансе токов, ёмкостная и индуктивная проводимости равны.  12.Короткое замыкание. Чем опасно короткое замыкание для эл.сетей. Короткое замыкание (КЗ) — явление резкого увеличения значения электрического тока в цепи вследствие уменьшения внешнего сопротивления до нуля. Самым опасным считается короткое замыкание электрической сети, потому что она имеет низкое сопротивление. Большинство пожаров возникает при замыкании электропроводки. Чтобы не допустить этого, в цепи обычно используются плавкие предохранители или автоматы, которые при слишком большом токе просто отключают напряжение. 13.Получение переменного тока. Понятия и опредение. относ к переменым токам. Переменный ток – это периодические изменения силы тока и напряжения в электрической цепи, происходящие под действием переменной ЭДС от внешнего источника. Переменный ток – это электрический ток, который изменяется с течением времени по гармоническому закону. Поместим в постоянное и однородное магнитное поле виток проволоки abсd (рис. 178). При равномерном вращении этого витка вокруг оси ОО магнитный поток, пронизывающий его площадь, будет непрерывно меняться как по величине, так и по направлению. Вследствие этого, согласно закону электромагнитной индукции, в витке возникает переменная по величине и направлению э. д. с. индукции.  14.Переменный однофазный ток. Действующее значение переменного тока.Сдвиг фаз.Векторные диаграммы. Переменный однофазный ток. Переменным называют электрический ток, периодически (т. е. через равные промежутки времени) меняющий свое направление и непрерывно изменяющийся по величине. Мгновенные значения переменного тока (а также переменной ЭДС и напряжения) через равные промежутки времени повторяются. Переменный ток имеет самое широкое применение в современной электротехнике. Практически вся электрификация во всем мире осуществляется на переменном токе (на трехфазном переменном токе, о котором изложено далее). Действующее (или среднеквадратичное) значение переменного тока – это такая величина некоторого постоянного тока, который за время, равное периоду переменного тока выделит столько же тепла на резисторе, что и наш переменный ток. Сдвиг фаз — разность между начальными фазами двух переменных величин, изменяющихся во времени периодически с одинаковой частотой. Сдвиг фаз является величиной безразмерной и может измеряться в радианах (градусах) или долях периода. Ве́кторная диагра́мма — графическое изображение меняющихся по закону синуса (косинуса) величин и соотношений между ними при помощи направленных отрезков — векторов. Векторные диаграммы широко применяются в электротехнике, акустике, оптике, теории колебаний и так далее. 15.Последовательное соединение активного сопротивления, индуктивности и емкости в целях переменного тока. Полное сопротивление. В схеме, состоящей из последовательно соединенных активного сопротивления, индуктивности и емкости (рис. 22.1), заданы приложенное напряжение U, частота f и числовые значения параметров R, L и С. Требуется найти ток и напряжения на элементах.  Рис. 22.1 При анализе электрических цепей синусоидального тока типична ситуация, когда метод решения незнакомой задачи неизвестен. Во многих случаях помогает следующий подход. По установленным ранее правилам строится векторная диаграмма, из анализа которой выводятся необходимые расчетные формулы. Так же поступим сейчас и мы. В последовательной цепи общим для всех элементов является протекающий по ним ток, поэтому именно с него начинаем построение векторной диаграммы. Проводим его изображение горизонтально (рис. 22.2). Вообще, направление первого вектора при построении диаграмм произвольно. Оно диктуется соображениями удобства. Дальше мы должны показать векторы напряжений на всех элементах и в соответствии со вторым законом Кирхгофа в векторной форме U=UR+UL+UC получить вектор входного напряжения. Сложение векторов можно выполнять по правилу параллелограмма, однако удобнее применять правило многоугольника, когда каждый последующий вектор пристраивается к концу предыдущего.  Рис. 22.2 - Векторная диаграмма последовательной цепи Нам известно, что напряжение на активном сопротивлении совпадает по фазе с током, поэтому вектор UR мы направляем по вектору I. К его концу пристраиваем вектор UL и направляем его вверх, так как напряжение на индуктивности опережает ток на 90°. Напряжение UС находится в противофазе с UL, т.е. отстает от тока на тот же угол 90°, поэтому вектор UС, пристроенный к концу вектора UL, направлен вниз. Векторная сумма UR, UL и UС дает вектор приложеного напряжения U. Величины напряжений на отдельных элементах цепи нам известны:  Из треугольника oab (рис. 22.2) по теореме Пифагора находим:  Вынося из под знака радикала, записываем последнее выражение в виде: U=I*z; где,z - полное сопротивление.  В последней формуле разность индуктивного и емкостного сопротивлений мы обозначили буквой х. Это общее реактивное сопротивление цепи: х = хL – xC. Сами индуктивность и емкость называются реактивными элементами, и их сопротивления хL и xC тоже носят названия реактивных. Выражение U=Iz называется законом Ома для всей цепи. Оно может быть записано и так: I=U/z=Uy. где, y– полная проводимость цепи, представляющая величину, обратную полному сопротивлению 1/z Если необходимо определить угол сдвига фаз между напряжением и током, то это можно сделать из  треугольника напряжений oab (рис. 22.2):Векторная диаграмма на рис. 22.2 построена для случая, когда UL>UC, что имеет место при XL>XC, когда в цепи преобладает индуктивность, и цепь носит активно-индуктивный характер. Общий ток отстает по фазе от входного напряжения. Возможны также режимы, когда ULC и UL=UC 16.Понятие магнитного потока, напряженности. Индуктивное,емкостное и полное сопротивление цепей переменного тока. Магнитный поток — величина, характеризующая число магнитных силовых линий поля, проходящих через замкнутый контур Магнитный поток через контур равен нулю, если контур располагается параллельно магнитному полю. Напряженность H – это векторная величина независящая от магнитных свойств среды. Измеряется в ампер на метр А/М. Индуктивное сопротивление в цепи переменного тока — это реактивная часть сопротивления, определяемая индуктивностью элементов цепи. Считается, что элементы цепи, для которых средняя мощность переменного тока равна нулю, обладают реактивным сопротивлением (в отличие от обычного активного сопротивления R, на котором происходит выделение энергии). Полное сопротивление (Z) - это векторная сумма всех сопротивлений: активного, емкостного и индуктивного. Емкостное сопротивление это сопротивление переменному току, которое оказывает электрическая емкость. Ток в цепи с емкостью опережает напряжение по фазе на 90 градусов. Емкостное сопротивление является реактивным, то есть потерь энергии в нем не происходит как, например, в активном сопротивлении. Емкостное сопротивление обратно пропорционально частоте переменного тока. 17.Электрические цепи переменного тока. Индуктивное, емкостное и полное сопротивление цепей переменного тока. Переменный ток – это периодические изменения силы тока и напряжения в электрической цепи, происходящие под действием переменной ЭДС от внешнего источника. Переменный ток – это электрический ток, который изменяется с течением времени по гармоническому закону. 18.Мощности переменного тока. Активная мощность Активная скорость преобразования выражается также через взаимное отношение силы потока, напряжения к значению активной составляющей сопротивления. В магистрали синусоидального и несинусоидального движения электронов активная нагрузка приравнивается к сумме аналогичных значений на отдельных участках. Для определения среднего периодического размера используется активная мощность переменного тока, формула расчета P = U . I . cos φ (косинус). Средний показатель мгновенной скорости преобразования в однофазной цепи берется в виде среднеквадратичного значения тока и напряжения с определенным углом сдвига. В цепях несинусоидального электричества мощность приравнивается к сумме соответствующих показателей отдельных перемещений. С помощью активной мощности характеризуется интенсивность необратимого видоизменения электроэнергии в другие разновидности, например, электромагнитную или тепловую. Проходящая мощность используется в качестве активной в концепции длинных магистралей для анализа электромагнитных течений, протяженность которых сопоставляется с размерностью волны. Искомое значение рассчитывается как разница между понижающейся и отражающейся мощностями. От свойств коэффициента углового смещения зависят полученные показатели отрицательной или положительной нагрузки активного типа. Реактивная характеристика Для обозначения применяется дополнительно единица вольт-ампер реактивный (вар). В русских аналогах используется вар, а международные специалисты применяют var. В РФ единица допускается для электротехнических расчетов в форме внесистемного значения. Нахождение производится по формуле P = U . I . sin φ (синус), где: U — среднеквадратичная мощность. I — среднеквадратичная сила потока. φ - угол фазного смещения, значения синуса, определяются по таблицам. При диапазоне показателя от 0 до 90º (ток отстает от напряжения, а нагрузка носит активно-индуктивный вид) синус φ будет иметь положительное значение. При угловом сдвиге от 0 до -90º (поток электронов опережает нагрузку, мощность отличается активно-емкостным свойством) константа всегда показывает отрицательный знак. Реактивная мощность характеризует напряженность, которая возникает в электромеханических приборах и цепях при изменении энергетических волн поля в магистрали переменного синусоидального потока. В физическом смысле реактивная нагрузка показывает энергию, которая перекачивается от источника тока на конденсаторы, индукторы, двигательные обмотки, а впоследствии возвращается к источнику за один колебательный период. Реактивная мощность не принимает участия в работе электротока. В случае положительной характеристики устройство потребляет, а нагрузка с отрицательным знаком говорит о производстве энергии. Это обстоятельство рассматривается в условном контексте, т. к. почти все энергопотребляющие приборы, например, двигатели асинхронной работы, а также полезная нагрузка, подаваемая через трансформатор, относятся к активно-индуктивным видам. Синхронные двигатели электростанций одновременно производят и потребляют энергию в зависимости от максимальной величины электротока возбуждения в роторных обмотках. Полная нагрузка Показатель используется в физике для описания потребляемой мощности, которая прилагается к подводящим агрегатам электросети с использованием резисторов. Суммируются параметры ЭДС распределительных щитков, кабелей, проводов, ЛЭП, трансформаторов. Полную нагрузку можно рассчитать по формуле S = U . I, где: S — параметр полной нагрузки (В/а). U — расчетная нагрузка в генераторе. I — комплексный показатель силы тока в сочетании с обмоточным значением. 19.Трехфазный переменный ток. Значение фазного и линейного тока в цепях переменного тока. Трехфазной системой электрических цепей называют систему, состоящую из трех цепей, в которых действуют переменные, ЭДС одной и той же частоты, сдвинутые по фазе друг относительно друга на 1/3 периода(φ=2π/3). Каждую отдельную цепь такой системы коротко называют ее фазой, а систему трех сдвинутых по фазе переменных токов в таких цепях называют просто трехфазным током. Почти все генераторы, установленные на наших электростанциях, являются генераторами трехфазного тока. По существу, каждый такой генератор представляет собой соединение в одной электрической машине трех генераторов переменного тока, сконструированных таким образом, что индуцированные в них ЭДС сдвинуты друг относительно друга на одну треть периода  21. Схема трехфазной цепи при соединении обмоток генератора и фаз трехфазного приемника треугольником  20. Схема трехфазной цепи при соединении обмоток генератора и фаз трехфазного приемника звездой  22.Общие сведения о схемах электроснабжения гражданских зданий.  |