Задания к экзамену и дифференцированному зачету

ЗАДАНИЕ (теоретическое)

Введение

1. История и перспективы развития электротехники и электроники.

2. Электрическая энергия, ее свойства и применение.

Раздел 1. Электротехника

Тема 1.1. Электрическое поле

1. Основные понятия электрического поля. Закон Кулона.

2. Назначение, устройство, характеристики и виды соединений конденсаторов.

Тема 1.2. Электрические цепи постоянного тока

1. Электрическая цепь и ее элементы.

2. Электрический ток, ЭДС и напряжение.

3. Понятия электрического сопротивления и проводимости. Зависимость сопротивления от температуры.

4. Закон Ома для участка цепи и для замкнутого контура.

5. Законы Кирхгофа.

6. Эквивалентные преобразования электрических цепей постоянного тока.

7. Энергия и мощность электрической цепи.

8. Методы расчета сложных электрических цепей.

9. Основные понятия и характеристики нелинейной электрической цепи постоянного тока.

Тема 1.3. Электромагнетизм

1. Определение и характеристики магнитного поля, взаимодействие магнитного поля и проводника с током.

2. Закон электромагнитной индукции. Правило правой руки.

3. ЭДС самоиндукции. Вихревые токи и их практическое значение.

Тема 1.4. Электрические цепи переменного тока

1. Изображение синусоидальных величин с помощью временных и векторных диаграмм.

2. Параметры и характеристики переменного тока.

3. Однофазная электрическая цепь и ее элементы.

4. Электрическая цепь с активным сопротивлением.

5. Электрическая цепь с индуктивностью. Индуктивное сопротивление.

6. Электрическая цепь с емкостью. Емкостное сопротивление.

7. Неразветвленная RL цепь: треугольник сопротивлений, векторная диаграмма тока и напряжений, сдвиг фаз.

8. Неразветвленная RC цепь: треугольник сопротивлений, векторная диаграмма тока и напряжений, сдвиг фаз.

9. Последовательный колебательный RLC контур: треугольник сопротивлений, векторная диаграмма тока и напряжений, сдвиг фаз. Резонанс напряжений.

10. Разветвленная электрическая цепь. Метод проводимостей. Резонанс токов.

11. Мощности электрических цепей переменного тока. Коэффициент мощности.

Тема. 1.5. Электрические измерения

1. Основные понятия измерений. Погрешности измерений. Классификация электроизмерительных приборов.

2. Измерение тока, напряжения, мощности. Расширение пределов измерения амперметров и вольтметров.

3. Измерение мощности в цепях постоянного и переменного токов.

4. Измерение электрической энергии.

5. Измерение электрического сопротивления, измерительные механизмы.

Тема 1.6. Трехфазные электрические цепи

1. Получение трехфазной ЭДС. Схемы соединения обмоток генератора.

2. Четырех- и трехпроводные цепи. Назначение нулевого провода.

3. Соединение нагрузки звездой, векторные диаграммы, соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями.

4. Соединение нагрузки треугольником, векторные диаграммы, соотношения между фазными и линейными токами и напряжениями.

5. Мощности трехфазной электрической цепи при различных соединениях нагрузки. Коэффициент мощности.

Тема 1.7. Трансформаторы

1. Назначение, устройство и классификация трансформаторов. Система охлаждения трансформаторов.

2. Принцип действия однофазного трансформатора. Коэффициент трансформации.

3. Основные параметры, потери энергии, КПД и режимы работы трансформаторов.

4. Назначение, устройство и принцип работы трехфазного силового трансформатора.

5. Способы соединения обмоток трехфазного трансформатора. Коэффициенты трансформации фазных и линейных напряжений.

6. Классификация, назначение, устройство и принцип работы специальных трансформаторов.

Тема 1.8. Электрические машины переменного тока

1. Классификация и назначение машин переменного тока.

2. Устройство асинхронного двигателя, обмотки ротора.

3. Принцип действия асинхронного двигателя. Скольжение и частота вращения ротора.

4. Вращающий момент, пуск и регулирование частоты вращения асинхронного двигателя.

5. Назначение, устройство и принцип работы однофазного асинхронного электродвигателя. КПД и коэффициент мощности асинхронного двигателя.

6. Назначение, устройство, области применения синхронных машин.

Тема 1.9. Электрические машины постоянного тока

1. Классификация и назначение электрических машин постоянного тока.

2. Устройство и принцип работы электрических машин постоянного тока. Обратимость машин.

3. Назначение, устройство и принцип работы генераторов постоянного тока.

4. Назначение, устройство и принцип работы двигателей постоянного тока.

Тема 1.10. Основы электропривода

1. Классификация, назначение, устройство и структурная схема электропривода.

Тема 1.11. Передача и распределение электрической энергии

1. Классификация электрических сетей. Электроснабжение промышленных предприятий от электроэнергетической системы.

2. Действие электрического тока на организм человека. Понятие защитного заземления, зануления.

Раздел 2. Электроника

Тема 2.1. Физические основы электроники. Электронные приборы

1. Электронно-дырочный p-n-переход и его свойства.

2. Классификация, свойства, условно-графическое обозначение, область применения полупроводниковых диодов.

3. Назначение, устройство, характеристики, принцип работы, условно-графическое обозначение биполярного транзистора.

4. Назначение, устройство, условно-графическое обозначение, характеристики, принцип работы полевого транзистора.

5. Назначение, устройство, условно-графическое обозначение, характеристики, принцип работы тиристора.

6. Классификация, назначение и практическое применение фотоэлектронных приборов.

Тема 2.2. Электронные выпрямители и стабилизаторы

1. Назначение, устройство, принципиальная схема, характеристики, принцип работы однофазного выпрямителя.

2. Назначение, устройство, принципиальная схема, характеристики, принцип работы трехфазного выпрямителя.

3. Назначение, устройство, принципиальная схема, характеристики, принцип работы электронного стабилизатора.

Тема 2.3. Электронные усилители

1. Классификация, определение, основные технические характеристики электронных усилителей. Обратная связь в усилителях.

2. Назначение, устройство и принцип работы усилители низкой частоты на биполярном транзисторе.

3. Назначение, устройство и принцип работы усилителей постоянного тока.

Тема 2.4. Электронные генераторы и измерительные приборы

1. Классификация и назначение электронных генераторов.

2. Назначение, устройство, структурная схема электронного цифрового вольтметра.

3. Назначение, устройство, структурная схема электронного осциллографа.

Тема 2.5. Электронные устройства автоматики и вычислительной техники

1. Измерение неэлектрических величин электрическими методами.

2. Назначение устройство и принцип работы электромагнитного реле.

Тема 2.6. Микропроцессоры и микро-ЭВМ

1. Понятие о микропроцессорах и микро-ЭВМ. Структурная схема, микро-ЭВМ.

ЗАДАНИЕ (практическое)

1. На рисунке представлена схема соединения конденсаторов, где С₁ = 1 мкФ, С₂ = 2 мкФ. Определить эквивалентную емкость.

1. На рисунке представлена схема соединения конденсаторов, где С₁ = С₂ =1 мкФ, С₃ = 2 мкФ. Определить эквивалентную емкость.

1. Определить эквивалентную емкость соединения конденсаторов, представленную на рисунке, при условии, что С = 1,5 мкФ.

1. На заряд Q = 17*10-8 Кл действует сила F = 3,4*10-3 H. Найти напряженность поля в данной точке. Определить заряд Q₀, создающий это поле, если он удален от этой точки на расстояние r = 0,3 м в вакууме.

2. Три заряда Q₁ = - 2,5*10^-8Кл, Q₂ = + 3,5*10^-8 Кл, Q₃ = + 2,0 *10^-9 Кл, создающие электрическое поле, находятся в керосине (=2,1) на одинаковом расстоянии друг от друга, равном 10 см. Определить значение и направление напряженности в точке А, расположенной по середине любой пары зарядов.

3. Два плоских конденсатора емкостями С₁ = 0,5 мкФ и С₂ = 1,5 мкФ соединены последовательно и подключены к источнику питания. При этом на обкладках конденсатора появился заряд Q = 4,5*10^-4 Кл. Оба конденсатора имеют одинаковые площади пластин и одинаковый диэлектрик. Определить общую емкость соединения и падение напряжения на обоих конденсаторах.

4. Определить длину мотка алюминиевого изолированного провода, не разматывая его, если при присоединении выведенных концов провода к источнику ЭДС напряжением 12 В по проводу проходит ток 8 А. Сечение провода 1,5 мм²; = 0,029 м/ Ом *мм².

5. Определить материал проволоки, если при длине 20 м и диаметре 5,64 мм сопротивление ее при температуре 20⁰С равно 0,0229 Ом.

6. Медный провод длиной 200 м имеет сопротивление 0,35 Ом. Определить сечение этого провода, если = 0,018 Ом * мм ²/м.

7. Катушка, имеющая w = 500 витков, внесена в однородное магнитное поле, индукция которого возросла при этом от 0 до 0,8 Тл за время t = 0,1 с. К катушке подключен резистор сопротивлением R = 20 Ом. Определить ток и мощность, выделившуюся в резисторе, если сечение катушки S = 12 см² и ее сопротивление R_k = 4 Ом.

8. Мощность электрического утюга 300 Вт при напряжении 120 В. Определить ток и сопротивление нагревательного элемента.

9. Определить ЭДС генератора и его внутреннее сопротивление, если при мощности нагрузки Р₁ = 2,7 кВт напряжение на зажимах генератора U = 225 B, при Р₂ = 1,84 кВт напряжение U = 230 B.

10. В цепи действует напряжение 220 В, R₁ = 10 Ом, R₂ = 5 Ом, R₃ = 7Ом. Определить общий ток в цепи.

1. В цепи действует напряжение 330 В, R₁ = R₂ = 2 Ом и R₅ = R₆ = 4 Ом, а R₃ = 3 Ом, R₄ = 4 Ом. Определить общий ток цепи.

1. Для цепи, представленной на рис., R₁ = 4 Ом; R₂ = 2 Ом; R₃ = 5 Ом; R₄ = 3 Ом. Определить эквивалентное сопротивление цепи.

1. Для цепи, представленной на рис.R₁ = 7,5 Ом; R₂ = 20 Ом; R₃ = 50 Ом; R₄ = 100 Ом. Определить эквивалентное сопротивление цепи.

1. Активное сопротивление катушки 4 Ом, индуктивное 8 Ом. Последовательно с катушкой включено активное сопротивление 1 Ом и конденсатор с сопротивлением 2 Ом. К цепи приложено напряжение 40 В. Определить полное сопротивление цепи и ток.

2. Задана векторная диаграмма для неразветвленной цепи. Определить характер каждого сопротивления, начертить эквивалентную схему цепи.
   

1. Цепь переменного тока находится в режиме резонанса. Какие два вольтметра электромагнитной системы покажут одинаковые значения напряжений

1. Для цепи, представленной на рис., R₁ = 4 Ом, R₂ =8 Ом X_L=18 Ом. Определить общее сопротивление цепи, Z

1. В цепи переменного тока при последовательном соединении активного сопротивления и емкости измерительные приборы показывают: амперметр – 6 А, вольтметр – 180 В, ваттметр – 360 Вт. Определить параметры схем замещения R, X_C. Построить векторную диаграмму.
   

1. В цепи переменного тока при последовательном соединении с активным сопротивлением и индуктивностью амперметр показывает 10 А, вольтметр 200 В, ваттметр 1600 Вт. Определить R, X_L, построить векторную диаграмму.

1. Для цепи, представленной на рис., R₁ = 10 Ом, R₂ = 14 Ом, Х_С1 = 18 Ом. Определить общее сопротивление цепи, Z.

1. Определить число витков вторичной обмотки трансформатора, если при магнитном потоке в сердечник Ф = 2,7·10^-3 Вб и частоте f = 50 Гц наведенная ЭДС должна соответствовать 200 В.

2. Определить ЭДС первичной обмотки трансформатора, имеющей 450 витков, если трансформатор подключен к сети переменного тока частотой f = 50 Гц, а магнитный поток в сердечнике Ф = 2,17·10-3 Вб.

3. Определить линейное напряжение трехфазного генератора при соединении звездой, если в каждой фазе ЭДС Е = 120 В.

4. Определить линейный ток трехфазного генератора при соединении треугольником, если фазный ток Iф = 9А.

5. У трехфазного трансформатора с линейным напряжением на вторичной обмотке 380 В определить фазное напряжение при соединении треугольником.

6. У трехфазного трансформатора с линейным напряжением на первичной обмотке 220 В определить фазное напряжение при соединении звездой.

7. Найти коэффициент трансформации, если в режиме холостого хода напряжение на вторичной обмотке трансформатора 20 В. Трансформатор подключен к сети переменного напряжения 220 В.

8. Определить скольжение асинхронного двигателя, ротор которого вращается с частотой 2300 об/мин, если синхронная частота вращения 3000 об/мин.

9. Определить частоту вращения ротора асинхронного двигателя при скольжении 5%, если синхронная частота вращения 4000 об/мин.

10. Если человек своим телом замыкает цепь при напряжении в 220 В, то такой ток пройдет через него, при сопротивлении человеческого тела 1000 Ом. Опасен ли такой ток для человека?

11. Определить коэффициент усиления усилителя по напряжению, если ток через нагрузочный резистор сопротивлением R_Н = 250 Ом равен 20мА, а входное напряжение U_ВХ = 0,1В.

12. Для диода Д312 при изменении прямого напряжения U_ПР от 0,2 до 0,8 В прямой ток увеличивается от 2,5 до 16 мА. Определить крутизну характеристики и дифференциальное сопротивление диода.

13. В трехкаскадном усилителе усиление каждого каскада составляет 30, 20 и 10 дБ. Определить общее усиление усилителя.

14. На выходе двухкаскадного усилителя имеется напряжение U_ВЫХ =2 В. Определить напряжение на входе каждого каскада, если усиление первого каскада К₁ = 40, а второго K₂ = 20.