Основные понятия и законы теории электрических цепей. Учебное пособие
.pdf43.Как связаны между собой число главных контуров цепи и число деревьев графа той же цепи?
44.Какие уравнения цепи относят к компонентным, а какие к топологическим?
45.Какие математические операции используются в топологических уравнениях?
46.Какие математические операции используются в компонентных уравнениях?
47.Чем отличается сумма токов от алгебраической суммы то-
ков?
48.Как по схеме цепи определить число уравнений, входящих
восновную систему уравнений электрического равновесия этой цепи?
49.Какую размерность может иметь отклик (воздействие)?
50.Могут ли в состав нелинейной цепи входить линейные элементы, а в состав линейной – нелинейные элементы?
5.2. Тестовые задания
Тестовые задания предназначены для проверки знаний основ- ных понятий и законов теории электрических цепей. К каждому из тестовых заданий дается четыре варианта ответа, из которых необходимо выбрать только один правильный вариант.
1. Идеализированный |
элемент, необратимо преобразующий |
электрическую энергию в другие виды энергии: |
|
а) емкость; |
б) индуктивность; |
в) сопротивление; |
г) источник тока. |
2. Идеализированный элемент, запасающий энергию электри- |
|
ческого поля: |
|
а) емкость; |
б) индуктивность; |
в) сопротивление; |
г) источник тока. |
3. Идеализированный элемент, запасающий энергию магнитно- |
|
го поля: |
|
а) емкость; |
б) индуктивность; |
в) сопротивление; |
г) источник тока. |
4. Электрический ток определяется следующим образом:
51
а) преобразование электрической энергии в другие виды энер-
гии;
б) направленное движение заряженных частиц; в) запасание энергии электрического поля; г) разность потенциалов между двумя точками.
5. |
Выражение для закона Ома имеет вид: |
||||||||||
а) u = Ri ; |
б) u = i / R ; |
в) i = Ru ; |
г) i = R / u . |
||||||||
6. |
Условное графическое обозначение резистивного элемента |
||||||||||
имеет вид: |
|
|
|
|
|
|
|
||||
а) |
б) |
в) |
г) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
Единица измерения сопротивления: |
|
||||||||
а) ампер; |
б) вольт; |
|
в) ом; |
г) сименс. |
||||||
8. |
Единица измерения проводимости: |
|
||||||||
а) ампер; |
б) вольт; |
|
в) ом; |
г) сименс. |
||||||
9. |
Мгновенная мощность на участке цепи имеет вид: |
|||||||||
а) p = u / i ; |
б) p = ui ; |
|
в) p = u 2 / i ; |
г) p = i2u . |
||||||
10. Выражение для закона Джоуля−Ленца имеет вид: |
||||||||||
а) W = |
R |
; |
б) W = |
I 2 |
; |
в) W = |
I 2 R |
; |
г) W = I 2 Rt . |
|
|
|
|
||||||||
|
|
I 2t |
|
Rt |
|
|
t |
|
||
11. Основная характеристика резистивного элемента: а) вольт-фарадная; б) вольт-амперная; в) вебер-амперная; г) кулон-вольтная.
12. По заданной зависимости от времени напряжения на резистивном элементе определить зависимость от времени мгновенной мощности этого элемента:
52
а) |
б) |
в) |
г) |
13. Условное графическое обозначение
емкости имеет вид: а) б) в) г)
14. Единица измерения емкости: |
|
|
|
а) фарад; |
б) ом; |
в) генри; |
г) вольт. |
15. Основная характеристика емкостного элемента: а) вольт-фарадная; б) вольт-амперная; в) вебер-амперная; г) кулон-вольтная.
16. Напряжение и ток емкости связаны соотношением:
|
|
|
1 |
|
di |
|
|
|
di |
|
|
t |
|
|
|
1 |
t |
|
а) u = |
|
; б) u = C |
; в) u = C ∫i2 dt ; г) u = |
∫i dt . |
||||||||||||||
С dt |
dt |
C |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
−∞ |
|
|
|
−∞ |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
17. Энергия, запасаемая емкостью, имеет вид: |
|
|
|
|||||||||||||||
а) |
Сq |
; |
б) |
q |
; |
в) |
Cu 2 |
; |
г) |
C |
. |
|
|
|||||
|
|
|
2q2 |
|
|
|||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
2u |
2 |
|
|
|
|
|
||||||
18. По заданной зависимости от времени напряжения емкости u(t) определить зависимость от времени тока этого элемента:
а) |
б) |
|
|
|
|
в) |
г) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
53
19. По заданной зависимости от времени тока емкости i(t) определить зависимость от времени напряжения этого элемента:
а) |
б) |
в) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20. По заданной зависимости от времени напряжения емкости u(t) определить зависимость от времени энергии этого элемента:
а) |
б) |
в) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г)
г)
21. Условное графическое обозначение индуктивности имеет
вид:
а) |
б) |
в) |
г) |
|
|
L |
e |
22. Единица измерения индуктивности: |
|
||
а) Фарад; |
б) Ом; |
в) Генри; |
г) Вольт. |
23. Основная характеристика индуктивного элемента: а) вольт-фарадная; б) вольт-амперная; в) вебер-амперная; г) кулон-вольтная.
54
24. Выражение для закона электромагнитной индукции имеет
вид:
а) e = − |
dΨ |
; |
б) e = |
dΨ |
; |
в) Ψ = |
dе |
; |
г) Ψ = − |
dе |
. |
|
|
|
|
||||||||
|
dt |
|
dt |
|
dt |
|
dt |
||||
25. Напряжение и ток индуктивности связаны соотношением:
|
|
|
1 |
|
di |
|
|
|
|
di |
|
|
t |
|
|
|
1 |
t |
а) u = |
|
; |
б) u = L |
; в) u = L ∫i 2 dt ; г) u = |
∫i dt . |
|||||||||||||
|
|
|
dt |
L |
||||||||||||||
|
|
|
L dt |
|
|
|
|
|
−∞ |
|
|
|
−∞ |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
26. Энергия, запасаемая индуктивностью, имеет вид: |
|
|||||||||||||||||
а) |
LΨ |
; |
б) |
Ψ |
; |
в) |
Li 2 |
; |
г) |
L |
. |
|
|
|||||
|
|
|
2Ψ 2 |
|
|
|||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
2i |
2 |
|
|
|
|
|
|||||
27. По заданной зависимости от времени тока индуктивности i(t) определить зависимость от времени напряжения этого элемента:
а) |
|
|
б) |
|
|
в) |
г) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28. По заданной зависимости от времени напряжения индуктивности u(t) определить зависимость от времени тока этого элемента:
а) |
|
|
б) |
|
|
в) |
|
|
г) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
55
29. По заданной зависимости от времени тока индуктивности i(t) определить зависимость от времени энергии этого элемента:
а) |
б) |
в) |
г) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30. Источником электрической энергии называется: а) элемент, запасающий энергию электрического поля;
б) элемент, преобразующий различные виды энергии в электрическую энергию;
в) элемент, преобразующий электрическую энергию в другие виды энергии;
г) элемент, запасающий энергию магнитного поля.
31. Идеальным источником напряжения называется: а) элемент, запасающий энергию электрического поля;
б) элемент, напряжение на зажимах которого не зависит от тока через его зажимы;
в) элемент, преобразующий электрическую энергию в другие виды энергии;
г) элемент, ток через зажимы которого не зависит от напряжения между его зажимами.
32. Идеальным источником тока называется:
а) элемент, запасающий энергию электрического поля; б) элемент, напряжение на зажимах которого не зависит от тока
через его зажимы; в) элемент, преобразующий электрическую энергию в другие
виды энергии; г) элемент, ток через зажимы которого не зависит от напряже-
ния между его зажимами.
56
33. Внешняя характеристика идеального источника напряжения имеет вид:
a) |
б) |
в) |
г) |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
34. Внешняя характеристика идеального источника тока имеет
вид:
a) |
б) |
в) |
г) |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35. Схема замещения реального источника энергии имеет вид:
a) |
б) |
в) |
г) |
Ri |
|
Ri |
Ri |
E |
J |
E |
Ri |
J
36. Внешняя характеристика реального источника энергии имеет вид:
a) |
б) |
в) |
г) |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
57
37. По заданной внешней характеристике реального источника энергии определить ЭДС и внутреннее сопротивление этого источника.
а) e = 5 В, Ri = 1 Oм; б) e = 10 В, Ri = 100 Oм; в) e = 10 В, Ri = 5 Oм; г) e = 5 В, Ri = 10 Oм.
38. По заданной внешней характеристике реального источника энергии определить ток и внутреннюю проводимость этого источника:
а) j = 1 A, Gi = 10 Cм; б) j = 1 A, Gi = 1 Cм; в) j = 2 A, Gi = 10 Cм; г) j = 0,5 A, Gi = 0,1 Cм.
39. Выражение, записанное по первому закону Кирхгофа для узла (1) заданной цепи имеет вид:
a) – i1 – i2 – i3 = 0; б) – i1 – i2 + i3 = 0; в) – i1 + i2 + i3 = 0; г) i1 + i2 + i3 = 0.
i1 |
(1) |
|
R1 |
i2 |
i3 |
e |
R2 |
R3 |
40. Выражение, записанное по первому закону Кирхгофа для узла (1) заданной цепи, имеет вид:
a) – i1 – i2 – i3 = 0; |
б) – i1 – i2 + i3 = 0; |
в) – i1 + i2 + i3 = 0; |
г) i1 + i2 – i3 = 0. |
41. Выражение, записанное по второму закону Кирхгофа для контура 1 заданной цепи, имеет вид:
a) – uR1 – uR2 = e; |
б) – uR1 + uR2 = e; |
в) uR1 + uR2 = e; |
г) uR1 + uR2 = – e. |
|
|
(1) |
|
|
|
e1 |
|
e3 |
|
|
R2 |
R3 |
|
|
|
R1 |
|
|
|
|
i1 |
i2 |
|
i3 |
|
i1 |
|
|
|
|
R1 |
i2 |
i3 |
|
e |
1 |
R2 |
2 |
R3 |
42. Выражение, записанное по второму |
|
i1 |
|
|
закону Кирхгофа для контура 2 заданной |
|
R1 |
i2 |
i3 |
цепи, имеет вид: |
e |
1 |
R2 |
2 R3 |
|
||||
a) – uR2 – uR3 = e; б) – uR2 + uR3 = 0; |
|
|
|
|
в) uR2 + uR3 = 0; г) uR2 – uR3 = – e. |
|
|
|
|
58 |
|
|
|
|
43. Выражение, записанное по второму закону Кирхгофа для контура 1 заданной цепи, имеет вид:
a) – uR1 – uR2 = e1; б) – uR1 + uR2 = e1; в) uR1 + uR2 = e1; г) uR1 – uR2 = e1.
44. Выражение, записанное по второму закону Кирхгофа для контура 2 заданной цепи, имеет вид:
a) – uR2 – uR3 = e3; б) – uR2 – uR3 = – e3; в) uR2 + uR3 = – e3; г) uR2 – uR3 = – e3.
45. Определите количество независимых контуров в заданной цепи при расширенном топологическом описании:
a) 1; б) 2; в) 3; г) 4.
46. Определите количество независимых узлов заданной цепи при сокращенном топологическом описании:
a) 1; |
б) 2; |
в) 3; г) 4. |
47. Определите количество уравнений в основной системе уравнений электрического равновесия заданной цепи при сокращенном топологическом описании:
a) 2; |
б) 4; |
в) 6; |
г) 8. |
e1 |
1 |
2 |
e3 |
|
|
||
R1 |
|
R2 |
R3 |
|
|
||
|
i1 |
i2 |
i3 |
e1 |
1 |
2 |
e3 |
|
|
||
R1 |
|
R2 |
R3 |
|
|
||
|
i1 |
i2 |
i3 |
|
i1 |
|
|
|
R1 |
i2 |
i3 |
e |
|
R2 |
R3 |
e1 |
|
|
e3 |
R1 |
|
R2 |
R3 |
|
|
||
|
i1 |
i2 |
i3 |
e1 |
|
|
e3 |
R1 |
|
R2 |
R3 |
|
|
||
|
i1 |
i2 |
i3 |
48. Три последовательно соединенных резистора с сопротивлениями R1 = 1 Ом, R2 = 2 Ом и R3 = 16,5 Ом подключены к источнику энергии с ЭДС e = 60 В и внутренним сопротивлением Ri = 0,5 Ом. Определите ток в данной цепи:
a) 1 А; б) 2 А; в) 3 А; г) 4 А.
59
49. Для цепи, состоящей из двух параллельно соединенных резисторов R1 = 20 Ом и R2 = 5 Ом, ток на внешних зажимах i = 1А, тогда напряжение между этими зажимами равно:
a) 25 В; б) 16 В; в) 10 В; г) 4 В.
50.К источнику энергии, ЭДС которого
е= 1,5 В, подключена нагрузка. Определите
внутреннее сопротивление источника Ri, если сопротивление нагрузки Rн = 5,6 Ом, а напряжение на нагрузке uRн = 1,4 В:
a) 0,1 Ом; б) 0,2 Ом; в) 0,3 Ом; г) 0,4 Ом.
51.Эквивалентное сопротивление трех последовательно соединенных резисторов R1 = 3 кОм, R2 = 2 кОм и R3 = 1 кОм равно:
a)0,5 кОм; б) 1 кОм; в) 3 кОм; г) 6 кОм.
52.Эквивалентное сопротивление двух параллельно соединенных резисторов R1 = 4 кОм и R2 = 4 кОм равно:
a)2 кОм; б) 4 кОм; в) 6 кОм; г) 8 кОм.
53.Эквивалентная емкость трех параллельно соединенных
конденсаторов с емкостями С1 = 1 мкФ, С2 = 2 мкФ и С3 = 3 мкФ равна
a) 2 мкФ; б) 4 мкФ; в) 6 мкФ; г) 8 мкФ.
54. Два последовательно соединенных конденсатора с емкостями С1 = 4 мкФ и С2 = 4 мкФ подключены к источнику ЭДС, напряжение которого u = 10 В, тогда заряд на каждом конденсаторе равен:
a) 10 − 5 Кл; |
б) 2·10 − 5 Кл; в) 4·10 − 5 Кл; |
г) 0,5·10 − 5 Кл. |
|
|||||||||||
55. Эквивалентная |
|
индуктив- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ность заданной цепи равна: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
L2 L3 |
|
|
|
|
|
||||||
а) Lэк = L1 + L2 + L3 ; |
б) Lэк = L1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
+ |
|
|
; |
|
|
|
||||||||
|
L2 + L3 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
в) Lэк = L2 + |
L1L3 |
; |
г) Lэк = L3 |
+ |
|
|
L1L2 |
. |
|
|
|
|
||
L1 + L3 |
|
L1 + L2 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|