Задания олимпиады по дисциплине "Электротехника" среди студентов технического профиля ГБПОУ ЯНАО "Муравленковский многопрофильный колледж"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Олимпиада по дисциплине «Электротехника» призвана способствовать повышению качества образования в интересах развития личности и ее творческих способностей, обеспечения профессиональной мобильности специалистов среднего звена. Олимпиада проводится в целях выявления качества подготовки выпускаемых специалистов, дальнейшего совершенствования мастерства студентов профессиональных образовательных организаций, закрепления и углубления знаний и умений, полученных в процессе теоретического, практического обучения, стимулирования творческого роста, повышения престижа образовательных организаций, выявления одаренных и талантливых студентов.

Олимпиада по дисциплине «Электротехника» включает в себя выполнение теоретического и практического заданий, содержание которых соответствует федеральным государственным образовательным стандартам среднего профессионального образования по специальностям технического профиля.

Оснащение конкурса:

• тестовые задания и задания для практической работы;

• критерии оценивания;

• ведомости I и II этапов;

• сводная ведомость;

• акт об итогах проведения олимпиады.

Олимпиада по дисциплине «Электротехника» проводится среди студентов, обучающихся на 3 курсе по специальностям технического профиля.

Для организации и проведения олимпиады создается жюри из числа администрации колледжа, преподавателей и мастеров производственного обучения. Жюри оценивает теоретический и практический этапы олимпиады, подводит итоги.

Олимпиада по дисциплине «Электротехника» проходит в два этапа:

I этап олимпиады - теоретический. В нём принимают участие все студенты группы.

II этап олимпиады – практический. В нём принимают участие студенты группы, занявшие 1, 2 и 3 места в I этапе олимпиады.

Перед началом олимпиады проводится торжественная линейка (построение) участников. Председатель жюри объявляет участникам задачи олимпиады, представляет членов жюри.

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОЛИМПИАДЫ

Олимпиада по дисциплине «Электротехника» включает в себя задания по теории и практике.

Теоретическую часть составляет тест по всем разделам дисциплины «Электротехника», включая понятия электрического поля, постоянного тока, магнетизма, однофазного и трехфазного переменного тока, трансформаторов, электрических машин и основ электроники.

Практическая часть представляет собой решение задач на знания тем: цепь постоянного тока с одним источником, однофазная цепь с последовательным соединением, основы электроники.

1. Перечень разделов и тем учебной программы дисциплины, включенных в олимпиадные задания:

Раздел 1 Электротехника:

1. Электрическое поле

2. Электрические цепи постоянного тока.

3. Электромагнетизм

4. Электрические цепи переменного тока.

5. Трехфазные электрические цепи.

6. Трансформаторы.

7. Электрические машины переменного тока.

Раздел 2 Электроника:

1. Физические основы электроники. Электронные приборы.

2. Электронные усилители.

ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ ОЛИМПИАДЫ

Победителями олимпиады по дисциплине «Электротехника» становятся студенты, которые набрали максимальное количество баллов по итогам I и II этапов олимпиады.

Места распределяются по убыванию количества баллов (максимальное количество – I место и т.д.).

Для ознакомления с результатами олимпиады приглашается группа в полном составе. Жюри объявляет участникам итоги олимпиады.

Победители II этапа олимпиады, занявшие 1, 2, 3 места награждаются грамотами.

КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ

I этап олимпиады - теоретическая часть включает в себя 85 тестовых вопроса, правильный ответ оценивается в 1 балл, максимальное количество – 85 баллов.

1 место: 75 - 85 баллов;

2 место: 65 -74 балла;

3 место: 54 - 64 балла;

4 место: 45 - 53 балла.

II этап олимпиады – практическая часть включает в себя 5 задач, правильное решение оценивается в 5 баллов, максимальное количество – 25 баллов.

1 место: 25 баллов;

2 место: 20 баллов;

3 место: 15 баллов;

4 место: 10 баллов.

ЗАДАНИЕ I ЭТАПА - Теоретическая часть

1. Как изменится сила взаимодействия двух заряженных тел с зарядом Q и q, если увеличить Q в 2 раза?

1) увеличится в 4 раза;

2) увеличится в 2 раза;

3) уменьшится в 2 раза;

4) уменьшится в 4 раза.

2. Как изменится заряд конденсатора, если при неизменном напряжении между его пластинами площадь пластины уменьшить в 2 раза?

1) увеличится в 4 раза;

2) увеличится в 2 раза;

3) уменьшится в 2 раза;

4) уменьшится в 4 раза.

3. Из представленных уравнений согласно I закону Кирхгофа для данного узла выбрать правильный ответ.

1) I₁ + I₄ +I₃+ I₆ = I₂ + I₅;

2) I₁ + I₂ +I₃ = I₄ + I₅+ I₆;

3) I₂ + I₃ +I₄+ I₅ = I₁ + I₆;

4) I₁ + I₄ +I₅+ I₆ = I₂ + I₃.

4. Длину и диаметр проводника увеличили в 2 раза. Как изменится его сопротивление?

1) увеличится в 2 раза;

2) увеличится в 4 раза;

3) уменьшится в 2 раза;

4) уменьшится в 4 раза.

5. Как определяется эквивалентное сопротивление при последовательном соединении резисторов?

1) алгебраическая сумма всех сопротивлений;

2) среднеарифметическая сумма сопротивлений;

3) алгебраическая сумма проводимостей;

4) среднеарифметическая сумма проводимостей.

6. Какой элемент не относится к потребителю электрической энергии?

1) аккумулятор;

2) резистор;

3) лампа накаливания;

4) электродвигатель.

7. Из какого материала изготавливают провода воздушных линий передач?

1) сталь;

2) алюминий;

3) медь;

4) кремний.

8. Какое утверждение верно, если известно, что угол сдвига фаз при переменном токе меньше нуля?

1) напряжение отстает от тока по фазе;

2) напряжение опережает ток по фазе;

3) напряжение совпадает с током по фазе;

4) напряжение может отставать и опережать ток по фазе.

9. От какого из перечисленных элементов зависит ЭДС?

1) постоянный магнит;

2) магнитный поток;

3) электрический ток;

4) электромагнит.

10. Какие материалы применяют для изготовления постоянных магнитов?

1) ферриты;

2) магнитодиэлектрики;

3) диэлектрики;

4) ферромагнетики.

11. Какая величина магнитной цепи аналогична электрическому току?

1) магнитодвижущая сила;

2) абсолютная магнитная проницаемость;

3) магнитное сопротивление;

4) магнитный поток.

12. Условием резонанса напряжений является:

1) Х_LX_C;

2) Х_L=X_C;

3) Х_LX_C;

4) нет правильного ответа.

13. Какой коэффициент трансформации характерен для повышающего трансформатора?

1) k = 0;

2) k 1;

3) k

4) k = 1.

14. Какой коэффициент трансформации характерен для понижающего трансформатора?

а) k = 0;

б) k 1;

в) k

г) k = 1.

15. Как определяется эквивалентное сопротивление при параллельном соединении резисторов?

1) алгебраическая сумма всех сопротивлений;

2) среднеарифметическая сумма сопротивлений;

3) алгебраическая сумма проводимостей;

4) среднеарифметическая сумма проводимостей.

16. Какой элемент не относится к источнику электрической энергии?

1) фотоэлемент;

2) катушка индуктивности;

3) батарея конденсаторов;

4) генератор.

17. Для чего предназначены воздушные линии электропередач?

1) преобразование электричества;

2) накопление электричества;

3) передача электричества;

4) распределение электричества.

18. Какое утверждение верно, если известно, что сдвиг фаз при переменном токе больше нуля?

1) напряжение отстает от тока по фазе;

2) напряжение опережает ток по фазе;

3) напряжение совпадает с током по фазе;

4) напряжение может отставать и опережать ток по фазе.

19. Какие материалы являются ферромагнитными?

1) кремний;

2) железо;

3) алюминий;

4) медь.

20. Какой элемент необходим для создания магнитной цепи?

1) источник электрического тока;

2) электромагнит;

3) замкнутая электрическая цепь;

4) нагревательный элемент.

21. Условием резонанса токов является:

1) b = 0;

2) b_L b_C;

3) b_L b_C;

4) нет правильного ответа.

22. Какой элемент не является необходимым в электрической машине переменного тока?

1) источник магнитного поля;

2) источник электрического тока;

3) конденсатор;

4) проводник.

23. Начало первой обмотки при соединении обмоток генератора треугольником соединяется:

1) с началом второй;

2) концом третьей;

3) концом второй;

4) началом третьей.

24. Симметричная нагрузка соединена звездой. Линейное напряжение 380 В. Фазное напряжение равно:

1) 220В;

2) 380В;

3) 250В;

4) 127В.

25. Лампы накаливания с U_Н = 127 В включают в трехфазную сеть с линейным напряжением 220 В. Схема включения ламп:

1)звездой;

2) треугольником;

звезда с нулевым проводом;

лампы нельзя включать в сеть.

26. Обмотки, показанные на рисунке, соединены:

1)звездой;

1. треугольником;

2. звездой с нулевым проводом.

1. параллельно;

2. последовательно.

27. В трехфазную сеть U_Л = 220 В включают двигатель, обмотки которого рассчитаны на 127 В. В этом случае:

1. двигатель нельзя включить в сеть;

2. обмотки двигателя надо соединить треугольником;

1. 

   
   

   обмотки двигателя надо соединить звездой с нулевым проводом;

2. обмотки двигателя надо соединить звездой.

28. Трехфазный двигатель, обмотки которого рассчитаны на 127 В, включают в сеть U_Л = 380 В. Обмотки двигателя надо соединить:

1) двигатель нельзя включить в сеть;

2) обмотки двигателя надо соединить треугольником;

1. 

   
   
   

   о бмотки двигателя надо соединить звездой с нулевым проводом;

2. обмотки двигателя надо соединить звездой.

29. Обмотки трехфазного генератора соединены звездой. Конец первой обмотки соединен:

1. 
   

   
   

   с началом второй обмотки;

2. началом третьей обмотки;

3. концом третьей обмотки;

4. концом второй обмотки.

30. Обмотки, показанные на рисунке, соединены:

1. звездой;

2. треугольником;

3. звездой с нулевым проводом.

4. параллельно;

5. последовательно.

31. Симметричная нагрузка трехфазной сети соединена звездой, U_Л = 660 В. Фазное напряжение равно:

1. 380В;

2. 660В;

3. 220В;

4. 127 В.

32. Нагрузка в трехфазной цепи (рисунок) соединена:

1. звездой;

2. треугольником;

3. звездой с нулевым проводом.

4. параллельно;

5. последовательно.

33. Лампы накаливания с U_Н = 220 В включают в трехфазную сеть с U_Л = 220 В. Схема соединения ламп:

1)звездой;

1. треугольником;

2. звездой с нулевым проводом;

3. лампы нельзя включать в сеть.

34. Трансформаторы преобразуют:

1) механическую энергию в электрическую;

2) электрическую энергию в механическую;

3) электрическую энергию переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока другого напряжения при неизменной частоте;

4) электрическую энергию в механическую и наоборот.

35. Какова отличительная особенность автотрансформаторов?

1) четное число обмоток;

2) одна обмотка;

3) нечетное число обмоток;

4) любое количество обмоток.

36. В чем смысл обратимости электрических машин?

1) подвижная часть машины может вращаться в любую сторону;

2) машина может перерабатывать двигательную энергию в электрическую и наоборот;

3) ротор может выполнять функции статора и наоборот;

4) машина может работать от постоянного и переменного тока.

37. Где применяют трансформаторы?

1) в линиях электропередач;

2) в технике связи;

3) в системах автоматики;

4) во многих областях техники.

38. В чем заключается особенность электрических машин переменного тока?

1. магнитное поле статора неподвижно;

2. в машину включено специальное устройство «коллектор»;

3. магнитное поле статора вращается;

4. роль ротора выполняет якорь.

39. В чем особенность асинхронных машин переменного тока?

1) частота вращения ротора не совпадает с частотой вращения статора;

2) частота вращения магнитного поля ротора не совпадает с частотой вращения магнитного поля статора;

3) частота вращения ротора не совпадает с частотой вращения магнитного поля статора;

4) частота вращения магнитного поля ротора не совпадает с частотой вращения статора.

40. Электрические машины преобразуют:

1) механическую энергию в электрическую;

2) электрическую энергию в механическую;

3) электрическую энергию переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока другого напряжения при неизменной частоте;

4) электрическую энергию в механическую и наоборот.

41. В каком режиме работают сварочные трансформаторы?

1) в согласованном режиме;

2) в режиме короткого замыкания;

3) в номинальном режиме;

4) в режиме холостого хода.

42. Согласно какому закону происходит преобразование механической энергии в электрическую?

1) закону Ома;

2) закону электромагнитной индукции;

3) законам Кирхгофа;

4) закону Кулона.

43. Какие трансформаторы используют для питания электроэнергией жилые помещения?

1) силовые;

2) понижающие;

3) измерительные;

4) повышающие.

44. Как называется подвижная часть электрических машин?

1) обмотка;

2) ротор;

3) статор;

4) колебательный контур.

45. Как называется неподвижная часть электрических машин?

1) обмотка;

2) ротор;

3) статор;

4) колебательный контур.

46. Без какого элемента можно обойтись в электрической машине переменного тока?

1) без источника магнитного поля;

2) без источника электрического тока;

3) без конденсатора;

4) без проводника.

47. В чем особенность синхронных машин переменного тока?

1) частота вращения ротора совпадает с частотой вращения статора;

2) частота вращения магнитного поля ротора совпадает с частотой вращения магнитного поля статора;

3) частота вращения ротора совпадает с частотой вращения магнитного поля статора;

4) частота вращения магнитного поля ротора совпадает с частотой вращения статора.

48. Магнитопровод трансформатора набирается из отдельных пластин:

1. для удобства сборки магнитопровода;

1. уменьшения потерь на вихревые токи;

1. уменьшения потерь на перемагничивание;

2. уменьшения стоимости магнитопровода.

49. При каком напряжении целесообразно: а) передавать электрическую энергию; б) потреблять электрическую энергию:

1. а) низком; б) высоком;

1. а) высоком; б) низком;

1. а) высоком; б) высоком;

2. а) низком; б) низком.

50. Сердечник трехфазного трансформатора должен иметь стержней:

1. один;

1. три;

1. два;

2. шесть;

3. четыре.

51. Автотрансформатор принципиально отличается от трансформатора:

1) малым коэффициентом трансформации;

1. 

   
   

   электрическим соединением первичной и вторичной цепей;

1. возможностью изменения коэффициента трансформации;

1. возможностью изменения вторичного напряжения;

2. возможностью использования их в лабораториях как линейных автотрансформаторов.

52. Из материалов германий, кремний, закись меди, селен относятся к полупроводникам:

1. германий, кремний;

2. все;

3. германий, селен;

4. кремний, закись меди;

5. германий, селен, закись меди.

53. В полупроводниках имеют место проводимости:

1. электронная и ионная;

1. ионная, электронная и дырочная;

1. дырочная и ионная;

2. электронная и дырочная.

54. Какое соотношение между концентрацией дырок и электроновв полупроводнике с собственной проводимостью:

1. дырок больше электронов;

2. дырок меньше электронов;

3. дырки отсутствуют;

4. концентрации равны;

5. электроны отсутствуют.

55. Примесной является проводимость:

1. донорных примесей;

2. акцепторных примесей;

3. донорных или акцепторных примесей;

4. вызванная переходом электронов в зону проводимости;

5. вызванная введением в кристалл атомов других элементов.

56. Донорная примесь — это примесь:

1. вызывающая увеличение числа электронов в зоне проводимости;

1. вызывающая увеличение дырок в полупроводнике;

1. валентность которой отличается от валентности основного полупроводника на единицу;

2. валентность которой не отличается от валентности основного полупроводника.

57. Акцепторной является примесь:

1. вызывающая увеличение числа дырок в полупроводнике;

2. вызывающая увеличение числа электронов в полупроводнике;

3. валентность которой отличается от валентности полупроводника на единицу;

4. валентность которой не отличается от валентности полупроводника

58. Полупроводниками п-типа называются полупроводники:

1. с преобладанием дырочной проводимости;

2. с преобладанием электронной проводимости;

3. химически чистые;

4. с примесью фосфора;

5. с примесью индия.

59. Какое соотношение между концентрацией дырок и электронов в полупроводнике п-типа:

1. концентрации одинаковые;

2. концентрация дырок меньше концентрации электронов;

3. концентрация дырок больше концентрации электронов;

4. нет правильного ответа.

60. Если внести в германий пятивалентное вещество, то он будет обладать проводимостью:

1. электронной и дырочной;

2. п-типа;

3. р-типа;

4. для ответа недостаточно данных.

61. Какие носители зарядов являются основными, а какие неосновными в полупроводнике с донорной примесью:

1. каких зарядов больше, те — основные, а каких меньше — неосновные;

2. электроны — основные, дырки — неосновные;

3. дырки — основные, электроны — неосновные.

4. для ответа недостаточно данных.

62. Полупроводниками р-типа называют полупроводники:

1. 
   

   
   

   с дырочной проводимостью;

2. с электронной проводимостью;

3. химически чистые;

4. с примесью мышьяка;

5. с примесью бора.

63. Какое соотношение между концентрацией электронов и дырок в полупроводнике р-типа:

1. концентрации одинаковые;

2. электронов больше дырок;

3. дырок больше электронов;

4. для ответа недостаточно данных.

64. Донорной примесью для германия являются вещества:

1. сурьма, галлий;

2. фосфор, индий;

3. сурьма, мышьяк;

4. мышьяк, бор.

65. Кремний с примесью трехвалентного вещества обладает проводимостью:

1. электронной и дырочной;

2. р-типа;

3. n-типа;

4. для ответа недостаточно данных.

66. Основными в проводнике п-типа с акцепторной примесью являются носители зарядов:

1) электроны;

1. 

   
   

   дырки;

2. носители, определяющие вид проводимости в проводнике;

3. носители, представленные в большинстве.

67. Акцепторной примесью для германия являются вещества:

1. индий, мышьяк;

2. фосфор, сурьма;

3. алюминий, индий;

4. бор, кремний.

68. Переходом р—n называется:

1. электронно-дырочный переход;

2. запирающий слой;

3. тонкий слой между двумя полупроводниками;

4. все ответы верные.

69. Полупроводниковый диод представляет собой:

1. прибор с одним р—п-переходом;

2. прибор с двумя р—п-переходами;

3. прибор с двумя электродами;

4. прибор с тремя переходами.

70. При увеличении температуры:

1) прямой ток I_ПР увеличится, обратный токI_ОБР диода не изменится;

1. прямой ток I_ПР и обратный ток I_ОБР увеличатся;

2. прямой ток I_ПР не изменится, обратный ток I_ОБР увеличится;

3. токи не изменятся;

4. прямой ток I_ПР увеличится, обратный ток I_ОБР изменится.

71. Коэффициент выпрямления К_В диода при увеличении температуры:

1. увеличится;

2. уменьшится;

3. не изменится;

4. станет равным нулю.

72. Кремниевые стабилитроны в схемах включаются:

1. в обратном направлении;

2. в прямом направлении;

3. в обратном направлении, параллельно нагрузке;

4. только последовательно с балластным реостатом;

5. в обратном направлении с балластным реостатом, параллельно нагрузке.

73. Назначением кремниевых стабилитронов является:

1. выпрямление переменного тока промышленной частоты;

2. детектирование;

3. генерирование электромагнитных колебаний;

4. стабилизация постоянного напряжения;

5. усиление электрических сигналов.

74. Величина прямого тока р—п-перехода определяется:

1. величиной приложенного напряжения;

2. величиной прямого напряжения Uи температурой tокружающей среды;

3. концентрацией неосновных носителей заряда;

4. концентрацией неосновных и основных зарядов;

5. величиной обратного напряжения.

75. С повышением температуры увеличивается проводимость полупроводников:

1. примесная;

2. собственная;

3. донорная;

1. акцепторная;

1. электронная.

76. Полупроводниковые диоды в зависимости от исходного материала бывают:

1) германиевые;

2) германиевые, кремниевые;

3) германиевые, кремниевые, селеновые;

4) германиевые, селеновые, медно-закисные;

5) германиевые, кремниевые, селеновые, медно-закисные.

77. Величина обратного тока р—n-перехода зависит в основном:

1. от концентрации основных носителей заряда;

2. концентрации донорных и акцепторных примесей;

3. величины обратного напряжения;

4. концентрации неосновных носителей зарядов;

5. величины прямого напряжения.

78. Коэффициент выпрямления диода при увеличении температуры t

1. увеличится;

2. уменьшится;

3. не изменится;

4. станет равным нулю;

5. станет минимальным.

79. Сопротивление полупроводникового диода в р—п-переходе будет большим:

1. при обратном его включении;

2. без источника питания;

3. при прямом его включении;

4. при изменении полярности напряжения;

5. при изменении направления тока.

80. Движением каких носителей заряда обусловлено протекание электрического тока в биполярном транзисторе?

1) движением электронов,

2) движением электронов и дырок,

3) движением дырок,

4) движением носителей заряда одного знака.

1. В каком направлении включается эмиттерный и коллекторный р-п переходы?

1) это зависит от типа транзистора (п-р-п или р-п-р),

2) эмиттерный – в прямом, коллекторный – в обратном,

3) оба – в прямом направлении,

4) эмиттерный – в обратном, коллекторный – в прямом.

82. Какие конструктивные особенности принципиально отличают базу от эмиттера и коллектора?

1) толщина,

2) тип примеси,

3) концентрация примеси,

4) все указанное выше.

83. Движением каких носителей заряда обусловлено протекание электрического тока в полевом транзисторе?

1) движением электронов,

2) движением электронов и дырок,

3) движением дырок,

4) движением носителей заряда одного знака.

84. Сколько р-п переходов имеет симметричный тиристор?

1) 3,

2) 4,

3) 6,

4) 5.

85. В каких областях техники находят применение транзисторы и тиристоры?

1) в технике связи,

2) в вычислительной технике,

3) в автоматике,

4) во всех перечисленных сферах.

ЗАДАНИЕ II ЭТАПА - Практическая часть

Задача № 1. Определите номиналы двух резисторов, если известно, что их эквивалентное сопротивление при последовательном соединении равно 50 Ом, а при параллельном – 12 Ом. Перед началом решения покажите графически оба способа соединения резисторов.

Задача № 2. Три резистора сопротивлением R каждый соединены последовательно. Параллельно этим резисторам подключили четвертый резистор сопротивлением . Как изменится ток и эквивалентное сопротивление всей цепи, если приложенное к электрической цепи напряжение не меняется. Перед началом решения покажите графически оба способа соединения резисторов.

Задача № 3. Электрическая цепь переменного тока представлена одним или двумя элементами нагрузки, соединенными последовательно. Параметры цепи представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1- Исходные данные

1. Рассчитать неизвестные параметры цепи.

2. Записать уравнения мгновенных значений тока и напряжения цепи.

3. Определить угол сдвига фаз между напряжением и током.

4. Построить векторную диаграмму для действующих значений тока и напряжения в цепи.

5. Начертить схему, соответствующую построенной векторной диаграмме.

Задача № 4. В цепи переменного тока нагрузка представлена виде последовательного соединения активного и реактивных сопротивлений: R = 10 Ом, X_L = 20 Ом, X_C= 10 Ом.

1. Определить полное сопротивление цепи Z.

2. Построить векторную диаграмму тока и напряжений.

3. Определить характер нагрузки и угол сдвига фаз φ между током и напряжением цепи.

Задача № 5. Коэффициенты усиления трехкаскадного усилителя напряжения К₁, К₂, К_З и выходное напряжение усилителя приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1- Исходные данные

1. Начертить структурную схему трехкаскадного усилителя напряжения.

2. Определить входное напряжение каждого каскада U_ВХ1,U_ВХ2, U_ВХ3.