- •Тематический учебно-методический комплекс по тоэ для студентов
- •Тема 1. Линейные неразветвленные
- •Электрические цепи постоянного тока
- •Задание логически-понятийного характера.
- •Лабораторная работа №1
- •Тематическое комплексное квалификационное задание Условие
- •Задание
- •Варианты исходных данных к тематическому комплексному квалификационному заданию
- •Пример оформлення
Таврический государственный агротехнологический университет
Энергетический факультет
Кафедра теоретической и общей электротехники
Тематический учебно-методический комплекс по тоэ для студентов
Тема 1. Линейные неразветвленные
Электрические цепи постоянного тока
Мелитополь, 2013
Явление электризации тел и закон сохранения заряда.
Явление взаимодействия заряженных тел и закон Кулона.
Таблица 1.1
Номер вопроса, задания |
Вопросы, задания |
Номер правильного ответа |
|
В чём суть явления электризации тел? |
|
|
Сформулируйте закон сохранения заряда. |
|
|
Выполните математическую запись закона сохранения заряда. |
|
|
Дайте определение точечного заряда. |
|
|
Тело потеряло 20 Кл положительного заряда. Какой заряд в кулонах приобрело это тело? |
|
|
Тело прибрело 10 Кл отрицательного заряда и 10 Кл положительного заряда. Какой результирующий заряд в кулонах приобрело это тело? |
|
|
В чём суть явления взаимодействия заряженных тел? |
|
|
Посредством чего взаимодействуют заряды? |
|
|
Сформулируйте закон взаимодействия заряженных тел. |
|
|
Выполните математическую запись закона Кулона. |
|
|
Укажите единицы физических величин, описывающих закон Кулона. |
|
|
В электрическое поле положительного точечного заряда q1 = 40 Кл внесли малый пробный заряд q2 = 4π 8,85 10-12 Кл. Среда, в которой находятся заряды, имеет относительную диэлектрическую проницаемость ε = 20. Заряды находятся на расстоянии 0,1 м. Определить силу в ньютонах, действующую на пробный заряд. |
|
При правильном выполнении задания -= 10.
Таблица 1.1а
Номер ответа |
ответЫ |
|
. |
|
200. |
|
Посредством электрического поля, которое существует вокруг них и представляет собой особую форму материи. |
|
[F] = H ; [q] = Кл ; [r] = м ; [0] = Ф/м . |
|
0. |
|
- 20. |
|
Между заряженными телами существуют силы притяжения или отталкивания: тела, имеющие заряд одного знака, отталкиваются; а тела, имеющие заряд разного знака, притягиваются. |
|
q1 + q2 + … + qn = const. |
|
Два неподвижных точечных электрических заряда взаимодействуют с силой прямо пропорциональной произведению этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними и диэлектрической проницаемости среды. |
|
В потере или приобретении телом некоторого количества электронов. |
|
Заряженное тело, размерами которого в данных условиях можно пренебречь. |
|
Алгебраическая сумма зарядов системы не изменяется со временем. |
Явление взаимодействия заряженных тел и закон Кулона.
Таблица 1.2
Номер вопроса, задания |
Вопросы, задания |
Номер правильного ответа |
|
Что такое электрическая постоянная? Укажите её значение. |
|
|
Дайте определение пробного заряда. |
|
|
Дайте определение напряжённости электрического поля. |
|
|
Отрицательный точечный заряд q3 = 4π 8,85 10-12 Кл создаёт электрическое поле в среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε = 20. Определить напряженность электрического поля на расстоянии 0,01 м от заряда, в вольтах на метр. |
|
|
Дайте определение потенциала электрического поля. |
|
|
Что такое силовая линия электрического поля? |
|
|
Что такое эквипотенциальная линия электрического поля? |
|
|
Как графически изображается электрическое поле? |
|
|
Дайте определение напряжения электрического поля. |
|
|
Определить потенциал в точке поля, указанной в задании 4, в вольтах. |
|
|
Потенциалы точек 1 и 2 электрического поля соответственно равны 20 В и 5 В. Определить напряжение электрического поля в вольтах между указанными точками. |
|
При правильном выполнении задания -= 10.
Таблица 1.2а
Номер ответа |
ответЫ |
|
500. |
|
Линия, соединяющая точки электрического поля с одинаковыми потенциалами. |
|
5. |
|
Диэлектрическая проницаемость вакуума; 0 = 8,85 10–12Ф/м. |
|
15. |
|
Разность потенциалов между точками электрического поля. |
|
Положительный заряд малой величины qпр, предназначенный для исследования электрического поля. |
|
Траектория движения свободного пробного заряда в электрическом поле. |
|
С помощью силовых и эквипотенциальных линий. |
|
Физическая величина, численно равная отношению силы, с которой поле действует на пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к значению этого заряда. |
|
Физическая величина, численно равная отношению потенциальной энергии, которой обладает пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к значению этого заряда. |
Явление электрического тока и закон Ома.
Явление теплового действия электрического тока и закон Ленца – Джоуля
Таблица 1.3
Номер вопроса, задания |
Вопросы, задания |
Номер правильного ответа |
|
В чём суть явления электрического тока? |
|
|
Дайте определение электродвижущей силы. |
|
|
Дайте определение силы электрического тока. |
|
|
Как рассчитать сопротивление проводника электрическому току? |
|
|
Сформулируйте закон Ома для участка цепи. |
|
|
Выполните математическую запись закона Ома для участка цепи. |
|
|
Сторонние силы источника переносят заряды величиной 220 Кл против сил электрического поля. При этом совершается работа, равная 44000 Дж. Определить электродвижущую силу в вольтах, которую развивает источник. |
|
|
За 120 секунд через поперечное сечение проводника проходит заряд величиной 240 Кл. Определить силу электрического тока в амперах. |
|
|
Проводник с удельным сопротивлением, равным 0,017 (Оммм2)/м, имеет длину 2000 м и сечение 3,4 мм2. Определить сопротивление проводника в омах. |
|
|
В чём суть явления теплового действия электрического тока? |
|
|
Сформулируйте закон теплового действия электрического тока. |
|
|
Выполните математическую запись закона Ленца – Джоуля. |
|
|
Дайте определение мощности электрического тока. |
|
|
Укажите единицы физических величин, характеризующих явление теплового действия электрического тока. |
|
|
По проводнику, который имеет сопротивление 300 Ом, проходит электрический ток силой 20 А в течение 1 минуты. Определить энергию в джоулях, которая выделяется в проводнике. |
|
|
Определить мощность электрического тока в задании 15, в ваттах. |
|
При правильном выполнении задания -= 2.
Таблица 1.3а
Номер ответа |
ответЫ |
|
10. |
|
Количество теплоты, которое выделяется в проводнике, прямо пропорционально сопротивлению проводника, квадрату силы электрического тока и времени его действия. |
|
Физическая величина, численно равная заряду, проходящему через поперечное сечение проводника в единицу времени. |
|
. |
|
120 000. |
|
При столкновении зарядов с молекулами (атомами) они отдают им часть своей энергии, увеличивая скорость теплового движения молекул (атомов), что приводит к нагреванию проводника при прохождении по нему электрического тока. |
|
2. |
|
[W] = Дж ; [R] = Ом ; [I] = А ; [t] = с. |
|
В упорядоченном и направленном движении свободных заряженных частиц под действием сил электрического поля. |
|
Сопротивление проводника электрическому току равно удельному сопротивлению материала проводника, умноженному на его длину и деленному на сечение проводника. |
|
7 200 000. |
|
. |
|
Количество электрической энергии, выделяемой в проводнике в единицу времени. |
|
200. |
|
Физическая величина, численно равная отношению работы, которую совершают сторонние силы источника по перенесению заряженных частиц против сил электрического поля, к значению их зарядов. |
|
Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению (разности потенциалов) на зажимах проводника и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. |
Электрическая цепь и её элементы.
Принципиальная электрическая схема цепи.
Расчётная схема электрической цепи.
Расчёт неразветвленной электрической цепи.
Таблица 1.4
Номер вопроса, задания |
Вопросы, задания |
Номер правильного ответа |
|
Дайте определение электрической цепи. |
|
|
Какие элементы электрической цепи являются основными? |
|
|
Какие элементы электрической цепи являются вспомогательными? |
|
|
Что такое вольт-амперная характеристика элемента электрической цепи? |
|
|
Какие элементы электрической цепи называются линейными? |
|
|
Что такое линейная электрическая цепь? |
|
|
Дайте определение принципиальной электрической схемы цепи. |
|
|
Дайте определение расчётной схемы электрической цепи. |
|
|
Что такое потенциал точки расчётной схемы электрической цепи? |
|
|
Что такое напряжение (падение напряжения) на участке цепи? |
|
|
Сформулируйте закон Ома для замкнутой цепи. |
|
|
Сформулируйте закон Ома для участка цепи без электродвижущей силы. |
|
При правильном выполнении задания -= 24.
Таблица 1.4а
Номер ответа |
ответЫ |
|
Графическое и буквенное обозначение отдельных элементов цепи, соединенных между собой. |
|
Зависимость между силой электрического тока и напряжением на элементе цепи. |
|
Графическое и буквенное обозначение физических процессов, протекающих в отдельных элементах цепи. |
|
Сила электрического тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на участке цепи и обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи. |
|
Электрическая цепь, состоящая из линейных элементов. |
|
Источник, приёмник и провода, которые их соединяют. |
|
Разность потенциалов точек, ограничивающих участок цепи. |
|
Коммутационные и защитные аппараты, электроизмерительная и контрольная аппаратура. |
|
Отношение потенциальной энергии, которой обладают движущиеся заряженные частицы в данной точке, к величине их зарядов. |
|
Совокупность устройств, которые обеспечивают возможность создания электрического тока. |
|
Сила электрического тока в цепи прямо пропорциональна алгебраической сумме электродвижущих сил, действующих в цепи, и обратно пропорциональна суммарному сопротивлению цепи. |
|
Элементы, у которых вольт-амперная характеристика представляет собой прямую линию. |
Расчёт неразветвленной электрической цепи.
Таблица 1.5
Номер вопроса, задания |
Вопросы, задания |
Номер правильного ответа |
|
На приведенной расчётной схеме электрической цепи известно: э.д.с. источника E = 200 В; внутреннее сопротивление источника Rв= 5 Ом; сопротивление соединительных проводов Rл = 15 Ом ; сопротивление нагрузки Rн= 30 Ом ; потенциал точки 2 φ2= 0.
|
|
1. |
Определить силу электрического тока в цепи в амперах. |
|
2. |
Определить потенциал точки 4 в вольтах. |
|
3. |
Определить потенциал точки 1. |
|
4. |
Определить потенциал точки 3. |
|
5. |
Определить напряжение на участке 4-1 в вольтах. |
|
6. |
Определить напряжение на участке 1-2 в вольтах. |
|
7. |
Определить напряжение на участке 1-3 в вольтах. |
|
8. |
Определить напряжение на участке 3-2 в вольтах. |
|
При правильном выполнении задания -= 10.
Таблица 1.5а
Номер ответа |
ответЫ |
|
200. |
|
120. |
|
20. |
|
180. |
|
4. |
|
120 В. |
|
180 В. |
|
60. |
Расчёт неразветвленной электрической цепи.
Таблица 1.6
Номер вопроса, задания |
Вопросы, задания |
Номер правильного ответа |
На расчётной схеме электрической цепи приведено: э.д.с. источникаE; внутреннее сопротивление источникаRв; сопротивление линии электропередачиRл; сопротивление нагрузки Rн, сила электрического тока I, напряжение на зажимах источникаUГ, падение напряжения в линии электропередачиUЛ, напряжение на нагрузкеUН.
|
| |
|
Запишите расчетное выражение для напряжения на зажимах источника? |
|
|
Как рассчитать падение напряжения в линии электропередачи? |
|
|
Как рассчитать напряжение на нагрузке? |
|
|
Как рассчитать мощность, развиваемую источником? |
|
|
Как рассчитать потери мощности в источнике? |
|
|
Как рассчитать потери мощности в линии электропередачи? |
|
|
Как рассчитать мощность нагрузки? |
|
|
Как составить баланс мощностей? |
|
|
Как рассчитать коэффициент полезного действия линии электропередачи? |
|
|
Как рассчитать коэффициент полезного действия источника? |
|
|
Как рассчитать коэффициент полезного действия электроустановки? |
|
|
Запишите формулу для расчета энергии, потребляемой приёмником? |
|
|
При каком условии по линии электропередачи можно передать максимальную мощность нагрузке? Чему будет равен коэффициент полезного действия линии в этом случае? |
|
При правильном выполнении задания -= 37.
Таблица 1.6а
Номер ответа |
ответЫ |
|
. |
|
При условии равенства сопротивления линии сопротивлению нагрузки. Коэффициент полезного действия линии электропередачи при этом будет равен 50 %. |
|
Отношение мощности, отдаваемой генератором в линию, к развиваемой им мощности. |
|
Произведение сопротивления линии электропередачи на квадрат силы электрического тока в линии. |
|
Произведение сопротивления линии электропередачи на силу электрического тока в линии. |
|
Произведение электродвижущей силы источника на силу электрического тока в нём. |
|
Произведение сопротивления нагрузки на силу электрического тока в ней. |
|
Мощность, развиваемая источником, равна сумме мощностей на отдельных участках цепи. |
|
Произведение внутреннего сопротивления источника на квадрат силы электрического тока в нём. |
|
Произведение сопротивления нагрузки на квадрат силы электрического тока в ней. |
|
Отношение мощности приёмника к мощности, развиваемой генератором. |
|
. |
|
Отношение мощности нагрузки к мощности, отдаваемой генератором в линию электропередачи. |
Расчёт неразветвленной электрической цепи.
Таблица 1.7
Номер вопроса, задания |
Вопросы, задания |
Номер правильного ответа |
На приведенной расчётной схеме электрической цепи известно: э.д.с. источника E = 150 В; внутреннее сопротивление источника Rв= 5 Ом; сопротивление линии электропередачи Rл = 10 Ом; сопротивление нагрузки Rн= 35 Ом.
|
| |
|
Определить силу электрического тока цепи в амперах. |
|
|
Определить напряжение на зажимах источника в вольтах. |
|
|
Определить падение напряжения в линии электропередачи в вольтах. |
|
|
Определить напряжение на нагрузке в вольтах. |
|
|
Определить мощность, развиваемую источником, в ваттах. |
|
|
Определить мощность, теряемую в источнике, в ваттах. |
|
|
Определить мощность, отдаваемую источником, в ваттах. |
|
|
Определить мощность, теряемую в линии, в ваттах. |
|
|
Определить мощность, потребляемую нагрузкой, в ваттах. |
|
|
Определить коэффициент полезного действия линии электропередачи в относительных единицах. |
|
|
Определить коэффициент полезного действия источника в относительных единицах. |
|
|
Определить коэффициент полезного действия всей электроустановки в относительных единицах. |
|
|
Определить энергию, которую потребляет нагрузка за 2000ч, в киловаттах. |
|
|
Определить стоимость электрической энергии, которую потребляет нагрузка за 2000ч при стоимости 1 кВтч электроэнергии 0,2 грн |
|
При правильном выполнении задания -= 47.
Таблица 1.7а
Номер ответа |
ответЫ |
|
0,78. |
|
90. |
|
0,7. |
|
45. |
|
126. |
|
105. |
|
630. |
|
135. |
|
405. |
|
3. |
|
0,9. |
|
30. |
|
315. |
14. |
450. |
Закон Ома для замкнутой электрической цепи с несколькими электродвижущими силами.
Обобщённый закон Ома.
Баланс мощностей.
Линия электропередачи.
Таблица 1.8
Номер вопроса, задания |
Вопросы, задания |
Номер правильного ответа |
|
Сформулируйте закон Ома для замкнутой цепи. |
|
|
Выполните математическую запись закона Ома для замкнутой цепи. |
|
|
Выполните математическую запись обобщённого закона Ома для участка цепи с э.д.с. |
|
На приведенной расчётной схеме электрической цепи зарядки аккумулятора известно: э.д.с. генератора Е1 = 30 В, сопротивление генератора R1 = 1 Ом, сопротивление регулировочного реостата R = 5 Ом, сопротивление аккумулятора R2 = 2 Ом, э.д.с. аккумулятора Е2 = 6 В.
|
| |
|
Определить силу электрического тока в цепи в начальный момент зарядки аккумулятора в амперах. |
|
|
Определить напряжение на зажимах источника в начальный момент зарядки аккумулятора в вольтах. |
|
|
Определить напряжение на зажимах аккумулятора в начальный момент его зарядки в вольтах. |
|
|
На приведенной расчётной схеме электрической цепи известно: э.д.с. первого источника E1 = 25 B, э.д.с. второго источника E2 = 50 B, сопротивления: R1 = 20 Ом, R2 = 5 Ом, напряжение на зажимах а-b U = 75 B.
|
|
|
Определить силу электрического тока в амперах. |
|
На приведенной расчётной схеме электрической цепи известно: э.д.с. генератора Е = 120 В, сопротивление линии электропередачи Rл = 3 Ом, сопротивление нагрузки R2 изменяется от 0 до ∞.
|
| |
|
Записать условие, при котором по линии электропередачи можно передать максимальную мощность нагрузке. |
|
|
Определить силу электрического тока в цепи для данного случае в амперах. |
|
|
Определить максимальную мощность, которую можно передать нагрузке, в ваттах. |
|
При правильном выполнении задания -= 9.
Таблица 1.8а
Номер ответа |
ответЫ |
|
1200. |
|
4. |
|
20. |
|
12. |
|
Rн = Rл= 3 Ом. |
|
. |
|
3. |
|
Сила электрического тока в замкнутой цепи равна алгебраической сумме электродвижущих сил, действующих в цепи, делённой на сумму сопротивлений отдельных её элементов. |
|
. |
|
27. |
Таблица 1.9
Номер вопроса, задания |
Вопросы, задания |
Номер правильного ответа |
|
Дана принципиальная электрическая схема цепи, состоящей из машинного генератора G, лини электропередачи ЛЭП, электроосветительного устройства EL, амперметра РА, вольтметров PV1 и РV2 и выключателя SA.
|
|
|
Для чего предназначен машинный генератор? |
|
|
Для чего предназначено электроосветительное устройство? |
|
|
Для чего предназначена линия электропередачи? |
|
|
Для чего предназначен выключатель? |
|
|
Для чего предназначен амперметр? |
|
|
Как включён амперметр в цепь по отношению к источнику и нагрузке? |
|
|
Что такое предел измерения амперметра? |
|
|
Как определить цену деления амперметра? |
|
|
Для чего предназначен первый вольтметр? |
|
|
Для чего предназначен второй вольтметр? |
|
|
Как включены вольтметры в цепь по отношению к источнику и нагрузке? |
|
|
Что такое предел измерения вольтметра? |
|
|
Как определить цену деления вольтметра? |
|
При правильном выполнении задания нечёт–чёт = 9.
Таблица 1.9а
Номер ответа |
ответЫ |
|
Максимальное значение силы тока, которое им можно измерить. |
|
Для коммутации электрической цепи. |
|
Как отношение предела измерения амперметра к максимальному количеству делений на его шкале. |
|
Для преобразования электрической энергии в световую энергию. |
|
Для измерения напряжения на зажимах генератора. |
|
Для передачи электрической энергии от источника к нагрузке. |
|
Для измерения напряжения на зажимах нагрузки. |
|
Для преобразования механической энергии в электрическую энергию. |
|
Параллельно. |
|
Для измерения силы тока в цепи. |
|
Как отношение предела измерения вольтметра к максимальному количеству делений на его шкале. |
|
Последовательно. |
|
Максимальное значение напряжения, которое им можно измерить. |
Таблица 1.10
Номер вопроса, задания |
Вопросы, задания |
Номер правильного ответа |
|
Данная принципиальная электрическая схема цепи, для которой известны показания электроизмерительных приборов при проведении экспериментов: при замкнутом выключателе амперметр РА показал 10 А; вольтметр РV1 показал 240 В ; вольтметр РV2 показал 220 В ; при разомкнутом выключателе вольтметр РV1 показал 250 В.
|
|
|
Запишите значение силы тока в цепи при замкнутом выключателе в амперах. |
|
|
Запишите значение напряжения на зажимах генератора при замкнутом выключателе в вольтах. |
|
|
Запишите значение напряжения на зажимах нагрузки при замкнутом выключателе в вольтах. |
|
|
Определите падание напряжения в линии в вольтах. |
|
|
Определите сопротивление линии в омах. |
|
|
Определите потери мощности в линии в ваттах. |
|
|
Определите мощность, отдаваемую генератором, в ваттах. |
|
|
Определите мощность нагрузки в ваттах. |
|
|
Определите сопротивление нагрузки в омах. |
|
|
Определите показание амперметра при разомкнутом выключателе в амперах. |
|
|
Определите показание второго вольтметра при разомкнутом выключателе в вольтах. |
|
|
Определите электродвижущую силу генератора. |
|
|
Определите падание напряжения на внутреннем сопротивлении генератора. |
|
|
Определите внутреннее сопротивление генератора в омах. |
|
|
Определите потери мощности в генераторе в ваттах. |
|
|
Определите мощность, которая развивается генератором, в ваттах. |
|
|
Определите коэффициент полезного действия линии электропередачи. |
|
|
Определите коэффициент полезного действия генератора. |
|
|
Определите коэффициент полезного действия электроустановки. |
|
|
Что такое внешняя характеристика источника? |
|
|
Запишите уравнение внешней характеристики источника. |
|
|
Запишите уравнение внешней характеристики генератора с коэффициентами при неизвестных. |
|
|
Когда напряжение на зажимах работающего генератора будет наибольшим? |
|
При правильном выполнении задания нечёт–чёт = 46.
Таблица 1.10а
Номер ответа |
ответЫ |
|
250 В. |
|
2. |
|
10 В. |
|
200. |
|
1. |
|
240. |
|
100. |
|
20. |
|
2500. |
|
220. |
|
0,92. |
|
10. |
|
0,96. |
|
2200. |
|
0,88. |
|
0. |
|
Зависимость напряжения на зажимах источника от силы тока в цепи. |
|
22. |
|
. |
|
2400. |
|
При разомкнутом выключателе. |
|
250. |
|
. |