- •Пособие по теории линейных электрических цепей постоянного тока с сосредоточенными параметрами
- •Рецензенты:
- •Содержание
- •Перечень сокращений и условных обозначений
- •Введение
- •1 Основные явления электромагнитного поля, применяемые в теории электрических цепей
- •1.1 Основные определения и законы электростатического и электрического полей
- •1.1.1 Напряженность электрического поля, закон Кулона для электрических зарядов, падение напряжения, электрический потенциал, разность потенциалов
- •1.1.2 Проводники, диэлектрики и полупроводники
- •1.1.3 Электрические токи проводимости, переноса и смещения
- •1.1.4 Электродвижущая сила (эдс)
- •1.1.5 Вопросы для самопроверки
- •1.1.6 Тесты
- •1.2 Основные понятия и законы магнитного поля
- •1.2.1 Магнитная индукция и напряженность магнитного поля
- •1.2.2 Понятие магнитного потока
- •1.2.3 Закон полного тока
- •1.3 Явление электромагнитной индукции
- •1.3.1 Закон электромагнитной индукции
- •1.3.2 Электродвижущая сила самоиндукции и коэффициент самоиндукции
- •1.3.3 Электродвижущая сила взаимной индукции. Взаимная индуктивность контуров. Принцип электромагнитной инерции.
- •1.3.4 Энергия магнитного поля катушки индуктивности, плотность энергии магнитного поля
- •1.3.5 Вопросы для самопроверки
- •1.3.6 Тесты
- •2 Основные понятия и законы теории электрических цепей
- •2.1 Электрическая цепь и ее основные элементы
- •2.2 Пассивные идеальные элементы
- •2.2.1 Идеальный резистор
- •2.2.2 Идеальная катушка индуктивности
- •Пример 2.2.
- •Пример 2.3.
- •Пример 2.5.
- •2.2.3 Идеальный конденсатор
- •Пример 2.6.
- •Пример 2.7.
- •Пример 2.8.
- •2.2.4 Схемы замещения реальных электротехнических устройств
- •2.2.5 Линейные и нелинейные идеальные пассивные элементы и электрические цепи
- •2.2.6 Электрические цепи с сосредоточенными и распределенными параметрами
- •2.2.7 Вопросы для самопроверки
- •2.2.8 Тесты
- •2.3 Активные идеальные элементы
- •2.4 Основные топологические понятия схемы электрической цепи
- •2.5 Основные задачи теории электрических цепей
- •2.6 Основные законы теории электрических цепей
- •2.7 Вопросы для самопроверки
- •2.8 Тесты
- •3 Линейные электрические цепи постоянного тока с сосредоточенными параметрами
- •3.1 Основные положения и законы
- •3.1.1 Определение линейных электрических цепей постоянногго тока и законы Кирхгофа
- •3.1.2 Закон Ома для ветви, содержащей эдс
- •3.1.3 Потенциальная диаграмма
- •3 Рисунок 3.3 – Потенциальная диаграмма .1.4 Баланс мощностей
- •3.2 Метод эквивалентного преобразования электрических цепей
- •3.2.1 Сущность и цель преобразований
- •3.2.2 Расчет цепи при последовательном соединении элементов и закон Ома для ветви, содержащей эдс
- •3.2.3 Расчет цепи при параллельном соединении элементов
- •3.2.4 Расчет цепи при смешанном соединении элементов
- •Пример 3.3.
- •3.2.5 Эквивалентные преобразования резисторов, включенных в виде «треугольника» или трехлучевой «звезды»
- •П ример 3.5.
- •3.2.6 Эквивалентные преобразования участков цепи с источниками энергии
- •Пример 3.6.
- •3.2.7 Вопросы для самопроверки
- •3.2.8 Тесты
- •3.3 Метод непосредственного применения законов Кирхгофа
- •3.3.1 Обоснование последовательности расчета
- •3.3.2 Матричная форма уравнений по методу непосредственного применения законов Кирхгофа (мнз).
- •3.3.3 Примеры расчета по методу непосредственного применения законов Кирхгофа Пример 3.7.
- •3.4 Метод контурных токов (мкт)
- •3.4.1 Обоснование последовательности расчета
- •3.4.2 Последовательность расчёта по методу контурных токов
- •3.5 Метод узловых потенциалов (муп)
- •3.5.1 Обоснование метода
- •3.5.2. Последовательность расчета задач методом узловых потенциалов
- •3.6 Основные теоремы теории линейных электрических цепей
- •3.6.1 Входные, взаимные проводимости и входное сопротивление
- •3.6.2 Теорема взаимности
- •3.6.3 Теорема наложения (суперпозиций)
- •3.6.4 Теорема об эквивалентном генераторе (теорема Тевенена)
- •3.6.5 Теорема об эквивалентном источнике тока (теорема Нортона)
- •3.6.6 Метод эквивалентного генератора
- •3.6.7 Условие передачи максимальной мощности от активного двухполюсника в нагрузку (приемник)
- •3.6.8 Теорема компенсации
- •3.6.9 Линейные соотношения в линейных электрических цепях
- •3.6.10 Вопросы для самопроверки
- •3.6.11 Тесты
- •Ответы к тестам
- •Тема 1.1 Основные определения и законы электростатических и электрических полей.
- •Тема 2.2 Пассивные идеальные элементы
- •Библиографический список
2.2.7 Вопросы для самопроверки
Дать определение источников электрической энергии.
Сформулировать понятие электрической цепи.
С помощью каких средств возможна передача электрической энергии?
Дать определение приемников электрической энергии.
Какое изображение называют электрической схемой?
Чем отличаются активные части электрической цепи от пассивных частей цепи?
В чем отличие идеального элемента от реального элемента?
Какое свойство приписывается идеальному резистору?
Какова физическая природа сопротивления металлов току?
Сформулировать закон Ома в дифференциальной форме.
Какое свойство приписывают идеальной катушке индуктивности?
Какова физическая природа сопротивления идеальной катушки индуктивности току?
Как определить режим работы идеальной катушки индуктивности (режим генератора или режим приемника)?
Как определить линейный или нелинейный характер идеальной катушки индуктивности?
Вывести формулу энергии магнитного поля идеальной катушки индуктивности,
.Что характеризует величина емкости? Какое одно физическое свойство приписывают идеальному конденсатору?
Дать определение электрического тока смещения и плотности тока электрического смещения.
Какова природа сопротивления идеального конденсатора синусоидальному току?
В каком отношении находятся ток электрического смещения конденсатора и ток проводимости в подводящих проводниках к конденсатору?
Дать определение схемы замещения реального электротехнического устройства.
Сформулировать определение нелинейных и линейных идеальных пассивных элементов.
Дать определение линейных и нелинейных электрических цепей.
Какие цепи называют цепями с сосредоточенными параметрами?
Дать определение электрических цепей с распределенными параметрами.
Привести примеры схем замещения электрических цепей с распределенными и сосредоточенными параметрами.
2.2.8 Тесты
По какой формуле можно вычислить емкость плоского конденсатора?
А |
Б |
В |
Г |
|
|
|
|
Электрический заряд на одной пластине конденсатора + 3 Кл, на другой – 3 Кл. Напряжение между пластинами 10 кВ. чему равна электрическая емкость конденсатора?
А |
Б |
В |
Г |
250 мФ |
500 мкФ |
300 мФ |
50 мкФ |
Плоский конденсатор подключен к источнику постоянного тока. Как изменится заряд на пластинах конденсатора, если, не отсоединяя конденсатора от источника, медленно увеличить расстояние в 3 раза больше предыдущего значения?
А |
Б |
В |
Г |
Уменьшится в 2 раза |
Не изменится |
Увеличится в 2 раза |
Уменьшится в 3 раза |
Конденсатор был заряжен до 100 В. При разрядке конденсатора в электрическом поле выделилась энергия 0,8 Дж. Какой заряд был на обкладке конденсатора?
А |
Б |
В |
Г |
0,2 Кл |
0,016 Кл |
10-7 Кл |
0,01 Кл |
Плоский воздушный конденсатор подключили к источнику постоянного напряжения. Как изменится напряженность электрического поля конденсатора, если, не отключая его от источника, пространство между обкладками заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью 7?
А |
Б |
В |
Г |
Увеличится в 7 раз |
Уменьшатся в 7 раз |
Не изменится |
Увеличится в 2 раза |
Два конденсатора одинаковой емкости соединены последовательно. Как изменится емкость батареи конденсаторов, если их соединить параллельно?
А
Б
В
Г
Увеличится
в 4 раза
Не изменится
Уменьшится
в 2 раза
Увеличится
в 2 раза
К заряженному конденсатору параллельно подключают еще три таких же конденсатора, но не заряженных. Как изменится общая энергия электрического поля конденсаторов, если заряженный конденсатор подключен к источнику постоянной ЭДС
А |
Б |
В |
Г |
Увеличится в 2 раза |
Уменьшится в 4 раза |
Увеличится в 4 раза |
Не изменится |
Как изменится емкость единицы длины одножильного кабеля, если радиус внутренней жилы и внутренний радиус оболочки увеличить в два раза?
А |
Б |
В |
Г |
Увеличится в 2 раза |
Уменьшится в 2 раза |
Не изменится |
Увеличится в 4 раза |
Как изменится емкость единицы длины двухпроводной линии, если расстояние между осями проводов увеличить в два раза?
А |
Б |
В |
Г |
Увеличится |
Уменьшится |
Не изменится |
Уменьшится в 2 раза |
Определить мощность, потребляемую электрической лампочкой, подключенной в сеть постоянного напряжения 220 В, если известно, что сопротивление нити лампы 242 Ома.
А |
Б |
В |
Г |
50 Вт |
80 Вт |
200 Вт |
60 Вт |
Определить количество тепла, которое появляется в проводнике за 2,5 минуты, если величине тока в проводнике достигает 5 А, а напряжение на концах проводника 400 В.
А |
Б |
В |
Г |
8 кДж |
300 кДж |
21 кДж |
160 кДж |
Рассчитать магнитное потокосцепление для прямоугольной плоской рамки, выполненной из W витков тонкой проволоки и помещенной в равномерное магнитное поле так, что ось ее вращения оказывается перпендикулярной к направлению поля. Ширина рамки d, длина – l.
А |
Б |
В |
Г |
|
|
|
|
Рассчитать энергию, запасенную во внешнем магнитном поле идеальной катушки индуктивности, обладающей индуктивностью L = 0,4 Гн при неизменном токе 20 А.
А |
Б |
В |
Г |
2 Дж |
300 Дж |
10 Дж |
80 Дж |
При каких условиях две линии равной длины l, но с круглыми проводами разных поперечных сечений
и с различными расстояниями d
между осями проводов обладают одинаковой
внешней индуктивностью?
А |
Б |
В |
Г |
|
|
|
|
Каким образом внешняя индуктивность единицы длины провода L0 может быть значительно увеличена?
А |
Б |
В |
Г |
Увеличением магнитной проницаемости среды вокруг провода |
Увеличением магнитной проницаемости провода |
Уменьшением магнитной проницаемости провода |
Увеличением радиуса провода (сечения) |
В каком положении в пространстве по отношении к линии плоская катушка индуктивности прямоугольной формы будет иметь величину коэффициента взаимной индукции с воздушной двухпроводной линией максимального значения?
А |
Б |
В |
Г |
В одной плоскости |
В разных плоскостях |
Взаимноперпендикулярных плоскостях |
Взаимноперпендикулярных плоскостях |
При каком условии коэффициент взаимной индукции между двухпроводной линией (рисунок 2.7.) и квадратной рамкой достигает нулевого значения?
А |
Б |
В |
Г |
|
|
|
|
Энергия магнитного поля катушки с кольцевым сердечником вычисляется по формуле
А |
Б |
В |
Г |
|
|
|
|
