Билет N° 2
Признаки, достоинства и недостатки электрического тока
- Признаки электрического тока:
- Наличие заряда, проходящего через сечение проводника.
- Наличие направления — от положительного к отрицательному полюсу.
- Наличие силы тока, измеряемой в амперах (А).
- Достоинства:
- Высокая эффективность передачи энергии.
- Простота преобразования в другие виды энергии (тепло, свет, механическая).
- Возможность передачи на большие расстояния.
- Недостатки:
- Энергетические потери на сопротивлении проводников.
- Необходимость в защите от коротких замыканий и перегрузок.
- Загрязнение окружающей среды в результате производства электричества (при использовании ископаемых источников).
- Признаки электрического тока:
Формулы зависимости между линейными и фазными величинами при соединении звездой и треугольником:
- Соединение звездой (Y):
- Линейное напряжение: \( U_L = \sqrt{3} \cdot U_{ф} \)
- Линейный ток: \( I_L = I_{ф} \)
- Соединение треугольником (Δ):
- Линейное напряжение: \( U_L = U_{ф} \)
- Линейный ток: \( I_L = \sqrt{3} \cdot I_{ф} \)
- Соединение звездой (Y):
Решение задачи:
Две лампы подключены последовательно, следовательно, ток в цепи будет одинаковым, а напряжение делится между лампами.- Сопротивление ламп:
- Лампа 1: \( R_1 = \frac{U^2_{1ном}}{P_{1ном}} = \frac{110^2}{50} = 242 \, \Omega \)
- Лампа 2: \( R_2 = \frac{U^2_{2ном}}{P_{2ном}} = \frac{110^2}{150} = 80.67 \, \Omega \)
- Общее сопротивление \( R_{total} = R_1 + R_2 = 242 + 80.67 = 322.67 \, \Omega \)
- Сила тока в цепи \( I = \frac{U}{R_{total}} = \frac{220}{322.67} = 0.68 \, A \)
- Напряжения на лампах:
- На первой: \( U_1 = I \cdot R_1 = 0.68 \cdot 242 = 164.16 \, V \)
- На второй: \( U_2 = I \cdot R_2 = 0.68 \cdot 80.67 = 54.94 \, V \)
- Потребляемые мощности:
- Лампа 1: \( P_1 = I^2 \cdot R_1 = 0.68^2 \cdot 242 \approx 106.94 \, W \)
- Лампа 2: \( P_2 = I^2 \cdot R_2 = 0.68^2 \cdot 80.67 \approx 26.22 \, W \)
- Сопротивление ламп:
Билет Nº 3
Определение активной, реактивной и полной мощности однофазного переменного тока:
- Активная мощность (P) — мощность, которая действительно преобразуется в полезную работу, измеряется в ваттах (Вт).
- Реактивная мощность (Q) — мощность, которая колеблется между источником и нагрузкой, не выполняя полезной работы, измеряется в вар (Вар).
- Полная мощность (S) — векторная сумма активной и реактивной мощностей, измеряется в вольт-амперах (ВА): \[ S = \sqrt{P^2 + Q^2} \]
Схема включения амперметра для измерения силы тока:
- Амперметр включается в последовательную цепь.
- Для расширения пределов измерения амперметров используются:
- Шунт (для больших токов);
- Мультиплексоры (для переключения между различными цепями);
- Измерительные трансформаторы.
Решение задачи:
Дана катушка с индуктивным сопротивлением, активным сопротивлением и напряжением.- Подсчитаем:
- Полное сопротивление: \[ Z = \sqrt{R^2 + X_L^2} = \sqrt{40^2 + 30^2} = 50 \, \Omega \]
- Сила тока в цепи: \[ I = \frac{U}{Z} = \frac{120}{50} = 2.4 \, A \]
- Активная мощность: \[ P = I^2 \cdot R = (2.4^2) \cdot 40 = 230.4 \, W \]
- Реактивная мощность: \[ Q = I^2 \cdot X_L = (2.4^2) \cdot 30 = 172.8 \, Var \]
- Полная мощность: \[ S = V \cdot I = 120 \cdot 2.4 = 288 \, VA \]
- Подсчитаем:
Билет Nº 4
Устройство, принцип действия и назначение трансформатора:
- Устройство: трансформатор состоит из двух обмоток (первичной и вторичной), намотанных на замкнутом магнитопроводе.
- Принцип действия: трансформатор работает на основе закона электромагнитной индукции. Изменение магнитного потока в первичной обмотке индуцирует ЭДС в вторичной обмотке.
- Назначение: трансформаторы используются для повышения или понижения напряжения. Они позволяют эффективно передавать электрическую энергию на большие расстояния.
Назначение конденсаторов:
- Конденсаторы используются для накопления и хранения электрической энергии, фильтрации переменного тока, улучшения коэффициента мощности и сглаживания пульсации в выпрямителях.
- Соединение конденсаторов:
- Параллельное: \( C_{общее} = C_1 + C_2 + \ldots + C_n \)
- Последовательное: \( \frac{1}{C_{общее}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \ldots + \frac{1}{C_n} \)
Решение задачи:
Даны значения для расчетов по трансформатору.- ЭДС на первичной обмотке:
- Используем закон трансформаторов: \[ \frac{E_p}{E_s} = \frac{N_p}{N_s} \]
- \( E_s = 220 \, V, N_p = 500 \)
- Количество витков на вторичной обмотке:
- Определяем ЭДС на первичной обмотке и их отношение: \[ E_p = \frac{E_s \cdot N_p}{N_s} \Rightarrow \text{необходима информация о витках вторичной обмотки} \]
- Коэффициент трансформации \( k \): \[ k = \frac{N_p}{N_s} \] где \( N_s \) — подсчитать либо из условия задачи, либо использовать обычную рабочую мощность трансформатора.
- ЭДС на первичной обмотке:
Билет Nº 5
Электрическое сопротивление и проводимость проводников:
- Сопротивление: зависит от материала, длины и площади поперечного сечения проводника: \[ R = \frac{\rho \cdot l}{S} \] где \( \rho \) — удельное сопротивление, \( l \) — длина проводника, \( S \) — площадь поперечного сечения.
- Проводимость (G): \[ G = \frac{1}{R} \]
Основные законы постоянного электрического тока:
- Закон Ома: \( V = I \cdot R \)
- Закон Кирхгофа:
- Первый закон: сумма токов на узле равна нулю.
- Второй закон: сумма напруг на замкнутом контуре равна нулю.
Решение задачи:
Для определения скольжения (в процентах) асинхронного двигателя: \[ S = \frac{(n_{ном} - n_{р})}{n_{ном}} \cdot 100\% \] где \( n_{ном} \) — номинальная частота вращения (для 6 полюсов это 1000 об/мин при частоте 50 Гц), \( n_{р} = 960 \) об/мин.
\[ S = \frac{(1000 - 960)}{1000} \cdot 100\% = 4\% \]
Эти ответы могут быть дополнены и скорректированы в зависимости от требований, исходных данных и спецификации билетов на экзамен.
