2. Повний опір електричного кола

Потужність — робота, що виконана за одиницю часу, або енергія, передана за одиницю часу.Зазвичай позначається латинською літерою W, вимірюється у Ватах. Іншою одиницею вимірювання, яка ще й досі широковикористовується, є кінська сила.Потужність є важливою характеристикою двигунів.

Білет 5

1.Зако́н О́ма — це твердження про пропорційність сили струму в провіднику прикладеній напрузі.

Закон Ома справедливий для металів і напівпровідників при не надто великих прикладених напругах. Якщо для елемента електричного кола справедливий закон Ома, то говорять, що цей елемент має лінійну вольт-амперну характеристику.В повному колі окрім опору навантаження є ще джерело живлення, яке має свій власний внутрішній опір. Сила струму в ньому визначається формулоюде   — електрорушійна сила,   — опір навантаження,   -внутрішній опір джерела струму.

Закон Ома для ділянки кола:  Сила струму на ділянці кола прямо пропорційна прикладеній напрузі і обернено пропорційна опорові цієї ділянки

2. (Дивитись 1 білет )

Білет 6

1.Пито́мий о́пір — кількісна характеристика речовини, якою визначається здатність створювати опір електричному струму.

Питомий опір провідників зростає зі збільшенням температури. Це явище зумовлене посиленням хаотичного руху атомів, а отже збільшенням частоти розсіяння носіїв заряду. Для напівпровідників питомий опір здебільшого зменшується при підвищенні температури, з-за росту концентрації носіїв заряду.

2 — загальний електричний опір, який чинить коло електричне, що має як активний (омічний) опір R, так і реактивний опір (ємнісний Xc та індуктивний ХL), проходженню змінного електр. струму. Визначається формулою:

Чисельно дорівнює також відношенню макс.

значення напруги до макс. значення струму.

У Міжнародній системі одиниць (СІ) вимірюється в омах.

Білет 7

1 Послідовне та паралельне з’єднання провідників

Споживачі електричного струму можна поєднати двома способами: послідовно та паралельно.

Закономірності послідовного з’єднання провідників:

1. сила струму на будь-яких ділянках кола однакові

2. повна напруга в колі дорівнює сумі напруг на окремих ділянках;

3. загальний опір кола дорівнює сумі опорів окремих провідників.

4. Закономірності паралельного з’єднання провідників:

5. сила струму в колі дорівнює сумі сил струмів на окремих провідниках;

6. напруга в колі така ж сама, як і на кінцях окремих провідників;

7. величина, обернена до загального опору провідників, дорівнює сумі величин, обернених до опорів окремих провідників.

Білет 8

1 Потужність електричного струму — фізичнаHYPERLINK "http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D1%96%D0%B7%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B0_%D0%B2%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%B8%D0%BD%D0%B0" величина, що характеризує швидкість передачі або перетворення електричноїHYPERLINK "http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B0_%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D1%96%D1%8F" HYPERLINK "http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B0_%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D1%96%D1%8F"енергії.

Закон Джоуля – Ленца Роботу, яку виконує джерело струму з ЕРС, визначають за формулою: Енергія джерела струму перетворюється частково або повністю у внутрішню енергію провідника або в механічну енергію. Скориставшись законом Ома, роботу можна виразити через силу струму або напругу: Потужність електричного струму дорівнює відношенню роботи А до часу t, протягом якого вона виконується:

2 законом Ома для ділянки кола: сила струму прямо пропорційна напрузі й обернено пропорційна опору провідника: - закон Ома I - сила струму U - напруга R – опір Закон Ома для повного кола- В повному колі окрім опору навантаження є ще джерелоHYPERLINK "http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B6%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BB%D0%BE_%D0%B6%D0%B8%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F" HYPERLINK "http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B6%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BB%D0%BE_%D0%B6%D0%B8%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F"живлення, яке має свій власний внутрішнійHYPERLINK "http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BD%D1%83%D1%82%D1%80%D1%96%D1%88%D0%BD%D1%96%D0%B9_%D0%BE%D0%BF%D1%96%D1%80" HYPERLINK "http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BD%D1%83%D1%82%D1%80%D1%96%D1%88%D0%BD%D1%96%D0%B9_%D0%BE%D0%BF%D1%96%D1%80"опір. Сила струму в ньому визначається формулою

де  — електрорушійнаHYPERLINK "http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%95%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%80%D1%83%D1%88%D1%96%D0%B9%D0%BD%D0%B0_%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B0" сила,  — опір навантаження, -внутрішній опір джерела струму.

Узагальнений закон Ома (закон Ома для неоднорідної ділянки кола)-Добуток сили струму на опір для неоднорідної ділянки кола дорівнює сумі різниці потенціалів на цій ділянці та Е.Р.С. всіх джерел електричної енергії, які ввімкнуто на даній ділянці кола

Білет 9

1.Сума струмів що входить в електричний вузол рівна сумі струмів шо виходить з нього.

2.Реакти́вний о́пір (реактанс англ. reactance) величина, що характеризує опір що надається змінному струму електричною ємністю і індуктивністю кола (її ділянки).Вимірюється в Омах.

Акти́вний о́пір (резиста́нс)— частина повного опору електричного кола змінному струмові, яка поглинає електричну енергію і визначається вживаною потужністю P та струмом I в колі за формулою

.

Білет 10

1. Сума спадів напруг на зовнішній ділянці кола рівна ЕРС джерела

2. Резонанс напруг

Резонанс напруг можливий у нерозгалуженій ділянці ланцюга, схема якого містить індуктивний L, ємнісний С и резистивный R елементи, тобто в послідовному коливальному контурі. Назва "резонанс напруг" відбиває рівність діючих значень напруг на ємнісному й індуктивному елементах при протилежних фазах, на якій обрана початкова фаза напруги. 

Білет 11

Метод вузлових та контурних рівнянь. Мета розрахунку: визначити струми у вітках по заданих ЕРС і опорах.Правила розрахунку:

1. Загальна кількість рівнянь дорівнює числу невідомих струмів, тобто числу віток.

2. Вибрати довільно напрямок струмів. Струми, спрямовані до вузла, вважаються позитивними, від вузла - негативними.

3. Скласти вузлові рівняння (за 1-им законом Кірхгофа). Кількість рівнянь дорівнює числу вузлів мінус 1.

4. Скласти контурні рівняння (за 2-им законом Кірхгофа). Кількість контурних рівнянь дорівнює різниці загальної кількості рівнянь та кількості вузлових рівнянь. 

При цьому слід вибирати найбільш прості контури, тобто контури з меншим числом джерел ЕРС і опорів, а в кожному новому контурі повинна знаходитися хоча б одна вітка, що не входить до контурів, для котрих уже складені рівняння. Обхід контуру вибирають довільно. Позитивними вважають ЕРС, напрямок яких збігається з напрямком обходу контуру. Падіння напруги на опорі позитивне там, де напрямок струму збігається з напрямком обходу. Оскільки напрямок струму вибирається довільно, то якщо при розрахунку утвориться негативне значення, то в дійсності струм протікає у зворотному напрямку.Розглянемо приклад

Білет 12

2. Діючі значення напруги і сили струму. У колі змінного синусоїдального струму напруга сила струму весь час змінюються. Виникає питання, яке значення сили струму чи напруги прийняти за характеристики цього струму. Середні значення сили струму напруги за період дорівнюють нулю і не можуть служити їх характеристиками. Можна, звичайно, користуватися амплітудними значеннями, але з ряду міркувань в електротехніці і радіотехніці користуються переважно не амплітудними значеннями сили струму і напруги, а так званими діючими. Ознайомимося з цими поняттями і встановимо зв'язок між діючими й амплітудними значеннями. Найзручніше це зробити, розглядаючи потужність, яка виділяється в провіднику під час проходження змінного струму.

Білет 13

2. резистор – це пасивний лінійний елемент електричного кола із двома виходами, струм в якому задовільняє закон Ома. Основною характеристкою резистора є його електричний опір. Резистор використовується для обмеження струму в електричному колі. Резистори являються найбільш розповсюдженими пасивними компоненти електронної апаратури, за допомогою яких здійснюється регулювання та розподіл електричної енергії між електричними колами та елементами схем. Однією з основних характеристик є розсіювана потужність. Потужність, що розсіюється, це потужність, яку резистор може розсіятибез пошкодження. У кожної речовини є свій опір, у деяких він дуже великий (дерево, пластмаса), у інших маленький (метали, рідини). Опір залежить від матеріалу (у золота він буде менше ніж у алюмінію), від довжини провідника (залежність пряма: чим довше тим більше опір) і від площі зрізу провідника (чим площа більше тем опір менше).

Білет 14

1. Конденсáтор (рос. конденсатор, англ. capacitor; нім. Kondensator m) — система з двох чи більше електродів (обкладок), які розділені діелектриком, товщина якого менша у порівнянні з розміром обкладок. Така система має взаємну електричну ємність і здатна зберігати електричний заряд.

2. Усі реальні електротехнічні пристрої мають електричний опір R, індуктивність L і ємність С, які є параметрами електричного кола змінного струму. Проте вплив кожного з параметрів на струм у колі різний; тому в деяких випадках з розрахункової схеми вилучають ті, вплив яких незначний.

Отже, схема електричного кола змінного струму характеризується одним із зазначених параметрів R, L, С або комбінацією їх при різних способах з'єднання елементів.

Білет 15

1. Змі́нний струм — електричний струм, сила якого періодично змінюється з часом.

Здебільшого коливання струму відбуваються за гармонічним законом

Основні параметри змінної синусоїдальної величини:

1) миттєве значення (позначається малими літерами: струм - i, напруга - u, ЕРС - е) - значення змінної величини в будь-який момент часу t;

2) амплітудне значення (позначається великими літерами з індексом "m",  струм - I_m, напруга - U_m, ЕРС - Е_m) - найбільше миттєве значення   величини, що періодично змінюється за синусоїдальним законом;

3) період (позначається Т, [c]) - найменший інтервал часу, після закінчення якого  миттєві  значення змінної величини повторюються в тій же послідовності;

4) циклічна частота (позначається f=1/T, [Гц]) - величина, зворотня по відношенню до періоду, виражає кількість періодів у секунду.

5) кутова частота:

2. Опір індуктивний, величина, що характеризує опір, що надається змінному струму індуктивністю ланцюга (її ділянки); вимірюється в омах . В разі синусоїдального струму С. і. x _L виражається у вигляді твору w L, де w — кутова частота струму, L — індуктивність ланцюга. С. і. дорівнює відношенню амплітуди напруги на затисках ланцюга, що має індуктивний характер (що володіє малим опором активним і чималою індуктивністю: такий ланцюг можна вважати еквівалентним індуктивності котушці ) , до амплітуди струму в ній. При постійному струмі в котушці (w = 0) С. і. дорівнює нулю. Коли через котушку протікає змінний струм, електрична енергія передається від джерела струму магнітному полю котушки і потім назад, причому середня за період потужність дорівнює нулю, тому С. і. називається реактивним.

Білет 16

1. 1.Пито́мий о́пір — кількісна характеристика речовини, якою визначається здатність створювати опір електричному струму.

Питомий опір провідників зростає зі збільшенням температури. Це явище зумовлене посиленням хаотичного руху атомів, а отже збільшенням частоти розсіяння носіїв заряду. Для напівпровідників питомий опір здебільшого зменшується при підвищенні температури, з-за росту концентрації носіїв заряду.

2 — загальний електричний опір, який чинить коло електричне, що має як активний (омічний) опір R, так і реактивний опір (ємнісний Xc та індуктивний ХL), проходженню змінного електр. струму. Визначається формулою:

Чисельно дорівнює також відношенню макс.

значення напруги до макс. значення струму.

У Міжнародній системі одиниць (СІ) вимірюється в омах.

2. Сума спадів напруг на зовнішній ділянці кола рівна ЕРС джерела

Білет 17

2. Змі́нний струм — електричний струм, сила якого періодично змінюється з часом.Здебільшого коливання струму відбуваються за гармонічним законом

Змінний струм виникає в електричному колі зі змінною напругою. Коливання напруги відбуваються за подібним законом, проте, в загальному випадку із зсувом фази  Перевагою змінного струму є те, що його легше виробляти й передавати до споживача. Постійний струм можна отримати зі змінного за допомогою випрямлення.

Білет 18

У випадку змінного струму закон Ома можна розширити, включивши в розгляд також елементи електричного кола, які характеризуються ємністю й індуктивністю. Змінний струм проходить через конденсатор, випереджаючи за фазою напругу. В індуктивності змінний струм відстає за фазою від напруги. Проте в обох випадках амплітуда змінного струму пропорційна амплітуді прикладеної змінної напруги. Математично це можна описати, ввівши комплексні опори (імпеданси).

Тоді можна записати

де U — амплітуда змінної напруги, I — амплітуда змінного струму, Z — імпеданс.