Тема 1.5. Электрические цепи однофазного переменного тока.

Переменный ток: определение, получение синусоидальных ЭДС и тока, их уравнения. Характеристики синусоидальных величин: амплитуда, фаза, начальная фаза, угловая частота, период, частота, мгновенные значения. Действующее значение переменного тока. Волновая и векторная диаграммы.

Элементы и параметры электрических цепей переменного тока. Цепь с активным сопротивлением, цепь с индуктивностью, цепь с емкостью: уравнения, векторные диаграммы, мощность активная и реактивная и их определение в каждой цепи.

Цепи с активными и реактивными элементами R и L, R и C, векторные диаграммы, активное и реактивное сопротивления, активные и реактивные мощности, треугольники соротивлений, мощностей. Последовательное соединение R, L, C. Резонанс напряжений. Параллельное соединение R, L, C. Резонанс токов и напряжений.

Литература: Л.1, гл. 5, стр. 116-129.

Задачи и вопросы для самопроверки:

1. Что называют мгновенным амплитудным и действующим значениями переменного тока и напряжения? К каким из этих значений относятся стандартные напряжения 127, 220, 380, 660 В?

2. Определите период и частоту переменного тока, если угловая частота равна 314 рад/с.

Ответ: 0,02 с, 50 Гц.

3. Как определить: какая из синусоидальных величин опережает по фазе другую?

4. В чем заключается явление резонанса напряжений? Каковы его последствия? Почему при резонансе напряжения на катушке и конденсаторе могут превышать напряжение в сети?

5. Определить сопротивление конденсатора емкостью 5 мкФ при частоте переменного тока 50 Гц. При какой частоте его сопротивление уменьшится в 10 раз?

Ответ: 637 Ом, 500 Гц.

Тема 1.6. Трехфазные электрические цепи.

Трехфазная система токов. Основные свойства, понятия и соотношения трехфазных цепей.

Трехфазные электрические цепи: соединение электроприемников звездой, соединение электроприемников треугольником. Основные соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями.

Литература: Л.1, гл. 6, стр. 164-180.

Задачи и вопросы для самопроверки:

1. Какими преимуществами обладает трехфазная система перед однофазной?

2. Приведите соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами при соединении звездой и треугольником.

3. Три одинаковых резистора соединили звездой и включили в сеть с линейным напряжением . Затем резисторы соединили треугольником и включили в ту же сеть. Во сколько раз изменились линейные токи при таком переключении резисторов?

Ответ: в 3 раза.

4. В каких случаях применяют четырехпроводную систему? Какова в ней роль нулевого провода?

5. Как определить активную, реактивную и полную мощности в треугольной цепи при симметричной и несимметричной нагрузках?

Тема 1.7. Трансформаторы.

Назначение трансформаторов, классификация. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора, коэффициент трансформации. Потери энергии в трансформаторе и КПД трансформатора.

Литература: Л.1, гл. 7, стр. 182-196.

Задачи и вопросы для самопроверки:

1. Поясните роль трансформатора в энергетической системе при передаче и распределении электрической энергии.

2. Укажите назначение и устройство основных элементов трансформатора.

3. Почему практически коэффициент трансформации можно определить отношением напряжением обмоток именно при холостом ходе трансформатора?

4. Число витков в первичной обмотке , . Определите напряжение холостого хода вторичной обмотки, если трансформатор включен в сеть с напряжением 220 В. Найти вторичный ток, если при подключении ко вторичной обмотке активной нагрузки первичный ток А.

Ответ: 1100 В, 2 А.

5. Какие потери мощности имеют место в трансформаторе при нагрузке?