Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

электротехника

.docx
Скачиваний:
18
Добавлен:
29.02.2016
Размер:
39.49 Кб
Скачать

2. Основные режимы работы источников пост.тока:

1. Режим холостого хода: В этом режиме с помощью ключа нагрузка Rн отключается от источника питания. В этом случае ток в нагрузке становится равным нулю, и напряжение на зажимах становится равным ЭДС и называется напряжением холостого хода Uхх.

2. Режим короткого замыкания

В этом режиме ключ в схеме электрической цепи замкнут, а сопротивление Rн=0. В этом случае напряжение U на зажимах становится равным нулю, т.к. U = IRн. Ток источника резко возрастает и достигает своей максимальной величины.

3. Номинальный режим работы источника питания соответствует его работе с такими параметрами, на которые он рассчитан заводом-изготовителем. Параметры номинального режима указаны в паспорте источника питания (генератора). Соблюдение номинального режима гарантирует эффективное и экономичное производство электрической энергии.

4. Согласовательный режим работы источника питания (генератора) соответствует условиям его работы, при которых мощность, передаваемая во внешнюю цепь, достигает максимального значения.

4. Переменный синусоидальный ток

СИНУСОИДАЛЬНЫЙ ТОК (НАПРЯЖЕНИЕ) - периодич. ток, изменяющийся по синусоид, закону: i = Imsin(wt + а), где i - мгновенное значение тока; Im - амплитуда; w= 2ПИf - угловая частота; f = 1/Т - частота; Т - период; (wt+ а) - значение фазы в ф-ции времени (t); а, нач. фаза. Период(Т)-интервал времени в течении которого ф-ция проходит полный цикл своего изменения.

Частота(f)- численно равна числу периодов в 1секунду f=1/T Гц.

Мгновенное значение- значений изменяющихся во времени тока напряжения ЭДС, мощности в любой момент времени.

Амплитудное значение- наибольшее мгновенное значение синусоидальной ф-ции.

5. Сдвиг и совпадение по фазе

Сдвиг фаз — разность между начальными фазами двух переменных величин, изменяющихся во времени периодически с одинаковой частотой.

6. Классификация электроизмерительных приборов:

1.Поназначению(ваттметр,вольтметр, амперметр,омметр.)

2.По роду измеряемо тока.

3По принципу действия(электродинамические, электромагнитные, индукционные,электростатические, термостатические,вибрационные)

4. По классу точности( контралирующие, лабораторные, технические, учебные)

5. По форме корпуса(круглые, квадратные,

Прямоугольные, секторообразные)

6. По положению при измерениях (горизонтальные, вертикальные, приборы расположенные под некоторым углом.)

7. По характеру приминения (А 0- +35 гр/цел, Б -30- +40 гр/цел, В1 -40- +50 гр/цел, В2 -50-+60 гр/цел)

7. Назн. и устр. Эл.изм.приборов электромагнитной системы.

Состоит из: неподвижной катушки, стального сердечника, успокоительной системы, стрелки и шкалы,пружины Принцип действия: при работе в катушку подаеться эл.ток. Вокруг катушки создается магнитное поле под действием магнитного поля сердечник намагничивается и втягивается в катушку, стрелка отклоняется. Чем больше ток тем больше показания. Прим. В цепях пост. И переем. Тока.

+ высокая точность, простота констр., устойчив к перегрузкам.

- неравномерность шкалы, влияние внешних магнитных полей.

8. назн. и устр. Эл.изм.приборов магнитоэл.системы.

Состоит из: постоянного магнита, неподвижного цилиндра, обмотки, стрелки,шкалы.При работе в обмотку подается ток. Вокруг обмотки создается магнитное поле которое взаимодействует с полем магнита. При взаимодействии полей создается вращающий момент и обмотка поварачивается.Угол поворота стрелки зависит от тока в обмотке. Используется в цепях пост.тока.

+ простота констр., небольшая потребляемая мощность

- дорогостоящие, чувствительность к перегрузкам, работает в цепях пост.,тока.

9. . назн. и устр. Эл.изм.приборов эл.динамической и ферродинамической систем.

Эл.динамические состоит из: неподвижной катушки, подвижной катушки, стрелка, шкала. При работе ток подается в одну и другую катушку. Вокруг катушек создаются магнитные поля при взаимодействии которых подвижная катушка поварачивается. Угол поворота стрелки зависит от тока 2-х катушек.

Ферродинамической: состоит из: ферродинамического сердечника, неподвижного цилиндра, неподвижной катушки, подвижной катушки, стрелки, шкалы. При работе ток подается в 2 катушки вокруг катушек создаются магнитные поля. При взаимодействии которых создается вращающий момент и подвижная катушка поварачивается. Используется для цепей пост. И переем. Тока.

Ферродинам:+ отсутствует влияние внешних полей, нечуствителен к перегрузкам

- большая потребляемая мощность

10. назн. и устр. Эл.изм.приборов вибрационной сист.

Вибрационные приборы строятся только в качестве частотомеров. Электромагнит, обмотка которого питается от сети переменного тока, расположен над стальной пластиной (якорем), укрепленной на металлической планке. На планке расположен ряд стальных язычков, настроенных на разные периоды собственных колебаний. Сама планка привернута к плоским пружинам . Концы язычков загнуты и окрашены белой краской. При прохождении по обмотке электромагнита переменного тока создается переменный магнитный поток, который, действуя на якорь, заставляет его колебаться. Это колебательное движение будет передаваться планке и язычкам. Хотя все язычки приходят в колебание, но наибольший размах будет совершать тот язычок, у которого собственный период колебания совпал с частотой изменения магнитного потока или, другими словами, совпал с частотой переменного тока. В прямоугольном вырезе шкалы частотомера видны окрашенные концы язычков. Против каждого язычка на шкале прибора стоит цифра, соответствующая частоте тока в герцах. При работе прибора окрашенный конец резонирующего язычка образует размытую оветлую полосу

+ независят от сети

- подвержен воздействию вибрации, сложность подбора вибратора.

11. Назн. и устр. Эл.изм.приборов электростатической сист.

Принцип работы основан на действии электростатического поля, созданного между двумя неподвижными электродами, на подвижный электрод. Когда к неподвижным электродам приложено напряжение, подвижный электрод стремится расположиться так, чтобы электроемкость была наибольшей, вследствие чего подвижная часть отклоняется от первоначального положения. Вращающий момент, действующий на подвижную часть прибора, пропорционален квадрату напряжения. Вследствие этого шкала приборов электростатической системы неравномерна.

+ имеют высокое входное сопротивление, малую входную емкость, малую мощность самопотребления, широкий частотный диапазон.использоватся в цепях переменного и постоянного тока

- Приборы имеют квадратичную шкалу, малую чувствительность и невысокую точность, ребуют применения экрана и не исключают возможность электрического пробоя.

12. измерение силы тока и напр.

Схема вкл.,амперметра. Амперметр обладает малым сопротивление т.к. вкл.последательно. Для расширения пределов измерения параллельно вкл.добавочное сопротивление.

Схема вкл.вольтметра. Вольтметр обладает большим сопротивлением т.к. вкл.в цепи параллельно.для расширения пределов измерений вкл.последовательно добавочное сопротивление. Амперметры и вольтметры бывают: электромагнитными и магнитоэлетрическими.

13. Измерение мощности.

Выводы тока подкл.в цепь посл. Выводы напряжения параллельно.генераторные выводы подк.со стороны источника питания . Ваттметры выполняются электродинамическими и ферродинамическими.

14. Линейные и нелинейные эл.цепи

Зависимость тока, протекающего по сопротивлению, от напряжения на этом сопротивлении называют вольт-амперной характеристикой (ВАХ). По оси абсцисс на графике обычно откладывают напряжение, а по оси ординат — ток. Сопротивления, ВАХ которых являются прямыми линиями, называют линейными, электрические цепи только с линейными сопротивлениями — линейными электрическими цепями. Сопротивления, ВАХ которых не являются прямыми линиями , то есть они нелинейны, называют нелинейными, а электрические цепи с нелинейными сопротивлениями — нелинейными электрическими цепями.

15. Эл. Цепь с послед.соед. сопротивлений

При последовательном соединении нескольких резисторов конец первого резистора соединяют с началом второго, конец второго — с началом третьего и т. д. При таком соединении по всем элементам последовательной цепи проходит

один и тот же ток I.

E = IR1 + IR2 + IR3 = I(R1 + R2 + R3) = IRэк

Следовательно, эквивалентное сопротивление последовательной цепи равно сумме сопротивлений всех последовательно соединенных резисторов.Так как напряжения на отдельных участках цепи согласно закону Ома: U1=IR1; U2 = IR2, U3 = IRз и в данном случае E = U

16. Топографическая диаграмма

Топографическая диаграмма-векторная диаграмма напряжений расположенная в очередной последовательности элементов цепей. Применяется: определения величины и фазы напряжения между различными точками электрической цепи.

17. эл.цепь с парал.соед.сопр.

При параллельном соединении нескольких сопротивлений они включаются между двумя точками электрической цепи, образуя параллельные ветви. При параллельном соединении ко всем резисторам приложено одинаковое напряжение U. Поэтому согласно закону Ома:

I1=U/R1; I2=U/R2; I3=U/R3.

I = U / R1 + U / R2 + U / R3 = U (1/R1 + 1/R2 + 1/R3) = U / Rэк

Следовательно, эквивалентное сопротивление рассматриваемой цепи при параллельном соединении трех резисторов определяется формулой

1/Rэк = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

вместо значений 1/Rэк, 1/R1, 1/R2 и 1/R3 соответствующие проводимости Gэк, G1, G2 и G3, получим: эквивалентная проводимость параллельной цепи равна сумме проводимостей параллельно соединенных резисторов:

Gэк = G1+ G2 +G3

18. физический смысл резонансного явления

Явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты вынуждающей силы к частоте, равной или близкой собственной частоте колебательной системы, называется резонансом. Оно заключается в том, что электрическая цепь, имеющая реактивные элементы обладает чисто резистивным сопротивлением.

При подкл.индуктивной нагрузки сила тока отстает от напряжения на 90град. При подкл.емкостной нагрузки ток опережает напряжение на 90 град. Резонанс возникает когда они будут компенсировать друг друга. в данном случаи напряжение будет равно 0. если в цепь добавить резистор то напряжеине будет UR.

19. Почему в цепи с парал.соед.ток IK или IC больше общего тока I всей цепи.

При парал.резонансе токов реактивные токи замыкаются в парал.контуре и могут в десятки раз превышать силу тока в подводящих проводах. Поэтому резонанс при парал.соед.емкостной индуктивной нагрузок наз.резанансом токов.При резонансе токов сдвиг фаз между током и напряжением в цепи равен 0. Цепь обладает активным сопр.Сила тока в проводящих проводах принимает мин.знач.

20. Коэф.актив.мощ.

Активная мощность трехфазного потребителя при симметричной и несимметричной нагрузке равна сумме мощностей всех фаз: PN = PА + PВ + PС

Коэф.мощ. (cosϕ)показывает какую часть от полной мощности S состовляет активная мощность P.

P=I*Ucosϕ ; cosϕ=P/U*I

Активная мощность расходуется на совершение работы.

Полная мощность — геометрическая сумма активной и реактивной мощностей.

Реактивная мощность - часть полной мощности, затрачиваемая на электромагнитные процессы в нагрузке имеющей емкостную и индуктивную составляющие. Не выполняет полезной работы, вызывает дополнительный нагрев проводников и требует применения источника энергии повышенной мощности.

21. увел.активной мощностей цепей, которые содер.дросселя и конденсаторы.

Снижение коэффициента мощности приводит к увеличению тока.

Косинус фи особенно сильно снижается при работе двигателей и трансформаторов вхолостую или при большой недогрузке. Если в сети есть реактивный ток мощность генератора, трансформаторных подстанции и сетей используется не полностью. С уменьшением cosφ значительно возрастают потери энергии на нагрев проводов и катушек электрических аппаратов. повышение коэффициента мощности увеличивает степень использования мощности генераторов.

Для повышения коэффициента мощности (cosφ) электрических установок применяют компенсацию реактивной мощности.

Увеличения коэффициента мощности (уменьшения угла φ - сдвига фаз тока и напряжения) можно добиться следующими способами:

1) заменой мало загруженных двигателей двигателями меньшей мощности,

2) понижением напряжения

3) выключением двигателей и трансформаторов, работающих на холостом ходу,

4) включением в сеть специальных компенсирующих устройств, являющихся генераторами опережающего (емкостного) тока.

22. получение 3-х фазного переменного тока

3-х фазная цепь переменного тока-совокупность 3-х однофазных цепей имеющих ЭДС одинаковой частоты сдвинутой по фазе.Однофазные цепи входящие в состав 3-х фазной цепи наз.фазами 3-х фазной цепи.Совокупность ЭДС, напряжений и токов 3-х фазной цепи наз.3-х фазной системой.При сдвиге фаз между ЭДС напряжениями и токами на 120град. И равенстве их амплитудныдных значений 3-х фазная система наз.симметричной. Источниками тока 3-х фазной системы явл.3-х фазные генераторы. 3-х фазный генератор имеет в статоре 3 одинаковые и сдвинутые друг относительно друга в пространстве на 120град.обмотки которые наз.фазными обмотками генератора. Одни выводы фазных обмоток- начало фаз генератора(АВС), другие – концы фаз генератора (XYZ).

При вращении ротора на обмотку действует равное магнитное поле. Под действием магнитного поля создаются равные ЭДС но сдвинутые по фазе на 120 град

23. Недостатки 3-х фазной 3-х проводной цепи и преимущество 4-х проводной.

Нессеметричная нагр.вкл.в 3-хфазную сеть звездой с нулевым проводом. при этом каждая фаза 3-х фазной цепи независимо от других фаз. Напряжение на фазных нагрузках всех 3-х фаз одинакова несмотря на разные велечины фазных нагрузок. изменение фазной нагрузки одной фазы вызывает изменение силы тока в данной фазе, которая влияет на силу тока только в нулевом проводе и не влияет на силу тока в других фазах. нессеметричной нагрузкой явл.нагр.источников освещения и приемников бытового обслуживания. нессеметричную нагр.нельзя подключать в 3-х фазную сеть звездой без нулевого провода. это приведет к перераспределению напр.по фазам. на фазах имеющих большое сопр.напр. будет больше номинального фазного напр.и приемники перегреються и даже могут сгореть.

24. Назначение нейтрального провода

Нейтральный (нулевой рабочий) провод — провод, соединяющий между собой нейтрали электроустановок в трёхфазных электрических сетях. При соединении обмоток генератора и приёмника электроэнергии по схеме «звезда» фазное напряжение зависит от подключаемой к каждой фазе нагрузки. В случае подключения, например, трехфазного двигателя, нагрузка будет симметричной, и напряжение между нейтральными точками генератора и двигателя будет равно нулю. Однако, в случае, если к каждой фазе подключается разная нагрузка, в системе возникнет так называемое напряжение смещения нейтрали, которое вызовет несимметрию напряжений нагрузки. На практике это может привести к тому, что часть потребителей будет иметь пониженное напряжение, а часть повышенное. Пониженное напряжение приводит к некорректной работе подключенных электроустановок, а повышенное может, кроме этого, привести к повреждению электрооборудования или возникновению пожара. Соединение нейтральных точек генератора и приёмника электроэнергии нейтральным проводом позволяет снизить напряжение смещения нейтрали практически до нуля и выровнять фазные напряжения на приёмнике электроэнергии. Небольшое напряжение будет обусловлено только сопротивлением нулевого провода.

25. достоинства и недостатки способа соед.однофазных приемников в треугольник.

Достоинства:При соединении «треугольником» достоинством является достижение максимальной мощности электродвигателя. Двигатель располагает в полтора-три раза большей мощностью при подключении его по схеме «треугольник».

Каждый потребитель находится под 2-мя фазами при обрыве одной вторая остается рабочей.

Недостатки: нельзя подключать несимметричную нагрузку.

При подключении электродвигателя в режиме «звезды» отмечены следующие преимущества:

- плавность запуска и спокойная работа привода;

- возможность получения от двигателя номинальной мощности, величина которой приведена в паспорте изделия;

- нормальная работоспособность при кратковременных значительных ил частых незначительных перегрузках;

- небольшой прогрев корпуса при функционировании.

26. Коэф.актив.мощ. эл.двиг,дросселя двигателя, лампочки

Коэффициент мощности для трехфазного асинхронного (обычного) электродвигателя. cosϕ = P1 / (√3*U1*I1)

Коэффициентом мощности или cos ϕ электрической сети называется отношение активной мощности к полной мощности нагрузки расчетного участка.

cos ϕ = P/S, где:

cos ϕ – коэффициент мощности;

Р - активная мощность Вт;

S - полная мощность ВА;

Коэффициент мощности можно определить как расчетным путем, так и измерить специальными приборами. Только в том случае, когда нагрузка имеет исключительно активный характер, cos ϕ равен единице. В основном же, активная мощность меньше полной и поэтому коэффициент мощности меньше единицы.

27. Устройство и принцип действия счетчика

Для включения счетчика в цепь его токовую обмотку соединяют с электроприемниками последовательно, а обмотку напряжения - параллельно. При прохождении по обмоткам индукционного счетчика переменного тока в сердечниках обмоток возникают переменные магнитные потоки, которые, пронизывая алюминиевый диск, индуцируют в нем вихревые токи.

Взаимодействие вихревых токов с магнитными потоками электромагнитов создает усилие, под действием которого диск вращается. Последний связан со счетным механизмом, учитывающим частоту вращения диска, т.е. расход электрической энергии.

Основными его узлами являются электромагниты и , алюминиевый диск , укрепленный на оси , опоры оси - подпятник и подшипник , постоянный магнит . С осью связан при помощи зубчатой передачи счетный механизм - противополюс электромагнита

28. Устройство и принцип действия силового трансформатора

Трансформатор состоит из стального сердечника и обмоток, намотанных изолированным обмоточным проводом. Сердечник собирается из тонких пластин специальной электротехнической стали для снижения потерь энергии. Обмотка, предназначенная для подключения к сети переменного тока, называется первичной. Нагрузка подключается к вторичной обмотке, которых в трансформаторе может быть несколько. Номера обмоток обычно проставляются римскими цифрами. Часто обмоткам присваивают номера их выводов.

Принцип действия - Работа трансформатора основана на магнитном свойстве электрического тока. При подключении концов первичной обмотки к электросети по этой обмотке протекает переменный ток, который создает вокруг ее витков и в сердечнике трансформатора переменное магнитное поле. Пронизывая витки вторичной обмотки, переменное магнитное поле индуцирует в них ЭДС. Соотношение количества витков первичной и вторичной обмоток определяет получаемое напряжение на выходе трансформатора. Если количество витков вторичной обмотки больше, чем первичной, выходное напряжение трансформатора будет больше напряжения сети. Такая обмотка называется повышающей. Если же вторичная обмотка содержит меньше витков, чем первичная, выходное напряжение окажется меньше сетевого (понижающая обмотка).

29. Устройство и принцип действия асинхронного электродвиг.

Асинхронный электродвигатель имеет две основные части – статор и ротор. Неподвижная часть двигателя называется статор. С внутренней стороны статора сделаны пазы, куда укладывается трехфазная обмотка, питаемая трехфазным током. Вращающаяся часть машины называется ротор, в пазах его тоже уложена обмотка. Статор и ротор собираются из отдельных штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,35-0,5 мм. Отдельные листы стали изолируются один от другого слоем лака. Воздушный зазор между статором и ротором делается как можно меньше (0,3-0,35 мм в машинах малой мощности и 1-1,5 мм в машинах большой мощности).

Принцип действия: При работе в обмотку статора подаётся трёхфазный переменный ток. Вокруг статора создаётся вращающееся магнитное поле. Магнитное поле замыкается по сердечнику статора и ротора . Под действием магнитного поля в обмотке ротора создаётся электрический ток. Ток ротора создаёт сваё магнитное поле. При взаимодействии полей статора и ротора, ротор вращается.

30. Группы обмоток трансформатора.

Группой соед.-комбинации схем соед.обмоток высшего и низшего напр.Группа соединений обмоток трансформатора характеризует взаимную ориентацию напряжений первичной и вторичной обмоток. Группа соединения обмоток трансформатора определяется углом сдвига между векторами одноименных линейных ЭДС обмоток высшего и низшего напряжений.

соединение звездой - используется, в основном, в трансформаторах небольшой номинальной мощности, питающих симметричные трёхфазные электроприемники. Иногда данный вид соединений применяется в схемах большой номинальной мощности, в том случае если требуются заземление нейтральной точки звезды.

Соединение треугольником - используется, в основном, в понижающих трансформаторах большой мощности. Трансформаторы с таким соединением обмоток работают в составе систем питания токораспределительных сетей низкого напряжения. Как правило, нейтральная точка звёзды заземляется, обеспечивая возможность использования как линейного, так и фазного напряжений. Данное соединение очень выгодно, принимая во внимание сокращение третьей гармоники тока и токов нулевой последовательности при ассиметричной нагрузке.

Соединение зигзагом - используется, в основном, в понижающих трансформаторах небольшой номинальной мощностью. При такой схеме нейтральная точка соединения обмоток в зигзаг выведена на клеммную колодку для того, чтобы иметь возможность использовать фазные напряжения. Данное решение применяется редко, прежде всего, из экономических соображений.

1 Физический смысл ЭДС и внутреннего сопротивления.

ток в цепи возникает под действием ЭДС, чем больше ЭДС, тем больше ток в замкнутой цепи.

Направленному движению электрических зарядов в любом проводнике препятствуют его молекулы и атомы. Поэтому как внешняя цепь, так и сам источник энергии создают препятствие прохождения тока. Величина, характеризующая противодействие электрической цепи прохождению электрического тока- электрическое сопротивление.

Если уменьшить сопротивление внешней цепи R, то сопротивление всей цепи R+R0 так же уменьшиться, а ток в цепи увеличится. С увеличением силы тока падение напряжения внутри источника энергии (IR0) возрастает, т.к.внутреннее сопротивление остается неизменным R0.

Закон Ома: ток в замкнутой цепи пропорционален ЭДС и обратно пропорционален сопротивлению всей цепи.

Холостой ход:

I=0; R+R0=бесконечность.

Короткое замыкание:; U=I+Rн=0

На данном графике изображена внешняя характеристика

(можно подобрать потребитель)

Uн=5В, I=1A. не подходит

Uн=3В, I=1A подходит

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.