Контрольная по электротехнике. Билеты по электротехнике (2). 2. Закон Ома для участка цепи, содержащей источники эдс
 Скачать 40.47 Kb.
|
|
Билет 1. 1. Понятие электрической цепи, электрической схемы, схемы замещения, элементы электрической цепи постоянного тока (активные и пассивные). 2. Определение тока, напряжения, электродвижущей силы, правила установления положительных направлений перечисленных величин, понятие мощности тепловых потерь. 3. Соотношения между током, напряжением, мощностью в цепях постоянного тока, законы Ома и Джоуля-Ленца. 4. Электрическая цепь мощностью P = 5 кВт при напряжении U = 220 В подключена к генератору с внутренним сопротивлением Rвт = 0,22 Ом. Определить эдс и кпд генератора. Билет 2. 1. Источники электрической энергии, идеализированные источники тока и ЭДС, реальные источники энергии, их схемы замещения, вольт-амперные характеристики. Условия эквивалентности различных схем источников энергии, правила преобразования схем источников. 2. Закон Ома для участка цепи, содержащей источники ЭДС. 3. Разветвлённые и неразветвленные электрические цепи, параллельное и последовательное соединение элементов электрической схемы, правила определения эквивалентного сопротивления участка электрической цепи, содержащей пассивные элементы (резисторы). 4. Определить плотность тока в проводах диаметром 4 мм, соединяющих приемник с генератором. Суточная выработка энергии генератора, составляет 48 кВт ⋅ ч при напряжении U = 220 В. Билет 3. 1. Законы Кирхгофа, физическая основа законов, правила установления числа уравнений, составляемых по законам Кирхгофа. 2. Потенциальная диаграмма, её роль при расчётах электрической цепи, порядок её построения. 3. Уравнение энергетического баланса в электрической цепи, расчёт мощности тепловых потерь в пассивных элементах, мощности источников энергии. 4. Приемник за пять суток непрерывной работы израсходовал 24 кВт ⋅ ч электроэнергии при напряжении 220 В. Определить ток и сопротивление приемника. Билет 4. 1. Метод контурных токов, его суть и порядок расчёта с его помощью, понятие контурного тока, контурного сопротивления, контурной ЭДС, смежных сопротивлений. 2. Принцип наложения и метод наложения.Последовательность и примеры расчёта цепей методом наложения. 3. Понятие о входных и взаимных проводимостях ветвей, способы их расчёта. 4. Определить сопротивление проводов воздушной линии при температурах +40 и –40 °С. Длина линии l = 28,5 км, диаметр медных проводов d = 5 мм. Билет 5. 1. Линейные соотношения в электрических цепях, определение коэффициентов, используемых в линейных соотношениях. 2. Метод узловых потенциалов, его суть и порядок расчёта с его применением, понятие об узловых потенциалах, токах, узловых и смежных проводимостях. 3. Метод двух узлов, как частный случай метода узловых потенциалов. 4. Обмотка возбуждения электрической машины присоединена к сети напряжением U = 120 В. В первое время после включения показаний амперметра в цепи обмотки I1 = 1,2 А, а после нагрева обмотки до установившейся температуры I2 = 1 А. Учитывая, что температура воздуха в помещении 20 °С и температурный коэффициент сопротивления меди 4 ⋅ 10–3 K–1, найти температуру обмотки. Билет 6. 1. Метод эквивалентного генератора, определение эквивалентного генератора, последовательность и примеры расчёта методом эквивалентного генератора. 2. Передача энергии от активного двухполюсника, условие передачи максимальной мощности от активного двухполюсника к нагрузке. 3. Величины, характеризующие синусоидальный ток или напряжение: частота, период, амплитуда, начальная фаза, средняя за полпериода величина, её соотношение с амплитудой, действующее значение, его соотношение с амплитудой. 4. Эдс источника Е = 12 В; внутреннее сопротивление Rвт = = 1 Ом. При каком значении внешнего сопротивления его мощность будет максимальной и чему она равна? Билет 7. 1. Представление синусоидально изменяющихся величин векторами на комплексной плоскости, понятие комплексной амплитуды, комплекса действующего значения, оператора вращения, связь между положением вектора комплексной амплитуды на комплексной плоскости и мгновенным значением синусоидально изменяющейся величины. 2. Понятие сдвига фаз между двумя синусоидально изменяющимися величинами. 3. Резистор в цепях синусоидального тока, связь между мгновенными значениями тока, напряжения и мощности, соотношение векторов тока и напряжения на резисторе на комплексной плоскости. 4. Плотность электрического поля в алюминиевом проводе равна 5 А/см2 . Определить удельную тепловую мощность тока, если удельное сопротивление алюминия 26 мОм ⋅ м. Билет 8. 1. Индуктивность в цепях синусоидального тока, связь между мгновенными значениями тока, напряжения и мощности, переход к комплексным амплитудам тока и напряжения, к комплексному сопротивлению индуктивности, соотношение векторов тока и напряжения в индуктивности на комплексной плоскости. 2. Ёмкость в цепях синусоидального тока, связь между мгновенными значениями тока, напряжения и мощности, переход к комплексным амплитудам тока и напряжения, к комплексному сопротивлению ёмкости, соотношение векторов тока и напряжения в ёмкости на комплексной плоскости. 3. Понятие треугольника сопротивлений или проводимостей пассивной цепи, активных и реактивных сопротивлений и проводимостей пассивной цепи. 4. Сила тока в проводнике сопротивлением 10 Ом равномерно убывает от I0 = 3 А до I = 0 за 30 с. Определить выделившуюся за это время в проводнике количество теплоты. Билет 9. 1. Изображение разности потенциалов на комплексной плоскости, топографическая диаграмма. 2. Передача энергии от активного двухполюсника нагрузке, условие передачи максимальной мощности. 3. Амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики двухполюсника, примеры АЧХ и ФЧХ простейших схем двухполюсников, включающих только реактивные элементы. 4. Как изменится сила тока, проходящего через неактивную цепь, если при постоянном напряжении на зажимах ее температура повышается от t1 = 20 °С до t2 = 1200 °С. Температурный коэффициент сопротивления платины принять равным 3,65 ⋅ 10–3 K–1. Билет 10. 1. Резонанс напряжений в последовательном колебательном контуре, резонансные кривые, векторная диаграмма тока и напряжений, полоса пропускания последовательного резонансного контура, понятие добротности последовательного резонансного контура. 2. Резонанс токов в параллельном колебательном контуре, резонансные кривые, векторная диаграмма токов и напряжения, полоса заграждения параллельного резонансного контура, понятие добротности параллельного резонансного контура. 3. Понятие взаимной индуктивности, согласное и встречное включение катушек. 4. По медному проводу сечением 0,3 мм 2 течет ток 0,3 А. Определить силу, действующую на отдельные свободные электроны со стороны электрического поля. Удельное сопротивление меди 17 мОм ⋅ м. Билет 11. 1. Понятие пассивного четырёхполюсника, виды четырёхполюсников, основные уравнения четырёхполюсника. 2. Определение коэффициентов А-формы записи уравнений через входные сопротивления четырёхполюсника. 3. Схемы соединения трёхфазных цепей синусоидального тока, соотношения между линейными и фазными токами и напряжениями, расчёт трёхфазных цепей при соединении генератора и симметричной нагрузки по схемам “звезда”-”звезда” и “звезда”-”треугольник”. 4. Определить сопротивление медных проводов телефонной линии длиной l = 28,5 км, диаметром провода d = 4 мм при температуре 20 °С. Билет 12. 1. Понятие переходного и установившегося процессов и причины, вызывающие переходный процесс. 2. Принуждённые и свободные составляющие токов и напряжений, их физический смысл, дифференциальные уравнения, описывающие переходный процесс в простейших цепях (RC, RL, RCL). 3. Начальные условия переходного процесса (зависимые, независимые), законы коммутации, определяющие независимые начальные условия, их физический смысл, расчёт начальных значений в простейших цепях первого порядка. 4. Определить сопротивление медного проводника диаметром d = 5 мм, длиной l = 57 км при t = 40 °C. Билет 13. 1. Последовательность расчёта переходных процессов классическим методом, правила составления характеристического уравнения, определение постоянных интегрирования в цепях первого и второго порядка. 2. Понятие постоянной времени, условия апериодического и колебательного переходного процесса в последовательной RLC-цепи. 3. Преобразование Лапласа и его применение к расчёту переходных процессов; закон Ома для участка цепи, содержащей источник ЭДС, в операторной форме; операторное изображение напряжений на индуктивности и ёмкости с ненулевыми начальными значениями тока и напряжения, понятие внутренних ЭДС; законы Кирхгофа в операторной форме; операторные схемы замещения для расчёта цепей операторным методом, расчёт этих схем известными методами, переход от операторных изображений к временным функциям. 4. По медному проводнику сечением 1 мм 2 течет ток 1 А. Определить среднюю скорость упорядоченного движения электронов вдоль проводника, предполагая, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон. Плотность меди 8,9 г/см3 . Билет 14. 1. Интегрирующие и дифференцирующие цепи 2. Основное отличие нелинейных цепей от линейных. 3. Вольтамперные характеристики нелинейных элементов, определение статических и дифференциальных параметров нелинейных элементов. 4. Механическая мощность электродвигателя постоянного тока 8,5 кВт при напряжении U = 220 В, кпд 85 %. Определить электрическую мощность и ток двигателя. Билет 15. 1. Виды и классификация нелинейных элементов. 2. Нелинейные цепи постоянного тока, последовательное и параллельное соединение нелинейных резисторов, графический расчёт цепей с помощью ВАХ резисторов. 3. Линеаризация ВАХ нелинейных резисторов. 4. На изготовление катушки израсходовано 200 м медного провода диаметром 0,5 мм. На какое постоянное напряжение можно включать эту катушку, если допустимая плотность тока j = 2 А/мм 2 ? Билет 16. 1. Применение метода эквивалентного генератора к расчёту нелинейных цепей постоянного тока. 2. Применение метода двух узлов к расчёту нелинейных цепей постоянного тока. 3. Стабилизация тока и напряжения. 4. Составить схему электрической цепи, в которой к аккумуляторной батарее присоединены три резистора. Один – регулируемый, включен последовательно с группой из двух нерегулируемых, соединенных между собой параллельно. В схеме предусмотреть управление с помощью двухполюсного выключателя, защиту плавкими предохранителями, измерение общего тока в цепи и напряжения на зажимах батареи. Билет 17. 1. Виды характеристик нелинейных элементов, работающих в цепях синусоидального тока. 2. Нелинейные цепи синусоидального тока как генераторы высших гармоник. 3. Графоаналитический метод расчёта нелинейных цепей синусоидального тока, использующий характеристики для мгновенных значений при их кусочно-линейной аппроксимации. 4. Составить схему электрической цепи, в которой четыре резистора (один из них регулируемый) образуют замкнутый контур в виде четырехугольника. В одной диагонали четырехугольника – гальванический элемент, присоединенный к цепи через однополюсный выключатель, в другой находится гальванометр, который можно включить и выключить кнопочным выключателем. Билет 18. 1.Полупроводниковые материалы, полупроводники типа “n” и “p”, электронно-дырочная проводимость, примесная проводимость, свойства “p-n”перехода. 2. Полупроводниковый диод, его ВАХ, понятие потенциального барьера. 3. Расчёт цепей, содержащих полупроводниковые диоды с помощью кусочно-линейно аппроксимированных ВАХ. 4.Составить схему электрической цепи, в которой последовательно включены два нерегулируемых резистора, аккумуляторная батарея и генератор, которые можно включить согласно или встречно. В схеме предусмотреть защиту цепи плавкими предохранителями, измерение тока, измерение напряжения на зажимах батареи и генератора одним вольтметром с помощью переключателя. Билет 19. 1. Использование полупроводниковых диодов для выпрямления переменного тока, различные выпрямительные схемы 2. Использование ВАХ по действующим значениям для расчёта нелинейных цепей синусоидального тока. 3. Триггерный эффект в последовательной и параллельной феррорезонансной цепи. 4. Составить схему электрической цепи, в которой генератор постоянного тока и аккумуляторная батарея, включенные параллельно, снабжают энергией внешнюю часть цепи, состоящей из трех нерегулируемых резисторов, включенных также параллельно. Каждый элемент цепи присоединяется к ней однополюсным выключателем. В схеме предусмотреть измерение общего напряжения, тока в каждом источнике и общего тока приемников энергии. Билет 20. 1. Виды неуправляемых и управляемых полупроводниковых устройств (выпрямительный диод, стабилитрон, туннельный диод, диод Шотки, фотодиод, светодиод, оптрон, тиристор),их вольтамперные характеристики, отличие вольтамперных характеристик управляемых устройств от неуправляемых. 2. Принцип действия биполярного транзистора, биполярный транзистор в качестве усилителя тока, напряжения или мощности, различные схемы включения транзистора в усилительные схемы, графический расчёт усилителя, выполненного на биполярном транзисторе. 3. Принцип действия полевого транзистора, сравнительные характеристики полевого и биполярного транзисторов. 4. Два генератора постоянного тока, работая круглосуточно на общий приемник, выработали вместе за месяц 96 000 кВт ⋅ ч энергии. В течение 10 суток этого месяца первый генератор находился в ремонте. За это время счетчик электрической энергии, установленный на линии к приемнику, показал 2 400 кВт ⋅ ч. Определить мощность и эдс каждого генератора, если амперметр в цепи первого генератора во время работы показывал 500 А, а в цепи второго – 100 А. Билет 21. 1. Понятие пассивного четырёхполюсника, виды четырёхполюсников, основные уравнения четырёхполюсника. 2. Принцип действия биполярного транзистора, биполярный транзистор в качестве усилителя тока, напряжения или мощности, различные схемы включения транзистора в усилительные схемы, графический расчёт усилителя, выполненного на биполярном транзисторе. 3. Активная, реактивная и полная мощности, их выражение через действующие значения тока и напряжения и угол сдвига фаз между ними. 4. К двухпроводной линии постоянного тока с сопротивлением Rл = 4 Ом присоединен приемник сопротивлением Rн, изменяющимся от 0 до ∞. Напряжение в начале линии Uab. Определить ток I в линии, напряжение Ucd на выводах приемника, мощность P1, отдаваемую источником, мощность P2 приемника. Вычисления производить для значений сопротивлений приемника Rн = 0; Rл; 2Rл; 5Rл; 10Rл. Билет 22. 1. Применение метода эквивалентного генератора к расчёту нелинейных цепей постоянного тока. 2. Триггерный эффект в последовательной и параллельной феррорезонансной цепи. 3. Графоаналитический метод расчёта нелинейных цепей синусоидального тока, использующий характеристики для мгновенных значений при их кусочно-линейной аппроксимации. 4. Приемник номинальной мощностью 1 кВт с напряжением 220 В включен в сеть напряжением 110 В. Определить мощность приемника, токи при номинальном напряжении и при напряжении 110 В. Билет 23. 1. Последовательность расчёта переходных процессов классическим методом, правила составления характеристического уравнения, определение постоянных интегрирования в цепях первого и второго Порядка. 2. Законы Кирхгофа в цепях синусоидального тока, их запись в дифференциальной и символической форме. 3. Нелинейные цепи постоянного тока, последовательное и параллельное соединение нелинейных резисторов, графический расчёт цепей с помощью ВАХ резисторов. 4. По медному проводнику сечением 1 мм 2 течет ток 1 А. Определить среднюю скорость упорядоченного движения электронов вдоль проводника, предполагая, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон. Плотность меди 8,9 г/см3 . Билет 24. 1. Принцип действия биполярного транзистора, биполярный транзистор в качестве усилителя тока, напряжения или мощности, различные схемы включения транзистора в усилительные схемы, графический расчёт усилителя, выполненного на биполярном транзисторе. 2. Понятие пассивного четырёхполюсника, виды четырёхполюсников, основные уравнения четырёхполюсника. 3. Резистор в цепях синусоидального тока, связь между мгновенными значениями тока, напряжения и мощности, соотношение векторов тока и напряжения на резисторе на комплексной плоскости. 4. Определить сопротивление медного проводника диаметром d = 5 мм, длиной l = 57 км при t = 40 °C. Билет 25. 1. Преобразование Лапласа и его применение к расчёту переходных процессов; закон Ома для участка цепи, содержащей источник ЭДС, в операторной форме; операторное изображение напряжений на индуктивности и ёмкости с ненулевыми начальными значениями тока и напряжения, понятие внутренних ЭДС; законы Кирхгофа в операторной форме; операторные схемы замещения для расчёта цепей операторным методом, расчёт этих схем известными методами, переход от операторных изображений к временным функциям. 2. Стабилизация тока и напряжения. 3. Разветвлённые и неразветвленные электрические цепи, параллельное и последовательное соединение элементов электрической схемы, правила определения эквивалентного сопротивления участка электрической цепи, содержащей пассивные элементы (резисторы). 4. Определить сопротивление медных проводов телефонной линии длиной l = 28,5 км, диаметром провода d = 4 мм при температуре 20 °С. Билет 26. 1. Законы Кирхгофа в цепях синусоидального тока, их запись в дифференциальной и символической форме. 2. Суть символического метода расчёта цепей синусоидального тока. 3. Активная, реактивная и полная мощности, их выражение через действующие значения тока и напряжения и угол сдвига фаз между ними. 4. По медному проводу сечением 0,3 мм 2 течет ток 0,3 А. Определить силу, действующую на отдельные свободные электроны со стороны электрического поля. Удельное сопротивление меди 17 мОм ⋅ м. |