Краткие ОТВЕТЫ к билетам по Электротехнике.

Билет №1

1. Постоянный ток. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление ( см ФИЗИКА)

2. Двигатели постоянного тока.

Машины постоянного тока используют в качестве двигателей и генераторов. Генераторы (Г) применяются для питания электродвигателей в системе электроприводов, установок электролиза, для зарядки аккумуляторов, для сварочных работ. Двигатели (Д) – для привода механизмов, плавного регулирования частоты вращения.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ основан на взаимодействии проводника с током с постоянным магнитным полем электромагнитов.

УСТРОЙСТВО Неподвижная часть является создающей магнитное поле, а вращающаяся часть- индуктируемой ( якорь).

Неподвижная часть машины состоит из главных полюсов, добавочных полюсов и станины.

Главный полюс- электромагнит, создающий магнитный поток, состоит из сердечника и полюсного наконечника. Добавочные полюса имеют сердечник и обмотку, расположены между главными, служат для устранения искрения под щетками.

Вращающаяся часть машины – якорь состоит из сердечника, обмотки и коллектора. СЕРДЕЧНИК – цилиндр, собранный из листов электротехнической стали. В теле якоря делают воздушные каналы для охлаждения обмотки и сердечника. ОБМОТКА изолируется от сердечника и закрепляется в пазах деревянными клиньями. КОЛЛЕКТОР – цилиндр, состоящий из отдельных пластин. Их изготавливают из меди и изолируют друг от друга прокладками из миканита. Коллектор служит для преобразования переменного тока в постоянный - самая важная часть. Для соединения обмотки якоря с внешней цепью коллектора помещают неподвижные щетки (графитные, угольно-графитные). Кроме данных деталей в электрических машинах имеется : подшипники, подшипниковые щиты, смазочные материалы.

БИЛЕТ №2 (+)

1. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля- Ленца ( см ФИЗИКА)

2. Приборы электромагнитной системы.

В приборах электромагнитной системы измеряемый ток, проходя по неподвижной катушке, намагничивает стальной сердечник, укрепленный на оси подвижной части прибора, и втягивает его в катушку. Повороту оси препятствует спиральная пружина. Когда усилие, создаваемое пружиной уравновесит усилие, созданное катушкой, подвижная система прибора остановится и стрелка зафиксируется.

В устройство прибора входит корректор- для установки стрелки на нулевую отметку, пружина- для создания противодействующего момента, успокоитель- для уменьшения колебаний подвижной части прибора.

Поскольку сердечник втягивается в катушку при любом направлении тока, э/м прибор применяется для измерений в цепях постоянного и переменного тока.

Достоинства: простота и надежность конструкции, невысокая стоимость, большая устойчивость к перегрузкам.

Недостатки: невысокая точность, неравномерность шкалы , чувствительность к внешним магнитным полям .

БИЛЕТ №3 (+)

1. Электродвижущая сила. Закон ОМА ДЛЯ ПОЛНОЙ ЦЕПИ ( см ФИЗИКА)

2. Однофазный индукционный счетчик.

Измерительный механизм индукционной системы используют в счетчиках электроэнергии. Подвижная часть этих приборов вращается, и частота вращения пропорциональна мощности контролируемой энергии. В приборе переменные потоки двух неподвижных электромагнитов пронизывают установлены на оси алюминиевый диск, индуцируя в нем токи, взаимодействие которых с потоками электромагнитов создает вращающий момент.

Обмотка одного электромагнита с большим числом витков, включается параллельно нагрузке ( катушка напряжения); обмотка другого электромагнита – с малым числом витков, включается в цепь последовательно с нагрузкой ( токовая катушка). Т. О., один магнитный поток пропорционален напряжению, а другой – току. Для устранении самохода счетчик снабжают тормозным крючком.

Частота вращения диска зависит от мощности нагрузки и соответственно число оборотов пропорционально количеству электроэнергии. Приборы индукционной системы устойчивы к перегрузкам, имеют большой вращающий момент, малую чувствительность к внешним магнитным полям., но их показания зависят от частоты измеряемого тока и температуры окружающей среды.

БИЛЕТ №4 (+)

1. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа.

Разветвленные электрические цепи характеризуются наличием ветвей, узлов, контуров.

В ЕТВЬ – участок цепи, вдоль которого проходит один и тот же ток.

УЗЕЛ_ место соединения трех ветвей и более.

КОНТУР- любой замкнутый путь цепи. Который можно обойти, двигаясь по ее ветвям. На рис 5 ветвей, 3узла, 6 контуров. Расчеты таких цепей проводят с помощью правил Кирхгофа.

1 правило: сумма токов, направленных к узлу электрической цепи, равна сумме токов, направленных от него. Алгебраическая сума токов в узле рана 0.

2 правило: Во всяком замкнутом электрическом контуре алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме напряжений на сопротивлениях, входящих в этот контур. При этом значения ЭДС и напряжений считают положительными , если направления ЭДС и токов совпадают с выбранным положительным направлением обхода контура.

2 .Автотрансформатор (назначение, устройство, принцип действия)

А втотрансформатор представляет собой трансформатор, у которого обмотка низкого напряжения является частью обмотки высокого напряжения. В режиме нагрузки по общей части протекает ток, который равен разности токов (I1-I2), т к вторичный ток ослабляет магнитный поток в сердечнике.

Чаще всего АТ изготавляют со скользящим контактом, что позволяет плавно регулировать выходное напряжение. Обмотка АТ выполнена проводом круглого сечения на стальном сердечнике. На одной стороне изоляцию снимают вместе с частью провода. По оголенной поверхности скользит щетка, подключая нагрузку к различному числу витков.

Достоинства: При изготовлении АТ экономится медь для изготовления обмоток, сталь для изготовления магнитопровода.

Недостатки: АТ применяют при малых коэффициентах трансформации К. При больших К сказывается недостаток АТ – наличие электрической связи его обмоток.

БИЛЕТ №5 (+)

1. Магнитное поле. Проводник с током в магнитном поле. (см ФИЗИКА)

2. Общие сведения о полупроводниках. Примесная проводимость. Р-n-переход. П\п диоды.

Полупроводниками называют вещества, проводимость которых имеет промежуточное значение между проводимостями Ме и диэлектриков. Примеры: германий, кремний, индий, селен.

При низких температурах проводимость полупроводников мала, с увеличением температуры сопротивление падает, а проводимость возрастает. Это связано со строением п/п.

С обственная проводимость:

Атомы кремния объединяют свои валентные электроны с другими атомами с помощью ковалентной связи ( от каждого атома участвуют в образовании связи один е). При низких t связи прочны. При увеличении t связи разрываются, часть электронов становятся свободными. При наличии Эл поля они перемещаются по п/п. При освобождении электрона на его месте образуется вакантное место- дырка. В чистом п\п имеется два типа носителей тока- электроны и дырки, собственная проводимость- электронно-дырочная.

Примесная проводимость: Чистые п\п содержат очень мало носителей тока. Для увеличения их числа применят примеси. Используют два типа примесей-донорные и акцепторные. Донорные примеси- примеси, отдающие электроны, при добавлении в п\п образуется полупроводник n- типа (осн. носители тока-е, неосновные- дырки).

Акцепторные примеси- принимающие электроны, при добавлении в п\п образуется полупроводник р-типа ( осн. носители тока- дырки, несоновные – дырки).

Р-n- переход: контакт двух п\п с различными типами проводимостями, его сопротивление зависит от направления тока. Если к р-n-переходу подключить источник, как в первом случае, то вц епи возможен лишь незначительный ток за счет неосновных носителей ( обратный ток примерно равен 0). При включении напряжения прямой полярности в цепи возникнет большой прямой ток, за счет основных носителей. Р-n-переход обладает односторонней проводимостью.

П\п диоды- пассивные электронные приборы с одним р-n- переходом и двумя выводами. Применяют для выпрямления переменного тока, в качестве детекторов, импульсных устройств.

Считают, что диод подключен в прямом направлении , когда к аноду подключен положительный, а к катоду отрицательный полюс источника тока.

Диод обладает односторонней проводимостью- пропускает ток в прмом направлении. К параметрам диода относят: максимальный прямой ток, максимальное обратное напряжение, обратный ток.

В зависимости от используемого материала они бывают германиевые, кремниевые, селеновые.