1.Определение электрической мощности и работы постоянного электрического тока. 2. Режимы работы трансформатора. Коэффициент полезного действия. 3. Решите задачу. Огределить индуктивность L катушки, используя результаты двух ОПЫТОв: а) когда катушка включена в сеть переменного тока с напряжением U=200 В и частотой f=50 Гц, ток в катушке I=4 А; б) когда катушка включена в сеть постоянного тока с напряжением U=200 В, ток в катушке 1=5 А. Билет Nº 7 1. Преобразование электрической энергии в тепловую энергию. Напишите и объясните формулу закона Джоуля - Ленца. 2. Изобразите электрическая цепь и ее элементы. Перечислите основные элементы электрической цепи. 3. Решите задачу. Определить общее сопротивление электрической цепи, напряжение и мощность каждого проводника на рис.1 при R1 = 100м, R2 = 250м, R3 = 150м и R4 = 140м. Напряжение источника напряжения U = 16В. Внутренним сопротивлением источника пренебречь. R3 рис. 1 Билет Nº 8 Перечислите способы соединения приёмников электроэнергии. Напишите формулы для расчета эквивалентного (общего) сопротивления. Перечислите и объясните способы регулирование частоты вращения асинхронного электродвигателя Решите задачу. Магнитное поле двигателя трехфазного тока частотой 50Гц вращается с частотой 3000об/мин. Определить, сколько полюсов имеет этот двигатель.

Билет Nº 6

1. Определение электрической мощности и работы постоянного электрического тока.

   • Электрическая мощность (P) – это энергия, потребляемая или вырабатываемая электрическим устройством за единицу времени. Она измеряется в ваттах (Вт). Для постоянного тока мощность определяется формулой: \[ P = U \cdot I \] где \(U\) – напряжение в вольтах, \(I\) – ток в амперах.
   • Работа электрического тока (A) – это продукт мощности и времени. Выражается в джоулях: \[ A = P \cdot t = U \cdot I \cdot t \] где \(t\) – время в секундах.

2. Режимы работы трансформатора. Коэффициент полезного действия.

   • Трансформатор может работать в различных режимах, например, в режиме повышения (step-up) и понижения (step-down) напряжения. Важно также учитывать резонансный режим и режим короткого замыкания, который может возникнуть в случае неисправности.
   • Коэффициент полезного действия (КПД) трансформатора \(η\) определяется как отношение выходной мощности к входной: \[ η = \frac{P_{выход}}{P_{вход}} \cdot 100\% \] КПД показывает, насколько эффективно трансформатор преобразует электрическую энергию.

3. Решите задачу. Определить индуктивность L катушки, используя результаты двух ОПЫТОв: а) Для переменного тока:

   • Импеданс \(Z\) можно найти по формуле: \[ Z = \frac{U}{I} = \frac{200\text{ В}}{4 \text{ А}} = 50 \text{ Ом} \]
   • Для катушки с индуктивностью индуктивный реактивный импеданс определяется как: \[ Z = \sqrt{R^2 + (X_L)^2} \]
   • Из этого уравнения \(X_L = Z\) при идеальных условиях (без сопротивления R): \[ X_L = \omega L = 2 \pi f L \quad (где \; \omega = 2 \pi f) \] \[ L = \frac{Z}{2 \pi f} = \frac{50}{2 \pi \cdot 50} \approx 0.159 \text{ Гн} \]

   б) Для постоянного тока:

   • Сопротивление катушки \(R\) можно найти по: \[ R = \frac{U}{I} = \frac{200\text{ В}}{5 \text{ А}} = 40 \text{ Ом} \]
   • В данном случае индуктивность не влияет на ток, поэтому только сопротивление углубляет понимание, но знать L на постоянном токе не получится без дополнительных параметров.

Билет Nº 7

1. Преобразование электрической энергии в тепловую энергию. Закон Джоуля-Ленца.

   • Закон Джоуля-Ленца утверждает, что количество теплоты \(Q\), выделяемое при протекании тока через проводник, пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению и времени: \[ Q = I^2 \cdot R \cdot t \]
   • Этот закон описывает, как электрическая энергия превращается в теплоту и показывает, что увеличение тока приводит к увеличению выделяемого тепла.

2. Электрическая цепь и её элементы.

   • Основные элементы электрической цепи:
     • Источник напряжения (батарея, генератор)
     • Проводники (провода)
     • Резисторы (сопротивления)
     • Конденсаторы
     • Индукторы (катушки)
   • Электрическая цепь может быть последовательной, параллельной или комбинированной.

3. Решите задачу. Определите общее сопротивление электрической цепи.

   • Для последовательного соединения: \[ R_{общ} = R_1 + R_2 + R_3 + R_4 = 100 + 250 + 150 + 140 = 640 \, \text{м} \]
   • Напряжение на каждом элементе можно найти по: \[ U_i = \frac{R_i}{R_{общ}} \cdot U \]
   • Мощность на каждом элементе: \[ P_i = \frac{U_i^2}{R_i} \]

Билет Nº 8

1. Способы соединения приёмников электроэнергии. Формулы для расчета эквивалентного сопротивления.

   • Способы соединения:
     • Последовательное соединение: \[ R_{экв} = R_1 + R_2 + ... + R_n \]
     • Параллельное соединение: \[ \frac{1}{R_{экв}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ... + \frac{1}{R_n} \]

2. Способы регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя.

   • Способы регулирования:
     • Изменение напряжения питания
     • Использование частотного преобразователя
     • Путем изменения числа полюсов (перемотка статора)
     • Электронные методы (например, с помощью тиристоров)

3. Решите задачу. Определить, сколько полюсов имеет двигатель.

   • Формула для определения полюсов \(P\): \[ N = \frac{120 \cdot f}{P} \]
   • Для двигателей с частотой вращения 3000 об/мин: \[ P = \frac{120 \cdot 50}{3000} = 2 \]
   • Двигатель имеет 2 полюса.