eltekh_zachet_1
.pdf
1. Что называют электрическим током? В каких единицах измеряется сила тока?
Электрический ток – это явление направленного движения заряженных частиц. Количественную меру этого движения в ГОСТе определяют как силу тока. Ток измеряют в амперах (А).
2. Что называют разностью потенциалов? В каких единицах измеряется напряжение?
Потенциал – количество энергии, затраченной на перемещение единичного заряда из бесконечности в какую-либо точку электромагнитного поля. Отсюда напряжение – это разность потенциалов между двумя различными точками пространства поля. Единицей измерения напряжения в СИ является вольт.
3. Дайте определения понятиям «электрическая цепь», «электрическая схема», «ветвь», «контур», «узел».
Электрическая цепь – это совокупность генерирующих, приемных и вспомогательных устройств, соединенных между собой электрическими проводами.
Электрическая схема замещения – это графическое изображение электрической цепи идеализированными элементами, которые учитывают явления, происходящие в реальной цепи.
Ветвь – часть электрической схемы, состоящая из одного или нескольких последовательно соединенных источников и приемников энергии, ток в которых один и тот же.
Контур – любой замкнутый по ветвям схемы путь.
Узел – это точка в схеме, где сходятся не менее трех ветвей. Тогда ветвь – участок схемы от одного узла до другого узла.
4. Какие элементы электрической цепи называются активными (приведите примеры реальных устройств)? Что такое внешняя характеристика источника?
В теории цепей различают активные и пассивные элементы. Активными элементами считаются источники электрической энергии.
Внешняя характеристика отражает зависимость напряжения на зажимах источника от величины нагрузки - тока источника, заданного нагрузкой. Напряжение на зажимах источника меньше ЭДС на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника (1):
5. Охарактеризуйте пассивные схемные элементы в цепях постоянного тока. (Особенности использования, Основные параметры, УГО).
Существуют активные и пассивные элементы. Первые вносят энергию в электрическую цепь, а вторые ее потребляют. К пассивным элементам относят резисторы, индуктивные катушки и конденсаторы.
Резистор и его свойства. Резистор — пассивный элемент электрической цепи, предназначенный для использования его электрического сопротивления R. Это диссипативный элемент, так как он не может накапливать энергию: полученная им электрическая энергия необратимо в нем преобразовывается в тепловую. Условное графическое обозначение линейного резистора на схеме цепи показано на рисунке.
Индуктивная катушка и ее свойства. Индуктивная катушка — пассивный элемент цепи, предназначенный для использования его собственной индуктивности L и (или) его магнитного поля. Условные графические обозначения линейного и нелинейного индуктивных элементов на схеме цепи показаны на рисунке.
При нарастании тока в индуктивной катушке происходит преобразование электрической энергии в магнитную и ее накопление в магнитном поле катушки, а при убывании тока — обратное преобразование энергии магнитного поля в электрическую энергию, возвращаемую источнику.
Энергия, запасенная в магнитном поле катушки:
Конденсатор и его свойства. Конденсатор — пассивный элемент цепи, предназначенный для использования его электрической емкости С. Условное
графическое обозначение линейного емкостного элемента на схеме цепи показано на рисунке.
При нарастании напряжения на зажимах конденсатора в нем происходит преобразование электрической энергии внешнего источника в энергию электрического поля за счет накопления зарядов противоположных знаков на двух его электродах (пластинах). При уменьшении напряжения происходит обратное преобразование энергии электрического поля в электрическую энергию, возвращаемую источнику.
Энергия, запасаемая в электрическом поле конденсатора:
6. Сформулируйте закон Ома для пассивной и активной ветвей в цепи постоянного тока.
Закон Ома для пассивного участка электрической цепи. При протекании электрического тока через сопротивление R, напряжение U и ток I на этом участке
связаны между собою согласно закону Ома: 
Сопротивление R - это коэффициент пропорциональности между током и напряжением.
Закон Ома можно записать через разность потенциалов:
Закон Ома для активного участка цепи между точками а и b имеет вид:
Напряжение на участке электрической цепи Uab и ЭДС берутся со знаком «плюс», если их направление совпадает с направление протекания тока. Напряжение (разность
потенциалов) и источник электродвижущей силы берутся со знаком «минус», если их направление не совпадает с направлением протекания тока.
7. Сформулируйте правила Кирхгофа для цепей постоянного тока.
Первое правило Кирхгофа:
формулировка №1: Сумма всех токов, втекающих в узел, равна сумме всех токов, вытекающих из узла;
формулировка №2: Алгебраическая сумма всех токов в узле равна нулю.
Второе правило Кирхгофа:
Алгебраическая сумма ЭДС, действующих в замкнутом контуре, равна алгебраической сумме падений напряжения на всех резистивных элементах в этом контуре
8. Гармонический ток в сопротивлении (мощность, сила тока, напряжение). Каковы фазовые соотношения между напряжением и током в сопротивлении?
Мощность в цепи переменного тока выделяется только на активном сопротивлении. Средняя мощность переменного тока на конденсаторе и катушке индуктивности равна нулю.
В активном сопротивлении напряжение и ток совпадают по фазе; их начальные фазы одинаковы, угол сдвига фаз равен нулю, векторы на векторной диаграмме направлены в одну сторону (параллельны).
Ток отстает от напряжения на 90 градусов, при индуктивном характере, напряжение отстает от тока на 90 при емкостном характере цепи.
9. Гармонический ток в индуктивности (мощность, сила тока, напряжение). Каковы фазовые соотношения между напряжением и током в индуктивности?
10. Как изменяется сопротивление индуктивного, резистивного и ёмкостного элемента в цепях переменного тока с увеличением частоты?
11. Гармонический ток в ёмкости (мощность, сила тока, напряжение). Каковы фазовые соотношения между напряжением и током в емкости?
12. Сформулируйте закон Ома для электрических цепей переменного тока. Для каких форм представления электрических величин он соблюдается?
Закон Ома для переменного тока: значение тока в цепи переменного тока прямо пропорционально напряжению в цепи и обратно пропорционально полному сопротивлению цепи. закон Ома выполняется для любых значений (мгновенные, действующие, комплексные и т.д.)
13. Сформулируйте правила Кирхгофа для электрических цепей переменного тока. Для каких форм представления электрических величин они выполняются?
1 Закон Кирхгофа для переменного тока звучит также, как и для постоянного тока, только используются мгновенные значения напряжений, обозначаются буквой İ и записывается в комплексной форме, а метод расчета остаётся прежним
2 Закон Кирхгофа для переменного тока: Сумма амплитуд комплексных ЭДС равняется сумме комплексных падений напряжений на элементах”.
правила Кирхгофа выполняются только для мгновенных и комплексных значений, которые учитывают фазные соотношения.
14. Что называют резонансом напряжений? Назовите условия возникновения резонанса напряжений.
Резонанс напряжений. Индуктивная катушка и конденсатор – взаимоподавляющие антиподы. Когда они полностью компенсируют действие друг друга, в цепи наблюдается резонансный режим. Резонанс – такой режим работы пассивной цепи, содержащей R, L и С элементы, при котором реактивное сопротивление цепи (или реактивная проводимость) равны нулю. Резонанс напряжений возникает при последовательном соединении индуктивных катушек и конденсаторов. Условие резонанса напряжений: входное реактивное сопротивление Х равно нулю.
15. Что называют резонансом токов? Назовите условия возникновения резонанса токов.
Резонанс токов. Этот режим наблюдается в цепи с параллельным соединением индуктивных катушек и конденсаторов. Условие резонанса токов: входная реактивная проводимость В = 0. При выполнении условия равенства реактивных проводимостей в цепи имеет место резонансный режим (резонанс токов). Признаком резонансного режима является совпадение по фазе общего тока с напряжением.
16. Что такое комплексное сопротивление цепи? Как характер сопротивления цепи влияет на фазовые соотношения тока и напряжения?
Комплексное сопротивление - полное сопротивление цепи, обладающей активным и реактивным сопротивлением, выраженное в виде комплексного числа, модуль которого равен полному сопротивлению, а аргумент равен углу сдвига фаз между током и напряжением цепи.
Сдвиг фаз между напряжением и током определяется только параметрами нагрузки и не зависит от параметров тока и напряжения в цепи.
17. В чем разница между активной, реактивной и полной мощностью? Охарактеризуйте взаимосвязь между мощностями?
Возьмем треугольник мощностей
18. Сформулируйте законы коммутации? Как можно объяснить существование этих законов?
Источников бесконечной мощности физически быть не может. Следовательно, переходный процесс протекает за определенное время. Поскольку энергия мгновенно изменяться не может, то не могут также в результате коммутации мгновенно изменяться ток в индуктивности и напряжение на емкости.
Первый закон коммутации можно сформулировать следующим образом: ток в ветви с индуктивной катушкой не может измениться скачком, или ток в индуктивной катушке до коммутации равен току в момент, наступивший сразу после коммутации, и с этого значения плавно изменяется, т. е. iL(0−) = iL(0+).
Второй закон коммутации: напряжение на конденсаторе не может измениться скачком, или напряжение на конденсаторе до коммутации равно напряжению в момент, наступивший сразу после коммутации, и с этого значения плавно изменяется, т. е. uC(0−) = uC(0+).
19. Что такое постоянная цепи? В каком случае переходный процесс считается завершенным?
Постоянная времени цепи — характеристика экспоненциального процесса, определяющая время, через которое некоторый параметр процесса изменится в «е» раз
Когда свободные составляющие станут равны нулю, переходный процесс закончится.