- •1. Раскройте понятия электрическое поле и его основные характеристики: заряд, напряжённость, потенциал, напряжение.
- •3.Раскройте понятия схема электрической цепи, узел, ветвь, контур. Приведите пример. Укажите количество узлов, ветвей и независимых контуров в электрической цепи (рисунок 1)
- •4.Сформулируйте первый и второй законы Кирхгофа. Приведите примеры в общем виде.
- •5. Дайте понятие эдс, мощность источника и приёмника электрической энергии. Сформулируйте баланс мощностей. Приведите пример в общем виде.
- •6.Объясните принцип построения потенциальной диаграммы электрической цепи. Приведите пример в общем виде.
- •Закон Ома для участка электрической цепи
- •8. Запишите алгоритм расчета электрической цепи постоянного тока методом узлового напряжения, приведите пример в общем виде.
- •Параллельное соединение потребителей
- •13.Запишите алгоритм расчета электрической цепи постоянного тока методом контурных токов для схемы рисунок 4
- •14. Раскройте понятие электрическая емкость. Расскажите о назначении, видах конденсаторов и способах их соединения.
- •Соединение конденсаторов Параллельное соединение конденсаторов
- •Последовательное соединение конденсаторов
- •Смешанное соединение конденсаторов
- •2.Схема замещения электрической цепи
Утверждаю
Заместитель директора
по учебной работе
А.М.Маслан
« » 2014г.
Вопросы и задачи к директорской контрольной работе по дисциплине «Теоретические основы электротехники»
Разработал Т.С.Шмакова
Рассмотрены и утверждены
на заседании цикловой комиссии
электротехнических дисциплин
Протокол № 2 от 16.09 2014г
Председатель комиссии
2014
1. Раскройте понятия электрическое поле и его основные характеристики: заряд, напряжённость, потенциал, напряжение.
2.Раскройте понятия электрическая цепь и её элементы. Укажите назначение основных и вспомогательных элементов цепи; дайте определение внутренний и внешний участки цепи.
3.Раскройте понятия схема электрической цепи, узел, ветвь, контур. Приведите пример. Укажите количество узлов, ветвей и независимых контуров в электрической цепи (рисунок 1)
Рисунок 1-Схема электрической цепи
4.Сформулируйте первый и второй законы Кирхгофа. Приведите примеры в общем виде.
5. Дайте понятие ЭДС, мощность источника и приёмника электрической энергии. Сформулируйте баланс мощностей. Приведите пример в общем виде.
6. Объясните принцип построения потенциальной диаграммы электрической цепи. Приведите пример в общем виде.
7. Раскройте понятия: электрическое сопротивление, удельная электрическая проводимость. (Сформулируйте определения, запишите формулы для расчета и единицы измерения, укажите какими параметрами определяется сопротивление проводника). Сформулируйте закон Ома. Подтвердите примером.
8. Запишите алгоритм расчета электрической цепи постоянного тока методом узлового напряжения, приведите пример в общем виде.
9.Укажите назначение измерительных приборов: амперметра, вольтметра, ваттметра, способ подключения этих приборов, их графическое обозначение. Начертите схему, содержащую параллельно соединенные катушку и реостат, а также приборы для измерения напряжения и мощности во всей цепи и токов во всех ветвях.
10.Расскажите об особенностях последовательного и параллельного соединения элементов. Рассчитайте общее сопротивление в цепи (рисунок 1).
Рисунок 1- Схема электрическая
11. Цепь постоянного тока содержит несколько резисторов( рисунок 2), соединенных смешано. Определите токи во всех ветвях. Запишите в общем виде баланс мощностей для данной схемы.
U=100В, R1=9.75Ом, R2=9Ом, R3=10 Ом, R4=2Ом, R5=5Ом.
Рисунок 2- Схема электрическая
12. Запишите алгоритм расчета электрической цепи постоянного тока методом узловых и контурных уравнений для схемы рисунок 3 .
Рисунок 3- Схема электрическая
13.Запишите алгоритм расчета электрической цепи постоянного тока методом контурных токов для схемы рисунок 4
Рисунок 4- Схема электрическая
14. Раскройте понятие электрическая емкость. Расскажите о назначении, видах конденсаторов и способах их соединения.
15.Дайте определение понятиям трех лучевая звезда и треугольник сопротивлений. Запишите формулы для преобразования трех лучевой звезды сопротивлений в треугольник сопротивлений и наоборот. Преобразуйте схему к двум узлам (Рисунок 5)
Рисунок 5- Схема электрическая
Ответы
1. Раскройте понятия электрическое поле и его основные характеристики: заряд, напряжённость, потенциал, напряжение.
Электрическое поле как одна из составляющих электромагнитного поля обладает способностью воздействовать как на неподвижные, так и на движущиеся заряды.
Электрический заряд - физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитных взаимодействий.
Заряд обозначается буквой Q(q) и измеряется в кулонах (Кл).
[ Q]=1 Кл
Различают положительные и отрицательные𝗊 заряды. Элементарными носителями электрического заряда являются электроны и протоны, входящие в структуру атомов и молекул вещества. Заряд протона 𝗊= +1,6∙10-19 Кл называют положительным, а заряд электрона е=- 1,6*10-19 Кл - отрицательным.
Число электронов атомов равно числу протонов, потому атомы в обычном состоянии электрически нейтральны.
Электрический заряд является источником электромагнитного поля, которое окружает заряженные тела.
Напряженность электрического поля - физическая величина, характеризующая интенсивность поля в данной точке. Напряженность электрического поля- силавая характеристика поля, величина векторная. Напряженность обозначается буквой Е, измеряется в вольтах на метр.
[Е]=1В/м
Если в электрическое поле неподвижного заряда Q на расстоянии R от него поместить пробный положительный заряд q , то на него будет действовать сила F, причем если заряды имеют одинаковые знаки, то они отталкиваются, а если разные, то притягиваются.
Рисунок 1.
Е=F/ 𝗊
Электрическое поле, напряженность которого одинакова во всех точках пространства, называется однородным. Таким является поле между параллельными разноименно заряженными пластинами при достаточном удалении от их краев.
Потенциал электрического поля в данной точке численно равен работе, совершаемой силами поля при перемещении единичного положительного заряда из этой точки в бесконечность.
Потенциал – энергетическая характеристика поля, величина скалярная.
[𝝋]=1В
𝝋а=Аа/ 𝗊
Напряжение (разность потенциалов) между двумя точками поля численно равно работе, совершаемой силами поля при перемещении единичного положительного заряда между этими точками.
U = Аав/ 𝗊
U= 𝝋1- 𝝋2
Единица напряжения – вольт (В).
Между напряженностью электрического поля и разностью потенциалов существует определенная взаимосвязь
Е=U/d,
где d-расстояние между точками поля.
2.Раскройте понятия электрическая цепь и её элементы. Укажите назначение основных и вспомогательных элементов цепи; дайте определение внутренний и внешний участки цепи. Приведите пример схемы электрической цепи.
Электрическая цепь– это совокупность устройств и объектов, образующих путь для электрического тока.
Основными элементами электрической цепи являются:
источник электрической энергии;
потребители;
устройства для передачи электрической энергии.
В источниках электрической энергии (генераторах, аккумуляторах, солнечных батареях, термоэлементах и др.) происходит преобразование различных видов энергии в электрическую.
В потребителях происходит обратный процесс, т. е. электрическая энергия преобразуется в механическую, тепловую, световую и другие виды энергии.
Провода – служат для передачи и распределения электрической энергии, для соединения элементов цепи
Все основные элементы электрической цепи обладают электрическим сопротивлением.
Кроме основных элементов в электрическую цепь входят вспомогательные элементы для:
управления (рубильники, переключатели, контакторы и т.д.)
защиты (реле, предохранители)
регулирования (реостаты, стабилизаторы тока и напряжения)
контроля (амперметры, вольтметры)
Схема электрической цепи– это графическое изображение цепи, содержащее условные обозначения её элементов, показывающее соединения этих элементов.
Наименование электрической схемы |
Обозначение |
Резистор нерегулируемый | |
Резистор регулируемый | |
Конденсатор | |
Катушка индуктивности | |
Источник | |
Амперметр, вольтметр | |
Провод, провода, пересекающиеся несоединённые, провода соединённые |
|
Предохранитель плавкий |
Схема электрической цепи показана на рис. 2.1.
В электрической цепи различают два участка: внутренний и внешний. Источник является внутренним участком электрической цепи. Все остальные элементы относятся к внешнему участку электрической цепи.