Экзаменационные вопросы

по учебному предмету «Электротехника»

по специальности 3-94 01 51

«Монтаж и эксплуатация охранно-пожарной сигнализации»

1 Дайте определение электрической цепи, назовите примеры источников и приемников электрической энергии, нарисуйте схему электрической цепи (с источником э.д.с. и резистором). Дайте определение электрического тока, электрического напряжения.

Электрическая цепь состоит из источника электрической энергии (гальванического элемента, аккумулятора, генератора и т. п.), потребителей или приемников электрической энергии (ламп накаливания, электронагревательных приборов, электродвигателей и т. п.) и соединительных проводов, соединяющих источник электрической энергии с потребителем. Источник электрической энергии дает электрическую энергию, потребитель эту энергию преобразует в другие виды энергии: свет, тепло, движение и т. д. На электрических схемах элементы цепи показывают с помощью условных графических изображений.

Направленное движение электрических зарядов по проводнику носит название электрического тока. Направление тока показывается от+ к -.

Чтобы электрический ток проходил по цепи, нужно непрерывно поддерживать разность потенциалов на полюсах источника электрической энергии, к которому присоединена электрическая цепь. .Внутри источника электрической энергии действует сила, которая устанавливает и поддерживает разность потенциалов на зажимах источника, вызывает ток в цепи, преодолевая ее внешнее и внутреннее сопротивления, она называется электродвижущей силой (сокращенно э.д.с.) и обозначается буквой Е.

Электродвижущая сила источников электрической энергии возникает под влиянием причин, специфических для каждого из них. В химических источниках электрической энергии (гальванических элементах, аккумуляторах) э.д.с. получается в результате химических реакций, в генераторах э.д.с. возникает вследствие электромагнитной индукции, в термоэлементах - за счет тепловой энергии.

Разность потенциалов, вызывающая прохождение тока через сопротивление участка электрической цепи, называется напряжением между концами этого участка. Электродвижущая сила и напряжение измеряются в вольтах^*. Для измерения э.д.с. и напряжения служат особые приборы - вольтметры

Единицей величины тока является 1 ампер, определяемый как количество электричества в 1 кулон, прошедшего через поперечное сечение проводника в 1 секунду, т. е.

Ток в цепи измеряется – амперметром

Ток, не изменяющийся по величине и по направлению, называется постоянным током.

Постоянный ток дают гальванические элементы, аккумуляторы, генераторы постоянного тока.

2 Дайте понятие электрического сопротивления, проводимости. Как рассчитываются последовательное ипараллельное соединение сопротивлений.

Во всех элементах электрической цепи происходит преобразование энергии, т е элементы цепи обладают сопротивлением направленному движению зарядов.

Под сопротивлением погимают :

- свойство материала, провода или прибора,

электроны, проходя по проводнику, встречают сопротивление своему движению. При прохождении электрического тока через проводник последний нагревается. Электрическим сопротивлением проводника (оно обозначается латинской буквой r) обусловлено явление преобразования электрической энергии в тепло-вую при прохождении электрического тока по проводнику.

- спротивлением называют устройство (эектрорадиоэлемент), предназначенное для включения в электрическую цепь с целью регулирования, уменьшения или ограничения тока в цепи.

Сопротивление обозначают буквой R, r, измеряется в омах Ом.

Обратной величеной сопротивления является проводимость, G, g, измеряется в сименсах См.

На рисунке представлены избражения на схемах постоянных, подстроечных и переменных резисторов. Резисторы характеризуются определенным сопротивлением (номиналом) и мощностью рассеяния.

3 Дайте понятие электрической работе и мощности. Охарактеризуйте порцесс преобразования электрической энергии в тепловую. Какая мощность потребляется цепью, если амперметр показывает 3 А, авольтметр 120 В

Чтобы в цепи, представленной на рис. проходил электрический ток , необходимо приложить постоянное напряжение U:

U = φ_A - φ_Б.

Рис.

За время t по цепи протекало количество электричества q. Чтобы перенести заряд из точки А в точку Б за это время , необходимо совершить работу .

A = q(φ_A - φ_Б) = q ⋅ U.

Так как q = It, то окончательно получим

А = UIt,

где А - работа, дж; (джоуль)

I - ток, а;

t - время, сек;

U - напряжение, в.

Работа, произведенная в единицу времени, называется мощностью и обозначается буквой Р:

P = ^A/_t.

Единица мощности

	1 джоль	= 1	дж	= 1 вт.
	1 секунду		сек

1 ^дж/_сек иначе называется ваттом (вт). Подставляя в формулу мощности выражение для работы электрического тока, имеем:

P = ^UIt/_t = UI;

P = UI

Кроме ватта, применяются более крупные единицы мощности:

100 вт = 1 гектоватт (гвт);

1000 вт = 1 киловатт (квт);

1000000 вт = 1 мегаватт (мгвт).

Электрическая мощность измеряется ваттметром. Ваттметр имеет две обмотки: последовательную и параллельную. Схема включения ваттметра показана на рис.

Рис. Схема включения ваттметра

Из формулы Р = IU видно, что мощность можно определить, умножив ток на напряжение. Поэтому для определения мощности, потребляемой сетью, следует показание амперметра умножить на показание вольтметра.

Так, например, мощность, потребляемая в цепи, при показании амперметра 3 а и вольтметра 120 в будет

Р = IU = 3⋅120 = 360 вт

Величина, характеризующая скорость, с которой механическая или другая энергия преобразуется в источнике в электрическую, называется мощностью генератора Р_г.

Величина, характеризующая скорость, с которой происходит преобразование электрической энергии во внешних участках цепи в другие виды энергии, называется мощностью потребителя Р_п.

Мощность, характеризующая непроизводительный расход энергии, например на тепловые потери – мощность потерь Р_о.

Р_г=Р_п+Р_о

При прохождении тока в проводнике происходит преобразование электрической энергии в тепловую , скорость преобразования характеризуется мощностью. Количество тепла выделяемое током в проводнике пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока (закон Джоуля-Ленца).