- •Ответы на вопросы к экзамену
- •1. Как определить взаимные проводимости (расчетным и экспериментальным путем)?
- •2. В чем заключается принцип линейности? Как определить соответствующие коэффициенты.
- •3. Как определить для разветвленной цепи опытным путём параметры эквивалентного генератора?
- •4. Условие получения максимума мощности в сопротивлении.
- •5. В электротехнике принято фазовое определение резонанса. Как это понимать?
- •6. Как определяется добротность контура?
- •7. Какие величины равны друг другу при резонансе?
- •9. Дать определение резонанса токов. Какие величины равны друг другу при резонансе?
- •10. Может ли ток в одной из ветвей цепи переменного тока быть больше чем суммарный ток? Пояснить с помощью 1 закона Кирхгофа.
- •11. Как экспериментально определяется коэффициент взаимной индукции?
- •7.1. Определение взаимной индуктивности
- •12.Как экспериментально определяются одноимённые концы индуктивно-связанных катушек?
- •13. Как рассчитать коэффициент индуктивной связи?
- •14. Как экспериментально определить индуктивность реле обмотки?
- •15. Как проводится «развязка» индуктивно связанных обмоток?
- •16. Нарисуйте схему замещения трансформатор без индуктивных связей.
- •17. Что такое «вносимое сопротивление». Отчего оно зависит?
- •18. В схеме звезда с нейтральным проводом был симметричный режим и вдруг произошел обрыв фазного провода. Назовите, что изменилось и в какую сторону.
- •19. В схеме звезда без нейтрального провода был симметричный режим и вдруг произошел обрыв фазного провода. Назовите, что изменилось и в какую сторону.
- •20. В схеме звезда с нейтральным проводом был симметричный режим и вдруг произошло короткое замыкание нагрузки в фазе а. Назовите, что изменилось и в какую сторону.
- •21. При каких условиях можно вести расчет трехфазной цепи «на одну фазу».
- •22. Как рассчитать фазный ток, если известны линейное напряжение и сопротивление нагрузки в схеме треугольник.
- •23. Как определяется мощность в трёхфазных цепях?.
- •24. Как изменятся фазные токи при обрыве фазного провода?
- •25. Как изменятся линейные токи при обрыве фазного провода?
- •26. Как изменятся фазные токи при обрыве линейного провода?
- •27. Как изменятся линейные токи при обрыве линейного провода?
- •28. Что называется критическим сопротивлением?
- •29. Что такое декремент затухания? Как он определяется?
- •30. Как связаны друг с другом ток и напряжение на конденсаторе?
- •31. Как связаны друг с другом ток и напряжение на индуктивности?
- •32. Сформулируйте законы коммутации
- •14.2. Законы (правила) коммутации
- •35. Нарисовать график тока в цепи rlc при подключении под постоянное напряжение, если корни характеристического уравнения вещественные.
- •41. Что такое передаточная функция цепи и как ее найти?
- •42. Как связаны переходные и импульсные характеристики с передаточной функцией цепи?
- •43. Как строится вольт-амперная характеристика двух нелинейных элементов, включенных последовательно, параллельно, при смешанном соединении нескольких нелинейных элементов.
- •44. Как определить дифференциальное сопротивление по известной вах.
- •45. Можно ли получить резонансный режим в цепях с ферромагнитными элементами, изменяя только напряжение питания?
- •46. Как экспериментально определить точку резонанса токов в цепи с ферромагнитными элементами?
- •48. Покажите аналитическим путем зависимость индуктивности катушки с замкнутым сердечником от величины относительной магнитной проницаемости.
- •54. Обосновать возможность моделирования электростатического поля полем постоянных токов на проводящей бумаге?
- •55. Как определяется емкость заряженных тел по результатам измерений на модели?
- •56. Как можно построить силовые линии поля по картине поля, содержащей только эквипотенциали?
- •57. Как по картине поля определить емкость?
- •58. Дайте определение потенциала электрического поля.
- •Формула 1 — Потенциал
- •59. Дайте определение напряженности электрического поля.
- •60. Дайте определение градиента.
- •61. Что называется характеристическим сопротивлением фильтра?
- •62. Что такое коэффициент затухания, в каких единицах он измеряется?
- •63. Что такое коэффициент фазы? Как он зависит от частоты?
- •64. Почему коэффициент затухания, определяемый экспериментально, не равен нулю во всей полосе пропускания?
- •65. Что понимают под согласованной нагрузкой фильтра?
46. Как экспериментально определить точку резонанса токов в цепи с ферромагнитными элементами?
47. Объясните работу ферромагнитного стабилизатора напряжений.
Стабилизатор, у которого на зажимах нелинейного дросселя получают стабилизированное напряжение, является простейшим ферромагнитным стабилизатором. Его основной недостаток — низкий коэффициент мощности. Кроме того, при больших токах в цепи габариты линейного дросселя очень большие.
Для уменьшения веса и габаритов ферромагнитные стабилизаторы напряжения изготовляют с объединенной магнитной системой, а для повышения коэффициента мощности включают конденсатор по схеме резонанса токов. Такой стабилизатор называется феррорезонансным.
Феррорезонансные стабилизаторы напряжения конструктивно похожи на обычные трансформаторы (рис. 1, а). Первичная обмотка w1 на которую подается входное напряжение Uвх, располагается на участке 2 магнитопровода, имеющем большое поперечное сечение для того, чтобы эта часть магнитопровода находилась в ненасыщенном состоянии. Напряжение Uвх создает магнитный поток Ф2.
Рис. 1. Схемы феррорезонансного стабилизатора напряжения: а — принципиальная; б — замещения
Вторичная обмотка w2, на зажимах которой индуцируется выходное напряжение Uвых и к которой присоединяется нагрузка, расположена на участке 3 магнитопровода, имеющем меньшее сечение и находящемся в насыщенном состоянии. Поэтому при отклонениях напряжения Uвх и магнитного потока Ф2 значение магнитного потока Ф3 на участке 3 почти не изменяется, не изменяется э. д. с. вторичной обмотки и Uвых. При увеличении потока Ф2 та его часть, которая не может проходить по участку 3, замыкается через магнитный шунт 1 (Ф1).
Магнитный поток Ф2 при синусоидальном напряжении Uвх синусоидален. Когда мгновенное значение потока Ф2 приближается к амплитудному, участок 3 переходит в режим насыщения, поток Ф3 перестает увеличиваться и появляется поток Ф1. Таким образом, поток через магнитный шунт 1 замыкается только в те моменты времени, когда поток Ф2 по значению близок к амплитудному. Это делает поток Ф3 несинусоидальным, напряжение Uвых становится также несинусоидальным, в нем ярко выражена третья гармоническая составляющая.
В схеме замещения (рис. 1, б) параллельно включенные индуктивность L2 нелинейного элемента (вторичной обмотки) и емкость С образуют феррорезонансный контур, имеющий характеристики, представленные на рис 2. Как видно из схемы замещения, токи в ветвях пропорциональны напряжению Uвх. Кривые 3 (ветвь L2) и 1 (ветвь С) расположены в разных квадрантах, так как токи в индуктивности и емкости противоположны по фазе. Характеристику 2 резонансного контура строят, алгебраически суммируя токи в L2 и С при одних и тех же значениях напряжения Uвых.
Как видно из характеристики резонансного контура, применение конденсатора дает возможность получать стабильное напряжение при малых токах намагничивания, т. е. при меньших напряжениях Uвх.
Кроме того, при наличии конденсатора стабилизатор работает с высоким коэффициентом мощности. Что касается коэффициента стабилизации, то он зависит от угла наклона горизонтальной части кривой 2 к оси абсцисс. Так как этот участок имеет значительный угол наклона, то получить большой коэффициент стабилизации без дополнительных устройств невозможно.
Рис. 2. Характеристики нелинейного элемента феррорезонансного стабилизатора напряжения
Таким дополнительным устройством является компенсирующая обмотка wк (рис. 3), располагаемая вместе с первичной обмоткой на ненасыщенном участке 1 магнитопровода. С увеличением Uвх и Ф увеличивается э. д. с. компенсирующей обмотки. Ее включают последовательно с вторичной обмоткой, но так, чтобы э. д. с. компенсирующей обмотки была противоположна по фазе э. д. с. вторичной обмотки. Если Uвх увеличивается, то незначительно увеличивается э. д. с. вторичной обмотки. Напряжение Uвых, которое определяется разностью э. д. с. вторичной и компенсирующей обмоток, поддерживается постоянным за счет возрастания э. д. с. компенсирующей обмотки.
Рис. 3. Схема феррорезонансного стабилизатора напряжения с компенсационной обмоткой
Обмотка w3 предназначена для повышения напряжения на конденсаторе, что увеличивает емкостную составляющую тока, коэффициент стабилизации и коэффициент мощности.
Недостатками феррорезонансных стабилизаторов напряжения являются несинусоидальность выходного напряжения и зависимость его от частоты.
Промышленность выпускает феррорезонансные стабилизаторы напряжения мощностью от 100 Вт до 8 кВт, с коэффициентом стабилизации 20—30. Кроме того, выпускают феррорезонансные стабилизаторы без магнитного шунта. Магнитный поток Ф3 в них замыкается по воздуху, т. е. является потоком рассеяния. Это позволяет уменьшить вес стабилизатора, однако сужает рабочую область до 10% от номинального значения Uвх при коэффициенте стабилизации kc, равном пяти.