Задания к экзамену и дифференцированному зачету

ЗАДАНИЕ (теоретическое)

Введение

1. Электрическая энергия, ее свойства и применение.

Раздел 1. Электрические и магнитные цепи

Тема 1.1. 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.

Тема 1.2. Магнитные цепи

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

2. Магнитная цепь: понятие, классификация, элементы, характеристики, единицы измерения, законы магнитной цепи.

Тема 1.3. Электромагнитная индукция

1. Закон электромагнитной индукции. Правило правой руки.

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

Тема 1.4. Электрические цепи переменного тока

1. Параметры и характеристики переменного тока.

2. Однофазная электрическая цепь и ее элементы. Активное, индуктивное, емкостное и полное сопротивления цепи.

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

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

5. Мощности электрических цепей переменного тока. Коэффициент мощности.

6. Получение трехфазной ЭДС. Схемы соединения обмоток генератора.

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

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

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

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

Раздел 2. Электрические устройства

Тема 2.1. 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 2.2. Электрические машины

1. Классификация и назначение машин переменного тока.

2. Устройство асинхронного двигателя, обмотки ротора.

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

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

5. Назначение, устройство, области применения синхронных машин.

6. Классификация и назначение электрических машин постоянного тока.

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

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

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

Тема 2.3. Электроизмерительные приборы и 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 2.4. Электрические и электронные аппараты

1. Аппаратура управления и защита: классификация, назначения, эксплуатация, применение.

2. Предохранители: назначение, классификация, виды, устройство, принцип действия, эксплуатация.

3. Реле: назначения, классификация, виды, характеристика, эксплуатация.

4. Тепловое реле: назначение, устройство, принцип действия, маркировка, эксплуатация.

5. Магнитные пускатели, контакторы: назначение, устройство, принцип действия, маркировка, эксплуатация.

6. Автоматический включатель: назначение, устройство, принцип действия, маркировка, эксплуатация.

7. Пакетный выключатель: назначение, устройство, принцип действия, маркировка, эксплуатация.

Тема 2.5. Электронные приборы и устройства

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.

Раздел 3. Производство, передача и потребление электрической энергии.

Перспектива развития электротехники

Тема 3.1. Электрические станции

1. Электрическая система: понятие, составляющие, принцип производства электроэнергии, качество.

2. Электроснабжения производственных предприятий и населенных пунктов: принципы, потребители, снижения потерь.

Тема 3.2. Электрические сети

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

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

Тема 3.3. Перспектива развития электротехники

1. История и перспективы развития электротехники и электроники.

2. Энергосберегающие технологии: понятие, виды, область применения.

ЗАДАНИЕ (практическое)

1. 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.

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

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

4. 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.

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

6. 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.

7. 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.