Ответы на экзаменационные вопросы по ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ

Учебная программа

ДИСЦИПЛИНЫ «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»

для специальности 17.05 «Машины и аппараты химических производств»

1. Преимущества электрической энергии. Основные электротехнические понятия. Электриче­ский ток. Электрическая цепь. Сила тока. ЭДС. Напряжение. Закон Ома. Работа и мощность в электрической цепи. Закон Джоуля-Ленца.

ОТВЕТ: Преимущества электрической энергии:

- Низкая стоимость централизованного производства электрической энергии.

- Электрическая энергия легко, быстро и экономично передаётся на дальние расстояния.

- Электрическая энергия легко преобразуется в другие виды энергии.

- Потребители электрической энергии отличаются высокой экономичностью и экологической чистотой (чего нельзя сказать о местах её производства).

Основные электротехнические понятия:

Электрический заряд и электрическое поле (ЭЗ и ЭП): Опытным путём установлено, что в природе существует два рода электрических зарядов: «-» - электроны, «+» - протоны, позитроны. Все тела электрически заряжены или электронейтральны (когда действие положительных зарядов скомпенсировано действием отрицательных зарядов). Единицей измерения электрического заряда – Кулон. Электрический заряд в окружающем пространстве создаёт электрическое поле, наличие которого можно определить по силовому воздействию на некоторый пробный электрический заряд.

Электрический ток– это упорядоченное, направленное движение электрических зарядов в пространстве под действием сил электрического поля. Количественно величина тока в электрических цепях характеризуется понятием «сила тока».. Сила тока – это количество электричества, протекающего через поперечное сечение проводника в единицу времени. В зависимости от свойства различных веществ и материалов проводить электрический ток различают:

1. Проводники.

1.1. Проводники первого рода (металлы) – не происходит химических превращений.

1.2. Проводники второго рода (расплавы, растворы, ионизированные газы) – происходят химические превращения.

2. Полупроводники (Si,Ge).

3. Диэлектрики (изоляторы).

Электрическая цепь– это совокупность электротехнических устройств, предназначенных для производства электроэнергии, её передачи или распределения, а также для преобразования в требуемый вид энергии, то есть в работу.

В простейшем случае электрическая цепь содержит:

1. Источник электрической энергии (ИЭЭ). Преобразует первичные виды энергии (химическую и др.) в электрическую.

2. Потребитель (приёмник) электроэнергии. Служит для преобразования электроэнергии в требуемую работу.

3. Соединительные провода или линии электропередач (ЛЭП).

В общем случае электрическая цепь может содержать также различные электротехнические устройства (регулирующие, защитные, коммутирующие, сигнальные), а также электроизмерительные приборы.

Виды первичной электроэнергии	Источник электроэнергии	Линии электропередач			Потребитель электроэнергии	Работа
Световая (лучистая)	Фотоэлемент		→ → → → → → → →		Электронагреватель (ЭН) (электрическая лампа)	Тепловая
Механическая	Электромеханический генератор				Газоразрядные лампы, светодиоды.	Световая
Химическая	Гальванический элемент				Электродвигатель (ЭД)	Техническая
Тепловая	Термоэлементы и термопары				Аккумулятор, гальваника	Химическая

При протекании электрического тока по электрической цепи происходит преобразование электроэнергии источника в другой вид энергии, то есть источник совершает в цепи некоторую работу. Количественной мерой этой работы является ЭДС. ЭДС– работа, совершаемая источником электроэнергии при перемещении единицы количества электричества по замкнутой цепи.. При рассмотрении участка цепи вводится понятие «разность потенциалов» или «напряжение». Напряжение характеризуется работой, совершаемой источником электроэнергии между двумя рассматриваемыми точками.,.

Закон Омаустановлен опытным путём и описывает взаимосвязь между напряжением и током в электрической цепи: ток в электрической цепи прямо пропорционален приложенному напряжению:, где- коэффициент пропорциональности Если, то цепь линейна, если(переменный), то цепь не линейная.- проводимость.

- для постоянного тока.,- для переменного тока.

Мощность в цепи переменного тока:,,- количество электричества.,. В цепи переменного ток происходит энергетический процесс преобразования и обмена электроэнергии, скорость которой характеризуется понятиемполная мощность..- полная мощность. В случае преобразования электроэнергии в другие виды энергии, этот процесс характеризуется понятиемактивная мощность. Активная мощность определяетсязаконом Джоуля-Ленца:. Процесс обратимого обмена электроэнергии между переменными электромагнитными полями в электрической цепи характеризуется понятиемреактивная мощность.. Действующее значение переменного тока эквивалентно такому постоянному току, который оказывает такой же тепловой эффект, что и при протекании переменного тока..,,.