Ответы на вопросы по Основам Электротехники. Ответы на вопросы по ОЭ. Дайте определение электрическому полю и раскройте его основные характеристики
 Скачать 159.22 Kb.
|
|
Дайте определение электрическому полю и раскройте его основные характеристики Электрическое поле, Взаимодействие неподвижных электрических зарядов передается электростатическим полем. Поле представляет собой один из видов материи, существующей в пространстве в неразрывной связи с электрическим зарядом. Основное свойство электрического поля — это способность оказывать силовое действие на помещенные в него электрические заряды.) Электрическое поле основные характеристики Напряжённость — векторная величина, определяющая силу, действующую на заряженную частицу или тело со стороны электрического поля и численно равная отношению силы к заряду частицы. Потенциал (φ) — это энергетическая характеристика поля численно равная отношению потенциальной энергии заряженной частицы помещенной в данной точке поля величине её заряда. Напряжение (разность потенциалов). Дайте характеристику постоянному электрическому току и объясните его основные понятия Постоянный ток – это упорядоченное движение заряженных частиц, движущихся в одном направлении. Упорядоченное движение свободных зарядов, возникающее в проводнике как результат воздействия электрического поля, называют током проводимости. Электрический ток обладает силой тока. (Если в металлах находится большое число свободных электронов, то при соединении металлического проводника с источником электрической энергии свободные электроны будут двигаться к положительному полюсу источника, а положительные ионы – к отрицательному полюсу источника) Раскройте сущность электропроводности на примере проводников, диэлектриков, полупроводников Проводники обладают высокой электропроводностью. Различают проводники первого и второго рода. К проводникам первого рода относятся все металлы, некоторые сплавы и уголь. Они обладают электронной проводимостью. К проводникам второго рода относятся электролиты. В них имеет место ионная проводимость. Проводимость диэлектриков хотя и очень мала по сравнению с проводимостью проводников, но не равна нулю. В технических диэлектриках всегда есть небольшое количество свободных зарядов, которые перемещаются в электрическом поле. Полупроводники — это материалы, занимающие промежуточное положение между проводниками и непроводниками. Для полупроводников характерна сильная зависимость проводимости их от температуры, напряженности электрического и магнитного поля, освещенности, сжатия и т.д Охарактеризуйте электрическое сопротивление и проводимость Электрическое сопротивление — электротехническая величина, которая характеризует свойство материала препятствовать протеканию электрического тока. Электропроводность (электрическая проводимость, проводимость) — способность тела (среды) проводить электрический ток, свойство тела или среды, определяющее возникновение в них электрического тока под воздействием электрического поля. Раскройте суть зависимости сопротивления проводника от температуры и объясните сверхпроводимость Чем выше температура, тем больше сопротивление проводника. С повышением температуры, атомы, находящиеся в узлах кристаллической решётки начинают быстрее колебаться, а значит сильнее мешают продвигаться свободным электронам вдоль проводника, т.е. сопротивление проводника возрастает. Сверхпроводимость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения (критическая температура). Расскажите об электрических цепях постоянного тока Электрической цепью постоянного тока называют совокупность устройств и объектов: источников электрической энергии, преобразователей, потребителей, коммутационной, защитной и измерительной аппаратуры, соединительных проводов или линии электропередачи. Раскройте понятие электрического заряда и поясните физические процессы в электрических цепях постоянного тока Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая способность частиц или тел вступать в электромагнитные взаимодействия. Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q. В системе СИ электрический заряд измеряется в Кулонах (Кл). Свободный заряд в 1 Кл – это гигантская величина заряда, практически не встречающаяся в природе. Как правило, Вам придется иметь дело с микрокулонами (1 мкКл = 10–6 Кл), нанокулонами (1 нКл = 10–9 Кл) и пикокулонами (1 пКл = 10–12 Кл) Физические процессы в электрической цепи Электрической цепью называется совокупность технических устройств, образующих пути для замыкания электрических токов и предназначенных для производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии. Любая электрическая цепь предполагает наличие в своей структуре как минимум трех элементов, а именно: источников энергии, приемников энергии и соединяющих их проводов или линий электропередачи. Как известно, носителем энергии является электромагнитное поле, которое сосредоточено как внутри, так и вне проводов. Раскройте суть закона Кулона Он применяется в физике для определения силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов или расстояния между ними. Простыми словами: Чем больший заряд имеют тела и чем ближе они находятся друг к другу, тем больше сила. И наоборот: Если увеличить расстояние межу зарядами — сила станет меньше Расскажите об электромагнитном поле как особой форме материи и назовите его составляющие Магнитное поле представляет собой особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами. Основные свойства магнитного поля: Магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами). Магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток (движущиеся заряды). Магнитное поле существует реально независимо от нас, от наших знаний о нем. (Электромагнитное поле-это такой вид материи, которая возникает вокруг движущихся зарядов. Например, вокруг проводника с током. Электромагнитное поле состоит из двух составляющих это электрическое и магнитное поле. Независимо друг от друга они существовать не могут. Одно порождает другое. При изменении электрического поля тут же возникает магнитное.) Расскажите о влиянии электрического поля на проводники Проводниками называются вещества, содержащие заряды, которые могут в них свободно перемещаться (свободные заряды). К таким веществам относятся, например, металлы, содержащие свободные электроны, и электролиты, содержащие свободные положительно и отрицательно заряженные ионы. Диэлектриками называются вещества, в которых свободные заряды отсутствуют. Однако внутри своих электрически нейтральных молекул они содержат связанные между собой положительные и отрицательные заряды. К таким веществам относятся, например, эбонит, гетинакс, асбоцемент и т.д. При наличии проводников и диэлектриков электрическое поле существует в том же вакууме, как если бы проводники и диэлектрики отсутствовали, а их влияние на электрическое поле сводится к появлению дополнительных зарядов, переместившихся в этих веществах под действием электрического поля и в свою очередь создающих электрическое поле. В проводниках свободные заряды под действием статического электрического поля свободно перемещаются, располагаясь на поверхности проводников Раскройте такие понятия как электродвижущая сила, мощность и коэффициент полезного действия источника электрической энергии Электродвижущая сила - скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил, то есть любых сил неэлектрического происхождения, действующих в электрических цепях постоянного и переменного тока. Мощность — скалярная физическая величина, равная в общем случае скорости изменения, преобразования, передачи или потребления энергии системы. В более узком смысле мощность равна отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени. Выражение для расчета КПД показывает, что коэффициент полезного действия источника или приемника электрической энергии тем выше, чем меньше потери энергии в нем. Раскройте суть преобразования электрической энергии в другие виды энергии и приведите примеры Преобразование электрической энергии в другие виды энергии, в основном используемые в производстве и быту, осуществляется электротехническими устройствами, принцип действия которых основан на способности электрического тока при прохождении через резистивные и реактивные элементы, через воздух и газы при определенных условиях, преобразовываться в тепловую, световую, звуковую и другие виды энергии, а также в электромагнитную энергию (создавать магнитное и электрическое поля). ► Эффективная работа электротехнических устройств — преобразователей энергии — обеспечивается при определенных параметрах электрического напряжения и тока (значение, форма и частота) и управлении ими. Для этого используют специальные преобразователи электрической энергии: трансформаторы, преобразователи частоты, выпрямительные устройства, инверторы, регуляторы напряжения и тока, электрические аппараты и др. Раскройте суть закона Джоуля – Ленца Русский ученый Ленц и английский физик Джоуль одновременно и независимо один от другого установили, что при прохождении электрического тока по проводнику количество теплоты, выделяемое в проводнике, прямо пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого электрический ток протекал по проводнику. Перечислите основные элементы электрических цепей и дайте им краткое определение электрическая цепь состоит 1 - источник электрической энергии ( преобразует какую- либо энергию в электрическую ) 2 - провода соединительные ( соединяют источник и потребителей электроэнергии и потребителей меж собой) 3 - приемники электрической энергии ( преобразуют электрическую энергию в другой вид энергии ) Расскажите о линейных электрических цепях постоянного тока Электрическая цепь называется линейной, если электрическое сопротивление или другие параметры участков, не зависят от значений и направлений токов и напряжений. Электрические процессы линейной цепи описываются линейными алгебраическими и дифференциальными уравнениями. Поясните суть потенциальной диаграммы Потенциальная диаграмма – это графическое изображение изменения потенциала в электрической цепи в зависимости от сопротивлений участков при обходе замкнутого контура, то есть график зависимости Расскажите о топологии электрических цепей и приведите ее основные составляющие Основными топологическими понятиями теории электрических цепей являются ветвь, узел, контур, двухполюсник, четырехполюсник, граф схемы электрических цепей, дерево и связь графо схемы Объясните режимы работы электрических цепей Режим электрической цепи - совокупность режимов работы отдельных ее элементов. Среди бесчисленного множества возможных режимов наиболее характерными являются следующие режимы работы электротехнических устройств: − номинальный; − режим холостого хода; − режим короткого замыкания; − согласованный режим. Раскройте суть закона Ома Закон Ома — эмпирический физический закон, определяющий связь электродвижущей силы источника (или электрического напряжения) с силой тока, протекающего в проводнике, и сопротивлением проводника Закон Ома показывает отношения между напряжением (V), током (I) и сопротивлением (R). Записано это может быть тремя разными способами Раскройте суть первого закона Кирхгофа Первый закон Кирхгофа гласит: весь ток, поступающий в узел, равен всему току, выходящему из узла Раскройте суть второго закона Кирхгофа В любом замкнутом контуре электрической цепи алгебраическая сумма комплексных ЭДС равна алгебраической сумме комплексных напряжений на всех пассивных элементах этого контура Раскройте суть метода расчета цепей постоянного тока путем свертывания Метод заключается в последовательном упрощении схемы путем замены параллельных, последовательных и других («звезда», «треугольник», «многоугольник») соединений сопротивлений эквивалентными сопротивлениями. В конечном виде схема представляет собой контур, состоящий только из источника и эквивалентного сопротивления. По этой схеме находится входной ток. Для нахождения остальных токов и напряжений преобразования ведут в обратном порядке, разворачивая схему. Раскройте суть метода расчета цепей постоянного тока путем наложения Метод наложения — метод расчёта электрических цепей, основанный на предположении, что электрический ток в каждой из ветвей электрической цепи при всех включённых генераторах равен сумме токов в этой же ветви, полученных при включении каждого из генераторов по очереди и отключении остальных генераторов. Метод наложения используется как для расчёта цепей постоянного тока, так и для расчёта цепей переменного тока. Поясните расчет электрических цепей методом узловых напряжений Метод узловых потенциалов — формальный метод расчета электрических цепей путём записи системы линейных алгебраических уравнений, в которой неизвестными являются потенциалы в узлах цепи. В результате применения метода определяются потенциалы во всех узлах цепи, а также, при необходимости, силу тока во всех рёбрах Поясните расчет электрических цепей методом контурных токов Один из методов анализа электрической цепи является метод контурных токов. Основой для него служит второй закон Кирхгофа. Главное его преимущество это уменьшение количества уравнений до m – n +1, напоминаем что m - количество ветвей, а n - количество узлов в цепи. На практике такое уменьшение существенно упрощает расчет. Объясните баланс мощностей Баланс мощностей – это выражение закона сохранения энергии, в электрической цепи. Определение баланса мощностей звучит так: сумма мощностей, потребляемых приемниками, равна сумме мощностей, отдаваемых источниками. То есть если источник ЭДС в цепи отдает 100 Вт, то приемники в этой цепи потребляют ровно такую же мощность. Расскажите о неразветвленных электрических цепях постоянного тока Неразветвленная электрическая цепь характеризуется тем, что на всех ее участках протекает один и тот же ток, а разветвленная содержит одну или несколько узловых точек, при этом на участках цепи протекают разные токи. Расскажите о разветвленных электрических цепях постоянного тока Расчет разветвлённых цепей, например нахождение токов в отдельных ветвях, значительно упрощается, при пользовании правилами Кирхгофа Поясните расчет электрических цепей с последовательным соединением резисторов При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова. При этом общее напряжение в цепи равно сумме напряжений на концах каждого из проводников Поясните расчет электрических цепей с параллельным соединением резисторов При параллельном соединении все входящие в цепь элементы объединены двумя узлами и не имеют связей с другими узлами, если это не противоречит условию Поясните расчет электрических цепей со смешанным соединением резисторов Смешанное соединение резисторов представляет собой сложную электрическую цепь, в которой часть резисторов соединена последовательно, а часть параллельно. Расчет начинают от дальнего участка цепи по отношению к источнику питания. Определяют участок с параллельным или последовательным соединением двух резисторов и высчитывают их общее сопротивление Rобщ. Затем полученное сопротивление складывают с рядом стоящим резистором и т.д. Суть данного метода заключается в уменьшении количества элементов в цепи с целью упрощения схемы и, соответственно, упрощению расчета общего сопротивления. Расскажите о видах и свойствах электротехнических материалов Различают четыре основные группы электротехнических материалов: проводниковые, полупроводниковые, диэлектрические и магнитные. Металлические проводниковые материалы подразделяются на материалы высокой проводимости и сплавы высокого сопротивления. Металлы высокой проводимости используются в тех случаях, когда необходимо обеспечить минимальные потери передаваемой по ним электрической энергии, а сплавы высокого сопротивления, наоборот, в тех случаях, когда необходима трансформация электрической энергии в тепловую. К жидким проводникам относятся расплавы и электролиты. Если при прохождении тока через жидкие проводники на электродах не происходит выделение продуктов электролиза, то они относятся к проводникам первого рода. Расплавы ионных кристаллов и электролиты относятся к проводникам второго рода, так как при прохождении через них тока происходит перенос вещества, а на электродах выделяются продукты электролиза. Газы и парообразные вещества становятся проводниками лишь в определенных диапазонах значений давления, температуры и напряженности электрического поля. Близка к газам по своему агрегатному состоянию особая проводящая среда — плазма. К группе проводящих материалов относятся сверхпроводники. Полупроводниковые материалы чаще всего классифицируются по химическому составу как элементы (простые полупроводники) и соединения (сложные полупроводники). Химические соединения классифицируются далее по количеству составляющих на двухэлементные (бинарные), трехэлементные и многоэлементные. Отдельные составляющие часто обозначаются латинскими буквами А, В, С … с римской (иногда арабской) цифрой в надстрочном индексе, обозначающем принадлежность к группе элементов периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Арабская цифра в подстрочном индексе показывает состав, как и в химической формуле. Объясните понятия электрическое и удельное электрическое сопротивление изоляционных материалов проводников Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему. Удельное электрическое сопротивление (удельное сопротивление) — физическая величина, характеризующая способность материала препятствовать прохождению электрического тока, выражается в Ом·метр. Удельное электрическое сопротивление принято обозначать греческой буквой ρ. Значение удельного сопротивления зависит от температуры в различных материалах по-разному: в проводниках удельное электрическое сопротивление с повышением температуры возрастает, а в полупроводниках и диэлектриках — наоборот, уменьшается. Величина, учитывающая изменение электрического сопротивления от температуры, называется температурный коэффициент удельного сопротивления. Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной проводимостью (удельной электропроводностью). В отличие от электрического сопротивления, являющегося свойством проводника и зависящего от его материала, формы и размеров, удельное электрическое сопротивление является свойством только вещества. Объясните понятие диэлектрической проницаемости изоляционных материалов проводников Термином абсолютной диэлектрической проницаемости вещества εa пользуются при обращении к математической записи закона Кулона. Она, в форме коэффициента εа, связывает вектора индукции D и напряженности E. Объясните понятие тангенса угла диэлектрических потерь изоляционных материалов проводников Способность диэлектрика рассеивать энергию в электрическом поле обычно характеризуют углом диэлектрических потерь, а также тангенсом угла диэлектрических потерь. При испытании диэлектрик рассматривается как диэлектрик конденсатора, у которого измеряется емкость и угол δ, дополняющий до 90° угол сдвига фаз между током и напряжением в емкостной цепи. Этот угол называется углом диэлектрических потерь. Расскажите о магнитном поле и электромагнитной индукции Магнитное взаимодействие движущихся электрических зарядов согласно представлениям теории поля объясняется следующим образом: всякий движущийся электрический заряд создает в окружающем пространстве магнитное поле, способное действовать на другие движущиеся электрические заряды. Перечислите и докажите основные характеристики магнитного поля Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока, электрического поля или электрической поляризации при изменении во времени магнитного поля или при движении материальной среды в магнитном поле Раскройте сущность магнитного потока и потокосцепления в современной науке физическая сущность магнитного потока и магнитной индукции остается не раскрытой. Показывается, что магнитная индукция в любой точке характеризуется скоростью V движения эфира плотностю d и составляет В = d V, а магнитный поток составляет Ф = dVS. В современной науке магнитный поток Ф рассматривается как поток вектора магнитной индукции В и для однородного поля и плоской поверхности S, расположенной перпендикулярно к вектору В, определяется: Ф = ВS Потокосцепление (полный магнитный поток) — физическая величина, представляющая собой суммарный магнитный поток, сцепляющийся со всеми витками катушки индуктивности. Объясните правило Ленца Правило Ленца определяет направление индукционного тока и гласит: Индукционный ток всегда имеет такое направление, что он ослабляет действие причины, возбуждающей этот ток. Дайте характеристику магнитному полю провода с током и магнитному полю катушки Магнитное поле — поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения; магнитная составляющая электромагнитного поля. При пропускании тока через катушку вокруг нее образуется магнитное поле. Чем больший ток протекает по катушке, тем сильнее будет магнитное поле. Его можно фиксировать с помощью магнитной стрелки или металлической стружки. Также магнитное поле катушки зависит от количества витков. Расскажите о ферромагнитных материалах и их свойствах Ферромагнитный материал (или ферромагнетик) – вещество, находящееся в твердом кристаллическом или же аморфном состоянии, которое обладает намагниченностью при отсутствии какого-либо магнитного поля лишь при низкой критической температуре, т. е. при температуре ниже точки Кюри. Магнитная восприимчивость этого материала положительна и превышает единицу. Некоторые ферромагнетики могут обладать самопроизвольной намагниченностью, сила которой будет зависеть от внешних факторов. Кроме всего прочего, такие материалы имеют отличную магнитную проницаемость и способны к усилению внешнего магнитного поля в несколько сотен тысяч раз. Опишите основные понятия переменного электрического тока Переменный ток - электрический ток, который с течением времени t изменяет свою величину I или направление. Для количественной характеристики переменного тока служат следующие параметры. Мгновенные значения тока, напряжения и, ЭДС е — их значения в любой момент времени: i=Im sin ωt; u=Um sin ωt; e=Em sin ωt. Амплитудные значения тока Im, напряжения Um, ЭДС Ет —максимальные значения мгновенных величин I, и и е. Период Т — промежуток времени, в течение которого ток совершает полное колебание и принимает прежнее по величине и знаку мгновенное значение. Период выражают в секундах (с), миллисекундах (мс) и микросекундах (мкс). Угловая скорость ω характеризует скорость вращения катушки генератора в магнитном поле. На практике для получения нужной частоты при относительно малой угловой скорости генераторы имеют несколько пар полюсов р. Циклическая частота f — величина, обратная периоду T, т.е. и характеризующая число полных колебаний тока за 1 с. Единицей циклической частоты является герц (Гц): [f]=1/с=1 Гц. Опишите особенности синусоидального тока Синусоидальный ток представляет собой функцию времени, то есть в отличие от постоянного тока его значение меняется с течением времени. Основными характеристиками синусоидального тока являются – амплитуда, частота и начальная фаза. Расскажите об однофазных электрических цепях синусоидального тока В электрических цепях переменного тока наиболее часто используют синусоидальную форму, характеризующуюся тем, что все токи и напряжения являются синусоидальными функциями времени. В генераторах переменного тока получают ЭДС, изменяющуюся во времени по закону синуса, и тем самым обеспечивают наиболее выгодный эксплуатационный режим работы электрических установок. Кроме того, синусоидальная форма тока и напряжения позволяет производить точный расчет электрических цепей с использованием метода комплексных чисел и приближенный расчет на основе метода векторных диаграмм. При этом для расчета используются законы Ома и Кирхгофа, но записанные в векторной или комплексной форме. Расскажите о простых RLC - цепях переменного тока Основные линейные компоненты электронных схем — это резистор, конденсатор и индуктивность. Если на клеммы этих компонентов подать напряжение и замерить ток, получим определенные законы их взаимодействия. Основной характеристикой резистора служит отношение напряжения к току: «R=v/i», называемое сопротивлением. Объясните виды режимов работы в RLC – цепях Цепь носит активный характер, сдвиг фаз равен нулю, индуктивное и емкостное сопротивления равны. При этом в такой цепи наблюдается резонанс напряжений. Цепь носит индуктивный характер, в этом случае индуктивное сопротивление больше чем емкостное. На векторной диаграмме, как правило, сначала откладывают вектор напряжения на катушке индуктивности, а затем из него вычетают напряжение на конденсаторе. После этого проводят вектор общего напряжения и определяют сдвиг фаз φ. Цепи носит емкостной характер, при этом емкостное сопротивление больше чем индуктивное. Построение векторной диаграммы выполняется аналогично цепи индуктивного характера, за тем исключением, что здесь сдвиг фаз отрицателен и вычитается индуктивное напряжение из напряжения на емкости. Раскройте сущность резонанса напряжений в RLC- цепях переменного тока Явление резонанса в контуре, состоящем из последовательно соединённых катушки индуктивности L, конденсатора C и активного сопротивления R, заключается в резком возрастании амплитуды вынужденных колебаний силы тока при совпадении циклической частоты w генерируемой источником переменной ЭДС e(t) с собственной циклической частотой w0 электромагнитных колебаний в контуре: w0=1/sqrt(LC). Дайте характеристику трехфазным электрическим цепям Трехфазной цепью называют совокупность трех электрических цепей, соединенных между собой, в которых действуют три синусоидальных ЭДС одной и той же частоты и сдвинуты относительно друг друга по фазе. Трехфазная цепь состоит из трех основных элементов: - трехфазного генератора, в котором механическая энергия преобразуется в электрическую; - линии передач со всем необходимым оборудованием; - приемников (потребителей). Расскажите о симметричной и несимметричной трехфазной системе ЭДС Симметричной трехфазной цепью называют трехфазную цепь, в которой комплексные сопротивления всех фаз равны, а ЭДС, токи и напряжения совпадают по амплитуде и сдвинуты по фазе относительно друг друга на углы, равные 1200 Поясните соединение приемников энергии «звездой». При соединении обмоток генератора "звездой " концы всех трех фаз x, y, z соединяются между собой, а от начал выводятся провода, отводящие энергию в сеть. Полученные таким образом три провода называются линейными, а напряжения между любыми двумя линейными проводами – линейными напряжениями Uл. От общей точки соединения концов трех фаз ( нулевой точки ) может быть отведен четвертый провод, называемый нулевым. Напряжение между любым из трех линейных проводов и нулевым проводом называется фазным напряжением.Uф. Поясните соединение приемников энергии «треугольником». При соединении обмоток генератора "треугольником", начало каждой фазы соединяется с концом обмотки другой фазы. Таким образом три фазы генератора образуют замкнутый контур, в котором действует ЭДС , равная геометрической сумме ЭДС , индуктированных в фазах. Линейные провода при соединении треугольником подключены к точкам соединения начала одной фазы и конца другой. Напряжения между линейными проводами равно напряжению между началом и концом одной фазы. Объясните расчет коэффициента мощности в трехфазных цепях  Перечислите основные виды электромагнитных устройств постоянного тока и дайте им краткую характеристику. Существует несколько основных видов источников энергии постоянного тока: механические, превращающие механическую энергию вращения ротора в электрическую энергию; тепловые, в которых в электрическую энергию преобразуется тепловая энергия; химические, в которых в электрическую энергию преобразуется энергия, выделяющаяся в результате химического процесса; световые, превращающие энергию солнечного света в электрическую энергию. Дайте характеристику электрическим машинам постоянного тока Электрическая машина постоянного тока характеризуется следующими основными данными: мощностью (Вт, кВт); напряжением (В, кВ); силой тока (А); частотой вращения вала (c_1)l типом выполнения (закрытый, защищенный, открытый); графиком и характером нагрузки (продолжительная, кратковременная, повторно-кратковременная); пределами регулирования напряжения и тока; типом возбуждения (параллельное, последовательное, смешанное). Расскажите об электрических машинах переменного тока и приведите примеры Машинами переменного тока называются устройства, преобразующие электрическую энергию переменного тока в механическую и наоборот. Машины переменного тока бывают двух видов. Это синхронные машины и асинхронные. У синхронных машин скорость вращения ротора строго зависит от частоты переменного тока. Можно сказать, скорость вращения "синхронна" с частотой тока. Не трудно догадаться, что у асинхронных машин частота вращения в общем случае зависит от нагрузки на валу, а не от частоты питающего тока. Дайте характеристику электрическому приводу и его видам Электропривод – электромеханическая система, служащая для привода в движение функциональных органов машин и агрегатов для выполнения определенного технологического процесса. Электрические приводы состоят из электродвигателя, устройства преобразования, управления и передачи. Электрические приводы обычно классифицируются по различным параметрам и свойствам, присущим им: По виду движения: Вращательные; Поступательные; Реверсивные; Возвратно-поступательные. По принципу регулирования: Нерегулируемый; Регулируемый; Следящий; Программно-управляемый; Адаптивный. Автоматически создает оптимальный режим при изменении условий; Позиционный. По виду передаточного устройства: Редукторный; Безредукторный; Электрогидравлический; Магнитогидродинамический. По виду преобразовательного устройства: Вентильный. Преобразователем является транзистор или тиристор; Выпрямитель-двигатель. Преобразователем является выпрямитель напряжения; Частотный преобразователь-двигатель. Преобразователем является регулируемый частотник; Генератор-двигатель; Магнитный усилитель-двигатель. По методу передачи энергии: Групповой; Индивидуальный; Взаимосвязанный. По уровню автоматизации: Автоматизированные; Неавтоматизированные; Автоматические. По роду тока: Постоянного тока; Переменного тока. По важности операций: Главный привод; Вспомогательный привод. Объясните принцип действия трансформатора 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). Трансформатор осуществляет преобразование переменного напряжения и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике. Поясните режимы работы трансформатора Режим холостого хода. Данный режим характеризуется разомкнутой вторичной цепью трансформатора, вследствие чего ток в ней не течёт. По первичной обмотке протекает ток холостого хода, главной составляющей которого является реактивный ток намагничивания. С помощью опыта холостого хода можно определить КПД трансформатора, коэффициент трансформации, а также потери в сердечнике. Режим нагрузки. Этот режим характеризуется работой трансформатора с подключённым источником в первичной, и нагрузкой во вторичной цепи трансформатора. Во вторичной обмотке протекает ток нагрузки, а в первичной — ток, который можно представить, как сумму тока нагрузки (пересчитанного из соотношения числа витков обмоток и вторичного тока) и ток холостого хода. Данный режим является основным рабочим для трансформатора. Режим короткого замыкания. Этот режим получается в результате замыкания вторичной цепи накоротко. Это разновидность режима нагрузки, при котором сопротивление вторичной обмотки является единственной нагрузкой. С помощью опыта короткого замыкания можно определить потери на нагрев обмоток в цепи трансформатора («потери в меди»). Это явление учитывается в схеме замещения реального трансформатора при помощи активного сопротивления. В режиме однотактного обратноходового преобразователя первичная обмотка трансформатора используется в качестве катушки индуктивности для накопления энергии|энергии на первом такте (прямом ходе) преобразования, что отличает этот режим от режима холостого хода. При подключении первичной обмотки через электронный ключ к источнику постоянного напряжения, ток через первичную обмотку приблизительно линейно нарастает, и трансформатор накапливает энергию в магнитном поле. На этом такте тока через вторичную обмотку не протекает, так как последовательно с нагрузкой обмотки включён диод. После достижения некоторого значения тока в первичной обмотке, первичная обмотка электронным ключом отключается от источника напряжения, ток через неё прекращается и на вторичной обмотке возникает импульс ЭДС самоиндукции с противоположной полярностью, диод открывается, и ток вторичной обмотки подаётся на нагрузку, отдавая запасенную в магнитном поле сердечника трансформатора энергию. Далее описанный процесс периодически повторяется. Преимущества применения трансформатора в этой схеме по сравнению с катушкой индуктивности: имеется гальваническая развязка первичной и вторичной цепей, возможна простая трансформация тока при разных количествах витков первичной и вторичной обмоток и применение разного сечения проводников обмоток. Объясните сущность и определение КПД трансформатора  Объясните принцип работы автотрансформатора Автотрансформатор — вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, они наматываются на одном стержне, мощность передается между обмотками комбинированным способом — путем электромагнитной индукции и электрического соединения.. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения. |