Högskolefrågor om elektroteknikens teoretiska grunder. Tentamensbiljetter för elteknik. Formulering av Ohms lag

inom disciplinen "Electrical Engineering and Electronics"
1 Disciplin "Elektroteknik och elektronik". Elektrisk energi, dess
Frågor till tentamen
egenskaper och tillämpning.
2 Ledare, dielektrikum och halvledare i ett elektriskt fält.
3 Elektriskt fält och dess egenskaper.
4 Kondensatorer och deras anslutningar.
5 Elektrisk krets och delar av dess krets. Parametrar och egenskaper
elektriska kretsar.
6 likströmskretsar. Deras klassificeringar.
7 Passiva och aktiva delar av DC elektriska kretsar.
8 Ohms och Kirchhoffs lagar. Beräkning av DC elektriska kretsar.
9 Växelström. Konceptet med växelströmsgeneratorer.
10 AC elektriska kretsar och deras parametrar.
11 Aktiv och reaktiv last i en växelströmskrets.
12 Resonans i AC-kretsen.
13 Grundläggande egenskaper och egenskaper hos magnetfältet.
14 Materialens magnetiska egenskaper.
15 Amperes och Lorentz lagar.
16 Elektromagnetisk induktion. Självinduktion. Ömsesidig induktion.
17 Magnetkretsar. Beräkning av magnetiska kretsar.
18 Typer och metoder för elektriska mätningar.
19 Instrument för mätning av elektriska storheter. Klassificeringar och
egenskaper hos mätinstrument.
20 Trefasiga elektriska kretsar.
21 Anslutning av lindningar av trefasiga elektriska energikällor
stjärna och triangel.
22 Transformatorns syfte, funktionsprincip och design.
23 Konstruktion och funktionsprincip för DC elektriska maskiner.
24 Generatorer och DC-motorer.
25 Konstruktion och funktionsprincip för AC elektriska maskiner.
26 Asynkronmotor.
27 Synkrongenerator.
28 Elektrisk drivning: egenskaper och klassificeringar.
29 Elkraftsystem. Elstationer.
30 Elektriska nät. Elektrisk energidistribution.
31 Elektrisk ledningsförmåga hos ledare.
32 Elektrisk ledningsförmåga hos halvledare.
33 Klassificeringar av elektroniska apparater.
34 Halvledardioder: klassificeringar, funktionsprincip, area
applikationer.
35 Transistorer: klassificeringar, funktionsprinciper, tillämpningsområde.

36 Tyristorer: klassificeringar, funktionsprinciper, tillämpningsområde.
37 Fotoelektroniska enheter: klassificeringar, funktionsprincip, område
applikationer.
38 Katodstrålerör: klassificeringar, funktionsprincip, area
applikationer.
39 Likriktare .
40 stabilisatorer.
41 Elektroniska förstärkare.
42 Elektroniska generatorer.
43 Uppbyggnad av det automatiska styrsystemet.
44 Uppbyggnad av det automatiska styrsystemet.
45 Uppbyggnad av det automatiska styrsystemet.
46 Mätgivare.
47 Elektromagnetiska reläer.
48 mikroprocessorer.
49 Mikrodatorarkitektur.
50 Integrerade kretsar av mikroelektronik.
Tentamensbiljetter till disciplinen "Elektroteknik och
elektronik".
Biljett 1
1.1:a och 2:a Kirchhoff-lagen.
2. Elektromagnetiska systemenheter.
3. Uppgift.
Biljett 2
1. Ohms lag för en sektion av en kedja och för en hel kedja
2. Apparater i det magnetoelektriska systemet.
3. Uppgift.
Biljett 3
1. Termisk effekt av elektrisk ström.
2. Elektrodynamiska systemenheter.
3. Uppgift.
Biljett 4
1. Seriekoppling av motstånd
2. Induktionssystemenheter.
3. Uppgift.
Biljett 5
1. Parallellkoppling av motstånd.
2. Funktionsprincip för en asynkronmotor.
3. Uppgift.

Biljett 6
1. Arbete och kraft av elektricitet. nuvarande
2. IM-enhet med fas och ekorrburrotor.
3. Uppgift.
Biljett 7
1. Magnetfält och dess egenskaper.
2. Starta motorn, bromsa motorn, reglera motorns rotationshastighet
3. Uppgift.
Biljett 8
1. Ledare med ström i ett magnetfält. Ampere kraft
2. Funktionsprincip och design av en synkrongenerator.
3. Uppgift.

Biljett 9
1. Materials magnetiska egenskaper. Hysteres.
2. Design och princip för drift av en likströmsgenerator.
3. Uppgift.
Biljett 10
1. Elektromagnetisk induktion.
2. Elektriska mätinstrument. Fel och symboler
på vågen.
3. Uppgift.
Biljett 11
1. Ömsesidig induktion, självinduktion och virvelströmmar.
2. Beräkning av trådtvärsnitt
3. Uppgift.
Biljett 12
1. Erhållande av sinusformad växelström emf.
2. Elektrisk ledningsförmåga hos halvledare. np övergång.
3. Uppgift.
Biljett 13
1. Storheter som kännetecknar ström och spänning
i växelströmskretsar.
2. Halvledardioder.
3. Uppgift.
Biljett 14

och induktiv reaktans.
2. Transistorer.
3. Uppgift.
Biljett 15
1. AC-kretsar som innehåller aktiva
och kapacitans.
2. Tyristorer.
3. Uppgift.
Biljett 16
1 Mottagning av trefas växelström.
Anslutningsdiagram för generatorlindningar.
2. Likriktarkretsar, utjämningsfilter.
3. Uppgift.
Biljett 17
1. Transformatorer, funktionsprincip.
2. Mikroelektronik
3. Uppgift.
Biljett 18
1. Mätningar av elektriska storheter.
2. Fotovoltaiska halvledarenheter.
3. Uppgift.

Tentamenskort för elteknik och elektronik. Andra året, fjärde terminen. Två månader innan den officiella releasen!!!

Biljett nummer 1.

1. Mottagare av elektrisk energi. Idealiska och verkliga källor för ström och E.M.F.
2. Bestämning av parametrarna för den ekvivalenta kretsen för en enfastransformator från experiment med öppen krets och kortslutning.
3. Uppgift (uppgifter kommer inte att publiceras eftersom de är enkla))
4. När en kondensator är ansluten till en konstant spänningskälla uppstår en transient process. Bestäm varaktigheten av den transienta processen om kondensatorns kapacitans är 0,6 μF och det elektriska motståndet hos ledningarna är 0,5 kOhm.

Biljett nummer 2.

1. Noder, grenar och konturer av en elektrisk krets. Kirchhoffs regler.
2. Mekaniska egenskaper hos en trefas asynkronmotor. Hastighetskontroll.
4.Förklara syftet med nollledningen (neutralledningen) i trefaskretsar.

Biljett nummer 3.

1.Beräkning av elektriska kretsar med tvånodsmetoden.
2. Elektrisk ekvation och ekvivalent krets för en enfastransformator.
4. Rita en elektrisk krets och formulera de förhållanden under vilka spänningsresonans kan uppstå i den.

Biljett nummer 4.

1.Beräkning av elektriska kretsar med slingströmmetoden.
2. Synkronmaskiner. Syfte och klassificering.
4. Rita en elektrisk krets och formulera villkoren under vilka ett strömresonansläge kan uppstå i den.

Biljett nummer 5.

1. Eldrift. Typer av elektrisk drivning. Grundläggande driftlägen för den elektriska drivningen.
2. Transienta processer i en krets med resistiva och induktiva element. Frånkoppling från DC-spänningskällan.
4.Förklara syftet med och funktionerna för en extra reostat som ingår i ankarkretsen på en parallellt exciterad DC-motor.

Biljett nummer 6.

1. Effektbalansekvation. Dess fysiska betydelse.
2. Design och princip för drift av en trefas asynkronmotor.
4. Mottagare med samma elektriska resistans ansluts i ett deltamönster och ansluts till en trefas spänningskälla. Strömmen i varje fas är 1 A. Hitta värdena för fas- och linjeströmmar när linje C är bruten.

Biljett nummer 7.

1.Växelström. Att ta emot en sinusformad signal och dess egenskaper.

4. Varför uppstår en startströmstöt i statorlindningen vid start av en trefas asynkronmotor?

Biljett nummer 8.

1. Ett resistivt element i en växelströmskrets.
2. Elektrisk tillståndsekvation och ekvivalent krets för en trefas asynkronmotor.
4. En induktor med ett internt motstånd på 0,2 kOhm och en induktans på 60 mH kopplades till en konstant spänningskälla. Bestäm varaktigheten av övergångsprocessen.

Biljett nummer 9.

1. Beräkning av en elektrisk krets genom direkt tillämpning av Kirchhoffs regler.
2. Startegenskaper för asynkronmotorer.
4. Nämn orsakerna och förutsättningarna för uppkomsten av transienta processer i elektriska kretsar.

Biljett nummer 10.

1. Konceptet för en elektrisk krets och dess ekvivalenta krets. Den elektriska kretsens linjäritet.
2. Design och princip för drift av en synkrongenerator. Ankarreaktion.
4.Vad är "neutral förspänning"? I vilka kretsar och under vilka förhållanden förekommer det?

Biljett nummer 11.

1. Anslutning av mottagare enligt "triangel"-schemat.
2. Övergående processer. Lagar för kommutering.
4. Bestäm tomgångsfrekvensen för en parallellt exciterad likströmsmotor om märkankarhastigheten är 1460 rpm, märkspänningen är 220 V, märkankarströmmen är 75 A och ankarkretsens resistans är 0,05 Ohm.

Biljett nummer 12.

1. Halvledarmotstånd. Deras egenskaper och klassificering.
2. Mekaniska egenskaper hos en DC-motor med parallell magnetisering. Startegenskaper.

Biljett nummer 13.

1. Kapacitivt element i en växelströmskrets.
2. Design och princip för drift av en likströmsgenerator.
4.Vad är elektroniska likriktare? Ge ett exempel på minst en typ av likriktare och förklara dess funktionsprincip.

Biljett nummer 14.

1. Spänningsresonans.
2. Ekvation för det elektriska tillståndet för motorn och DC-generatorn.
4.Hur ser ström-spänningskarakteristiken för en halvledardiod ut? Förklara dess beroende av omgivningstemperaturen.

Biljett nummer 15.

1. Metod för komplexa amplituder för beräkning av växelströmskretsar.
2. Mekaniska egenskaper hos en DC-motor med parallell magnetisering. Hastighetskontroll.
4. Tre mottagare med samma elektriska resistans är anslutna till en trefas spänningskälla och anslutna i en tretrådig stjärnkrets. En kortslutning har inträffat i fas B. Hitta värdena för fas- och linjeströmmar under en kortslutning, om deras värden före kortslutningen var lika och uppgick till 10 A.

Biljett nummer 16.

1. AC-kretsström.
2. Konstruktion och funktionsprincip för en DC-motor.
4. Syfte och struktur för en halvledartyristor. Hur ser dess ström-spänningsegenskaper ut?

Biljett nummer 17.

1. Stjärnanslutning av mottagare. Fyrtrådskrets.
2. Elfilter. Syfte och handlingsprincip.
4. Hur skiljer sig Kirchhoffs regler vid beräkning av elektriska kretsar med lik- och växelström? Ge specifika exempel.

Biljett nummer 18.

1. Anslutning av lindningarna i en trefasgenerator med en stjärna och en triangel. Att erhålla ett trefas EMF-system.
2. Typer av förluster och effektivitet hos DC-maskiner.
4. I en krets med seriekoppling av ett motstånd (motstånd 100 ohm), en induktor (aktivt motstånd 50 ohm, reaktivt motstånd 50 ohm) och en kondensator med en frekvens på 1 kHz, observeras ett spänningsresonansläge. Bestäm spolens induktans och kondensatorns kapacitans.

Biljett nummer 19.

1.Induktivt element i en växelströmskrets.
2. Transformatorns yttre egenskaper. Förändring av sekundärspänningen beroende på belastningen.
4.Vad är kantutjämningsfilter? Ge ett exempel på minst ett filter och förklara dess funktionsprincip.

Biljett nummer 20.

1. Elektrisk krets med parallellkoppling av RLC-element. Trianglar av strömmar, konduktiviteter, krafter.
2. EMF och elektromagnetiskt vridmoment för DC-maskiner.
4.Bevisa att när element är seriekopplade är deras ekvivalenta resistans lika med summan av resistanserna för alla element.

Biljett nummer 21.

1. Konceptet med en trefaskrets. Att erhålla ett trefas EMF-system.
2.Transienta processer i en krets med resistiva och kapacitiva element. Anslutning till en konstant spänningskälla.
4. Bestäm märkhastigheten för en åttapolig trefasinduktionsmotor ansluten till ett 50 Hz-nätverk om dess nominella slirning är 3 %.

Biljett nummer 22.

1. Stjärnanslutning av mottagare. Tretrådskrets.
2. Egenskaper för tomgångs DC-generator. Villkor och syfte med att ta tomgångsegenskaperna.
4.Kondensatorn och motståndet är parallellkopplade. Strömmen i grenen med kondensatorn är 3 A, strömmen i grenen med motståndet är 4 A. Bestäm den totala, aktiva och reaktiva effekten som förbrukas av kretsen om spänningen vid kretsens ingång är 100 V.

Biljett nummer 23.

1.Klassisk metod för att beräkna transienta processer.
2. Typer av transformatoreffektivitetsförluster.
4. I en krets med parallellkoppling av RLC-element observeras ett strömresonansläge. Hur kommer resonansfrekvensen att förändras om ett annat resistivt element kopplas parallellt?

Biljett nummer 24.

1. Seriekoppling av RLC-element. Trianglar av spänningar, resistanser, styrkor.
2.DC generatorer. Syfte, klassificering. Villkor för självexcitering av generatorer.
4. Bevisa att när resistiva element är parallellkopplade är deras ekvivalenta ledningsförmåga lika med summan av ledningsförmågan för alla grenar.

Biljett nummer 25.

1. Trefas kretsström.
2. Konstruktion och funktionsprincip för en synkronmotor. Mekaniska egenskaper. Starta synkronmotorer.
4. I en sinusformad växelströmkrets med seriekoppling av RLC-element observeras ett spänningsresonansläge. Hur kommer strömmen i kretsen att förändras om ytterligare ett induktivt element läggs till i serie?

Biljett nummer 26.

1.Kirchhoffs regler för en växelströmskrets.
2. Transienta processer i en krets med resistiva och induktiva element. Förekomsten av överspänningar.
4.Vilka effektförluster kommer en transformator att öka när man byter ut sin kärna, gjord av stålplåt, med en solid av stål av samma kvalitet och samma volym - av virvelströmmar eller hysteres?

Biljett nummer 27.

1.Transienta processer i en krets med resistiva och induktiva element. Anslutning till en konstant spänningskälla.
2. Bildning och egenskaper hos elektron-hål-övergången. Funktionsprincipen för en bipolär transistor.
4. Hur kommer ankarrotationshastigheten för en DC-motor med parallell magnetisering att förändras om fältlindningen går sönder?

Biljett nummer 28.

1. Övergående processer. Fenomenet överström.
2. Trefastransformatorer. Grupp av transformatorer. Driftförhållanden för parallell belastning.
4. Definiera och förklara den fysiska innebörden av parametern "effektfaktor" för en krets eller enhet.

Biljett nummer 29.

1. Design och princip för drift av en enfas transformator.
2. Halvledardioder. Strömspänningsegenskaper och egenskaper.
4.Vad är den fysiska innebörden av maktbalansekvationen? Ge ett exempel på dess sammansättning.

Exempel på frågor till elektroingenjörsexamen.

1. Konceptet med en elektrisk krets. Ström, spänning, resistans.

2. Ändamål och klassificering av elektriska mätinstrument.

3. Uppgift att tillämpa Ohms lag för en komplett krets: två parallella ledningar med ett motstånd på 20 Ohm vardera är anslutna till polerna på ett batteri med en emk på 120 V och en intern resistans på 10 Ohm. Hitta strömmen i kretsen.

5.Arbete och strömkraft.

6.Parallellkoppling av ledare.

7. Uppgift om att tillämpa lagarna för parallellkoppling av ledare: två ledare med ett motstånd på 4 och 8 ohm är parallellkopplade. Spänningen på ledarna är 4 V. Hitta strömmen i varje ledare och den gemensamma kretsen.

8. Seriekoppling av ledare.

9.Elektromotorisk kraft.

10. Magnetfält.

11.Elektromagnetisk induktion.

12. Uppgift att tillämpa lagen om elektromagnetisk induktion: på 5 ms ändras det magnetiska flödet med 4 mWb. Hitta den inducerade emk i kretsen.

13. Ampere effekt. Vänsterhandsregel.

14.Uppgift att applicera Amperekraften: i ett enhetligt magnetfält med en induktion på 0,1 Tesla, vinkelrätt mot induktionslinjerna, finns en ledare 70 cm lång, genom vilken en ström på 50 A flyter. Bestäm kraften som verkar på ledaren .

15. Lorentz kraft. Vänsterhandsregel.

16. Uppgift om applicering av Lorentz-kraften: i ett enhetligt magnetfält med en magnetisk induktion på 0,1 T, rör sig en elektron i ett vakuum med en hastighet av 3·106 m/s. Vilken kraft verkar på elektronen om vinkeln mellan riktningen för elektronens hastighet och induktionslinjerna är 90°?

17.Induktions-emk i rörliga ledare.

18. Uppgift att tillämpa lagarna för seriekoppling av ledare: två ledare med resistans R1=2 Ohm och R2=3 Ohm är seriekopplade. Strömmen i kretsen är 1 A. Bestäm kretsens resistans, spänningen på varje ledare och den totala spänningen för hela kretsens sektion.

19. Elstationer. Deras påverkan på miljön.

20.DC generator.

21. Uppgift för beräkning av motorpoler: en DC-motor roterar med en frekvens av 1500 rpm, polens magnetiska flöde är 0,01 Wb. Hur många poler har motorn om förhållandet N/a = 440. EMF för motorn.

22.Uppgift att beräkna effekten av elektrisk ström: bestäm strömeffekten i en ledare med ett motstånd på 44 ohm ansluten till en strömkälla på 220 V.

23. Industriella elektronikenheter: säkringar, elektroniska förstärkare.

24. Typer av kraftverk.

25. Uppgift att bestämma förstärkningen: bestäm förstärkningen

fyrstegsförstärkare om förstärkningen för varje steg är 5.

26. Kraftverkens påverkan på miljön.

27. Kondensatorer.

28.Uppgift att bestämma laddningen av en kondensator: vilken laddning har en kondensator med en kapacitet på 1 μF om spänningen mellan dess plattor är 50 V?

29.Problem och framtidsutsikter för elproduktion.

30.Typer (design, fördelar, nackdelar).

31. Problem med energibesparing.

32.Uppgift för anslutning av ledare: Fyra lampor med en resistans på 120 Ohm vardera kopplas parallellt med belysningskretsen. Hitta det totala motståndet för kretssektionen.

33. Halvledare: grundläggande begrepp, typer av elektrisk ledningsförmåga, egenskaper.

34. Spänningsstabilisatorer.

35. Ledare: grundläggande begrepp, egenskaper.

36. Uppgift att beräkna zenerdiodspänningen: vad är zenerdiodspänningen om anodens matningsspänning är 50 V, anodströmmen är 30 mA och belastningsresistansen är 1 kOhm?

37.Produktion, överföring och distribution av elektrisk energi.

38.Uppgift att beräkna effekt: Elspisen är konstruerad för en spänning på 220 V och en ström på 5 A. Bestäm strömeffekten i kaklet.

39. Dielektrik: grundläggande begrepp, egenskaper.

40. Typer av ljuskällor.

41. Uppgiften att beräkna rotationshastigheten för ankaret i en likströmsmotor: "Emk för en fyrpolig likströmsgenerator är 250 V. Vad är rotationsfrekvensen för ankaret om polens magnetiska flöde är 1,5 mWb, och förhållandet mellan antalet aktiva ledare i ankarlindningen och antalet par parallella grenar är 200” ?

42. Industriella elektronikenheter: säkringar, stabilisatorer.

43. Induktansproblem: "Vad är induktansen för en spole med en järnkärna om strömmen i kretsen ändras med 5 A under en period av 1 s och den inducerade emk är 15 V"?

44. DC-generator (enhet, funktionsprincip).

45. Problem om inducerad emk i rörliga ledare: ”Hitta den inducerade emk i en ledare med en aktiv dellängd på 0,5 m, rörd i ett enhetligt magnetfält med en induktion på 6 mT med en hastighet av 8 m/s i en vinkel på 600 till den magnetiska induktionsvektorn."

46.Problem och framtidsutsikter för elproduktion.

47.Uppgift att beräkna effekt: “Effekten hos ett elektriskt strykjärn är 0,6 kW. Beräkna det arbete som utförs av strömmen i den under 2 timmar."

48. Alternativa elektriska energikällor, deras fördelar och nackdelar.

49.Uppgift att beräkna effektförluster i en generator: "Med en användbar effekt från en likströmsgenerator lika med 10 kW var dess effektivitet 90%. Bestäm den totala effektförlusten i generatorn."

50. Elektriska isoleringsmaterial (koncept, egenskaper, typer, ändamål).

51. Problem med att använda Ohms lag för en komplett krets: ”Två parallella ledningar med ett motstånd på 20 Ohm vardera är anslutna till polerna på ett batteri med en emk på 125 V och en intern resistans på 15 Ohm. Hitta strömmen i kretsen."

52. Produktion, överföring och distribution av elektrisk energi.

Biljett 1. Elektrisk krets...

Elektrisk krets- en uppsättning enheter, element utformade för flödet av elektrisk ström, elektromagnetiska processer där kan beskrivas med begreppen strömstyrka och spänning.

En bild av en elektrisk krets som använder symboler kallas elschema:

Ogrenade och grenade elektriska kretsar

https://pandia.ru/text/79/540/images/image004_1.jpg" alt=" Aktuell styrka" width="200" height="50 id=">!}

Strömenheten kallas ampere (A) efter den franska vetenskapsmannen ().

Spänning kännetecknar det elektriska fältet som skapas av ström.

Spänningen (U) är lika med förhållandet mellan det elektriska fältets arbete för att flytta laddningen
till mängden laddning som flyttas i en del av kretsen.

SI-enhet för spänning:

1 Volt är lika med den elektriska spänningen i den del av kretsen där, när en laddning flyter,
lika med 1 C, arbete lika med 1 J utförs:

1 V = 1 J/1 C.

DET HÄR ÄR INTRESSANT!

1979 erhölls den högsta spänningen under laboratorieförhållanden i USA.
Den uppgick till 32 ± 1,5 miljoner V.

Elektrisk resistans- en fysisk storhet som kännetecknar en ledares egenskaper för att förhindra passage av elektrisk ström och lika med förhållandet mellan spänningen vid ledarens ändar och styrkan hos strömmen som flyter genom den:

Motstånd (ofta symboliserat med bokstaven R eller r) anses, inom vissa gränser, som ett konstant värde för en given ledare; det kan beräknas som

https://pandia.ru/text/79/540/images/image008_2.jpg" alt="http://ivatv.narod.ru/vvedenie_v_elektroniku/image/t2-5-01.gif" width="622 height=786" height="786">!}

Biljett 3. Ohms lag för en del av en krets.

GEORG OM

Formulering av Ohms lag

Strömstyrkan i en sektion av kretsen är direkt proportionell mot spänningen i ändarna av denna ledare och omvänt proportionell mot dess motstånd:

I=U/R;

I - mängden ström som flyter genom en del av kretsen;

U är storleken på den pålagda spänningen till kretssektionen;

R är resistansvärdet för den aktuella kretssektionen.

https://pandia.ru/text/79/540/images/image011_2.jpg" alt=" Ledartvärsnitt" width="264" height="97">!}

Ganska ofta måste du möta behovet av att sänka spänningen, till exempel från 12 till 3 volt. Detta kan göras med två motstånd. Uppgiften är i allmänhet inte svår. Det krävs att välja två motstånd så att spänningsfallet på en av dem är 3 volt och på den andra - (12 - 3) = 9 volt (för vårt exempel). Dessutom är det nödvändigt att känna till strömmen som måste flyta i kretsen. Låt oss anta att i vårt fall bör strömmen vara 50 mA (0,05 A). Sedan, med hjälp av Ohms lag för en sektion av kretsen, beräknar vi kretsens totala resistans, det vill säga det totala motståndet för motstånden R1 och R2:

R = U/I = 12 V / 0,05 A = 240 Ohm

Låt mig påminna dig om att alla måttenheter måste motsvara de som accepteras i SI, det vill säga spänning mäts i VOLTS, ström i Ampere och resistans i OHMS.

Eftersom strömmen är densamma i vilken sektion som helst av kretsen av seriekopplade element, är det inte svårt att beräkna resistansen hos motstånden R2 och R1:

R1 = U1 / I = 9 / 0,05 = 180 Ohm

R2 = U2 / I = 3 / 0,05 = 60 Ohm.

Biljett 4.Arbete och strömkraft.

Nuvarande jobb- detta är det elektriska fältets arbete för att överföra elektriska laddningar längs ledaren;

Det arbete som strömmen utför på en sektion av kretsen är lika med produkten av strömmen, spänningen och tiden under vilken arbetet utfördes.

Med hjälp av formeln för Ohms lag för en sektion av en krets kan du skriva flera versioner av formeln för att beräkna strömmens arbete:

Enligt lagen om energibevarande:

arbete är lika med förändringen i energi för en del av kretsen, därför den energi som frigörs av ledaren
lika med strömmens arbete.

I SI-systemet: A = 1 (J).

När ström passerar genom en ledare värms ledaren upp och värmeväxling sker med omgivningen, det vill säga att ledaren avger värme till de kroppar som omger den.

Mängden värme som frigörs av en ledare som leder ström till omgivningen är lika med produkten av kvadraten av strömstyrkan, ledarens resistans och den tid strömmen passerar genom ledaren.

Enligt lagen om energibevarande är mängden värme som frigörs av en ledare numeriskt lika med det arbete som utförs av strömmen som flyter genom ledaren under samma tid.

I SI-systemet:

[Q] = 1 J

DC POWER

Förhållandet mellan det arbete som strömmen utfört under tiden t och detta tidsintervall.

I SI-systemet:

Direkt mätningkraftnuvarande

1.Ta en wattmätare och anslut den till konsumenten där du vill mäta effekten. Anslut dess terminaler till de punkter där konsumenten är ansluten till nätverket. Effekten av denna konsument kommer att visas på skalan för en analog eller digital wattmätare. Beroende på enhetens inställningar kan effektvärdet erhållas i watt, kilowatt, milliwatt, etc.

2. Ändra effekt med en voltmeter och amperemeter

Montera en krets inklusive en elektrisk strömförbrukare och en amperemeter. Anslut voltmetern parallellt till konsumenten. Anslut mätinstrument, observera polariteten, om strömmen är konstant. Applicera en elektrisk ström genom att ansluta källan, och ta instrumentavläsningar från amperemetern, strömvärdet i ampere och från voltmetern, spänningsvärdet i volt. Multiplicera strömvärdet med spänningen P=U I. Resultatet blir konsumenteffekten i watt.

3. Bestämning av strömeffekt med känt konsumentresistans

Om konsumentens resistans är känd (hitta dess värde på höljet eller mät det med en ohmmeter), och den är konstruerad för en känd spänning, kan dess märkeffekt hittas genom att kvadrera denna spänning och dividera med resistansvärdet ( P=U2/R). Till exempel kommer en glödlampa med ett motstånd på 484 ohm och en nominell spänning på 220 V att ha en effekt på 100 W.

4.Om spänningen på strömkällan inte är känd, anslut en amperemeter i serie till konsumentkretsen. Använd den för att mäta strömmen som flyter genom konsumenten. För att beräkna effekt, kvadrera strömmen och multiplicera med motståndsvärdet (P=I² R). Om strömmen mäts i ampere och resistansen är i ohm, kommer effektvärdet att erhållas i watt.

Biljett 5. Parallellkoppling.

Ledare i elektriska kretsar kan kopplas i serie och parallellt.

I parallellkoppling(Fig. 1.9.2) spänning U 1 och U 2 på båda ledarna är samma:

Detta resultat följer av det faktum att vid nuvarande förgreningspunkter (noder A Och B) laddningar kan inte ackumuleras i en DC-krets. Till exempel till noden A i tiden Δ t laddningen läcker jagΔ t, och laddningen flyter bort från noden samtidigt jag 1A t + jag 2A t. Därav, jag = jag 1 + jag 2.

Skriver baserat på Ohms lag

Vid parallellkoppling av ledare är den reciproka av kretsens totala resistans lika med summan av de reciproka resistanserna hos parallellkopplade ledare.

Om det finns flera ledare:

Biljett 6. Seriell anslutning.

För seriell anslutning ledare (Fig. 1.9.1), är strömstyrkan i alla ledare densamma:

Enligt Ohms lag, spänning U 1 och U 2 på ledarna är lika

I en seriekoppling är kretsens totala resistans lika med summan av resistanserna hos de enskilda ledarna.

Detta resultat gäller för valfritt antal seriekopplade ledare.

Biljett 7. Elektromotorisk kraft.

Om ett elektriskt fält skapas i en ledare och åtgärder inte vidtas för att upprätthålla det, kommer, som redan har konstaterats, rörelsen av laddningsbärare mycket snabbt att leda till att fältet inuti ledaren kommer att försvinna och därför, strömmen kommer att stanna. För att upprätthålla strömmen tillräckligt länge är det nödvändigt att kontinuerligt ta bort laddningarna som strömmen tar hit från änden av ledaren med en lägre potential (strömbärarna antas vara positiva) och att kontinuerligt tillföra dem till sluta med en högre potential. Det vill säga, det är nödvändigt att utföra en cirkulation av laddningar där de skulle röra sig längs en stängd väg (17.1). Cirkulationen av vektorn för elektrostatisk fältstyrka är känd för att vara noll. Därför, i en sluten krets, tillsammans med sektioner där positiva laddningar rör sig i riktning mot minskande potential, måste det finnas sektioner där överföringen av positiva laddningar sker i riktning mot ökande, d.v.s. mot krafterna i det elektrostatiska fältet. Förflyttning av laddningar i dessa områden är endast möjlig med hjälp av krafter av icke-elektrostatiskt ursprung, som kallas yttre krafter. För att bibehålla strömmen krävs alltså externa krafter som verkar antingen längs hela kretsens längd eller i dess individuella sektioner. De kan orsakas av kemiska processer, diffusion av laddningsbärare i ett inhomogent medium eller över gränsen mellan två olika ämnen, elektriska (men inte elektrostatiska) fält som genereras av tidsvarierande magnetfält, etc.

Tredjepartskrafter kan kännetecknas av det arbete de gör med anklagelser som rör sig längs kedjan. Detta arbete består av arbetet som utförs mot det elektriska fältet inuti strömkällan (Aist) och arbetet som utförs mot mediets motståndskrafter (A’), dvs Ast = Aist + A’

Ett värde som är lika med förhållandet mellan det arbete som utförs av yttre krafter när en positiv punktladdning flyttas längs hela kretsen, inklusive strömkällan, till laddningen kallas strömkällans elektromotoriska kraft:

https://pandia.ru/text/79/540/images/image025.png" alt="\LARGE \varepsilon =\varphi _1-\varphi _2+\frac(A_m)(q)=\frac (A)(q)" width="176" height="25">!}

Elektromotorisk kraft (EMF), liksom spänning, mäts i volt. Vi kan prata om elektromotorisk kraft i vilken del av kretsen som helst. Detta är det specifika arbetet av yttre krafter, inte genom hela kretsen, utan bara i ett givet område. EMF i en galvanisk cell är arbetet av yttre krafter när en enda positiv laddning flyttas inuti elementet från en pol till en annan. De yttre krafternas arbete kan inte uttryckas genom en potentialskillnad, eftersom yttre krafter är icke-potentiella och deras arbete beror på banans form. Så till exempel är arbetet med externa krafter när en laddning flyttas mellan strömterminaler utanför själva källan noll.

I formeln vi använde:

Elektromotorisk kraft (EMF)

Arbete (J)

Laddning (C)

Fältstyrka för yttre krafter (V)

Källpotentialskillnad

Verk av yttre krafter mot källmediets mekaniska motstånd (J)

Biljett 8. Magnetfält. Interaktion av strömmar.

Magnetiska fenomen var kända i den antika världen. Kompassen uppfanns för mer än 4 500 år sedan. Den dök upp i Europa runt 1100-talet e.Kr. Det var dock först på 1800-talet som sambandet mellan elektricitet och magnetism upptäcktes och idén om magnetiskt fält .

De första experimenten (som genomfördes 1820) som visade att det finns ett djupt samband mellan elektriska och magnetiska fenomen var den danske fysikern H. Oersteds experiment. Dessa experiment visade att en magnetisk nål som ligger nära en strömförande ledare påverkas av krafter som tenderar att vrida den. Samma år fransk fysik. Ampere observerade kraftväxelverkan mellan två ledare med strömmar och fastställde lagen för växelverkan mellan strömmar.

Enligt moderna koncept utövar strömförande ledare en kraft på varandra inte direkt, utan genom de magnetiska fälten som omger dem.

Källorna till magnetfältet är rör på sig elektriska laddningar (strömmar). Ett magnetfält uppstår i utrymmet som omger strömförande ledare, precis som ett elektriskt fält uppstår i utrymmet som omger stationära elektriska laddningar. Det magnetiska fältet hos permanentmagneter skapas också av elektriska mikroströmmar som cirkulerar inuti ett ämnes molekyler (Amperes hypotes).

Forskare från 1800-talet försökte skapa en teori om magnetfältet i analogi med elektrostatik, och tog hänsyn till den s.k. magnetiska laddningar två skyltar (till exempel norr N och södra S magnetnålens poler). Erfarenheten visar dock att isolerade magnetiska laddningar inte existerar.

Strömmas magnetfält skiljer sig fundamentalt från det elektriska fältet. Ett magnetfält har, till skillnad från ett elektriskt fält, en krafteffekt endast till flyttladdningar (strömmar).

För att beskriva magnetfältet är det nödvändigt att införa en kraftkarakteristik för fältet, liknande intensitetsvektorn https://pandia.ru/text/79/540/images/image034.png" alt=" http://physics.ru/courses/ op25part2/content/javagifs/-2.gif" width="19" height="40 id="> который определяет силы, действующие на токи или движущиеся заряды в магнитном поле.!}

För det positiva vektor riktning riktningen tas från sydpolen S till nordpolen N för magnetnålen, fritt orienterad i magnetfältet. Genom att studera det magnetiska fält som skapas av en ström eller en permanent magnet med hjälp av en liten magnetisk nål är det alltså möjligt att bestämma vektorns riktning vid varje punkt i rymden. Sådan forskning gör det möjligt för oss att visualisera magnetfältets rumsliga struktur . På samma sätt som kraftlinjer i elektrostatik kan du konstruera , vid varje punkt där vektorn är bredd:.75pt">

Var uppmärksam på analogin mellan magnetfälten hos en permanentmagnet och en spole med ström. Magnetiska induktionsledningar är alltid stängda, de går inte sönder någonstans. Det betyder att magnetfältet inte har några källor - magnetiska laddningar. Force-fält som har denna egenskap kallas virvel . Bilden av magnetisk induktion kan observeras med hjälp av små järnspån, som magnetiseras i ett magnetfält och, liksom små magnetiska nålar, är orienterade längs induktionslinjerna.

Måttenhet V (T) - Tesla (till ära av den engelske fysikern)

Interaktion mellan strömmar:

ETT MAGNETISKT FÄLT

Detta är en speciell typ av materia genom vilken interaktion sker mellan rörliga elektriskt laddade partiklar.

EGENSKAPER HOS (STATIONÄRT) MAGNETISKT FÄLT

Permanent (eller stationär) Ett magnetfält är ett magnetfält som inte förändras över tiden.

1. Magnetfält är skapad rörliga laddade partiklar och kroppar, strömförande ledare, permanentmagneter.

2. Magnetfält giltig på rörliga laddade partiklar och kroppar, på ledare med ström, på permanentmagneter, på en ram med ström.

3. Magnetfält virvel, dvs har ingen källa.

MAGNETISKA KRAFTER

Det är de krafter med vilka strömförande ledare verkar på varandra.

...................jpg" alt="magnetisk induktion" width="200" height="77">!}

Den magnetiska induktionsvektorn är alltid riktad på samma sätt som en fritt roterande magnetisk nål är orienterad i ett magnetfält.

SI-enhet för magnetisk induktion:

MAGNETISKA INDUKTIONSLINJER

Dessa är linjer som tangerar vilka vid vilken punkt som helst är den magnetiska induktionsvektorn.

Enhetligt magnetfält- detta är ett magnetfält i vilket den magnetiska induktionsvektorn vid vilken punkt som helst är konstant i storlek och riktning; observeras mellan plattorna på en platt kondensator, inuti en solenoid (om dess diameter är mycket mindre än dess längd) eller inuti en remsmagnet.

Magnetfält för en rak ledare som bär ström:

var är riktningen för strömmen i ledaren mot oss vinkelrätt mot plåtens plan,
- riktningen för strömmen i ledaren bort från oss är vinkelrät mot plåtens plan.

Magnetfält med magnet:

Magnetfält för en remsmagnet:

Liknar magnetfältet hos en solenoid.

EGENSKAPER HOS MAGNETISKA INDUKTIONSLINJER

· ha en riktning;

· kontinuerlig;

· stängd (dvs magnetfältet är virvel);

· skär inte varandra;

· deras densitet används för att bedöma magnituden av magnetisk induktion.

RIKTNING FÖR MAGNETISKA INDUKTIONSLINJER

Bestäms av gimlet-regeln eller högerhandsregeln.

Gimlet regel(främst för en rak strömförande ledare):

Om gimletens translationsrörelse sammanfaller med strömriktningen i ledaren, sammanfaller gimlethandtagets rotationsriktning med riktningen för strömmens magnetfältslinjer.

n1.docx

Sinusformad växelström. 220V, 50Hz.

Fördelar: lätt omvandling till en annan spänning, lätt omvandling av elektrisk energi till mekanisk energi.

Fördelar med sinusformad: under omvandlingen erhålls också en sinusformad ström, den är lättare att omvandla till mekanisk energi.

Varför 50Hz: om mindre, ökar transformatorns dimensioner, mer - fler förluster under konvertering.

i = jag m synd ( ?t + ? i ), i - momentant strömvärde;

jag m – amplitudvärde; ( ?t + ? i ) - oscillationsfas; ? – cyklisk frekvens;

T - period; ? T = 2?; ? = 2a/T = 25; ?(Med -1 ); ? i – strömmens inledande fas.

U=U m synd(?t+? U ); e=E m synd(?t+? e ).

Omedelbara, effektiva och genomsnittliga värden

i ( t ) – momentana strömvärdet.

Effektiv - värdet av likström, som har samma termiska effekt som växelström.

F = = IRT; F ~ = ; F = =Q ~ ;

Låt oss omvandla kvadratsynden till halvsumman cos: jag ~ = jag = = jag m / - faktiskt värde.

Samma sak för U och E.

Genomsnittligt värde – medelvärde för den positiva halvcykeln:

jag ons = 2 jag m / ? .
2

Bild på grundläggande AC-parametrar
- i = jag m synd ( ?t + ? i ) – analytisk, obekväm för beräkning, eftersom trigonometriska funktioner;

- grafisk (graf) – mer visuell, men felaktig och besvärlig;

- tabell (t(i)) – du måste bygga en graf.

Vector diagrammetod

Vi bygger en vektor med längd = amplitudvärde, placerar den i en vinkel = initial fas, roterar moturs med vinkelhastighet = cyklisk frekvens?. Då kommer vektorn när som helst att vara placerad i en vinkel mot axeln ?t + ? i , projicering på den vertikala axeln – momentant värde.

Åtgärder på sinusformade storheter ersätts av handlingar på vektorer.

Förenkling: 1) frekvensen av växelströmmen i alla element i kretsen är densamma, vektorerna roterar tillsammans, de ersätts av stationära.

2) istället för amplitudvärdet används ofta det effektiva värdet.

Fördelar : enkelhet och klarhet;

Brister : liten precision.

Symbolisk metod

Varje vektor (varje sinusformad värde) är associerad med ett komplext tal, vars modul = det effektiva (amplitud) värdet, och argumentet - den initiala fasen.

J2 = -1; 1/j = -j.

På en axel finns reella tal, på den andra - imaginära tal. Komplexa värden – med en prick.

Åtgärder på sinusformade värden ersätts av åtgärder på komp. tal.

En enkel och intuitiv metod.
3.

Motstånd R, Ohm – förmåga att motstå elektrisk ström.

U = = RI = ; R=U/I; U=U m synd(?t+? U ).

Alla lagar och regler för likström är giltiga för växelström för momentana värden - principen om kvasistationaritet.

i = U/R = I m synd(?t+? i )

jag m = U m / R – zak. Ohm för amplitudvärden; /

jag ~ = U ~ / R – zak. Ohm för faktiska värden.

? U =? i - strömmen över motståndet är i fas med spänningen.

U" = U*e i?U

I”= I*e j? = U*e j? /R

jag ”= U ”/ R – zak. Ohm för fullständiga värden

Induktans L, Gn

E = - L di / dt

U = - e = L di / dt = L jag m ? cos ( ?t + ? i )= L jag m ? synd ( ?t + ? i + ? /2)= U m synd ( ?t + ? U )

U m = jag m *?L

jag m = U m /X L – zak. Ohm för amplitudvärden;

jag ~ = U ~ / X L – zak. Ohm för effektiva värden.

? U = ? i + ? /2 spänning leder ström i fas med T/4

U ”= Ue j? - komplext värde av U.

I”= I*e j? = (U*e j? /X L ) * 1/e j?/2 = U”/j X L = U”/j?L = U”/X” L

X ” L = j?L – fullständigt värde på induktionsmotstånd.

Kapacitet C – kroppens egenskap att ackumulera elektrisk laddning

q = C.U. (F)

1F - med en applicerad spänning på 1 V ackumuleras en laddning på 1 C (detta är mycket).

q= C.U. m synd(?t+? U )

i=dq/dt = CU? cos(?t+? U ) = C?U m synd(?t+? U + ?/2)

jag m = U m / X c - zak. Ohm för amplitudvärden;

X c = 1/ ?C

jag ~ = U ~ / X c – för effektiva värden.

? i = ? U + ? /2 ; ? U = ? i - ? /2 spänningen släpar efter strömmen i fas med T/4.

U ”= Ue j? - komplext värde av U.

I”= I*e j? = (U*e j? /X MED ) * e j?/2 = - U”/j X MED = U”/ X” MED

X ” MED = - j – komplext värde av kapacitansresistans.
4.

Seriekoppling av motstånd, induktans och kapacitans

Kirchhoffs regel: i R = i C = i L = i 0 ; jag" 0 =jag" R +jag" C +jag" L

U 0 = U R +U C +U L ; U" 0 = U" R +U" C +U" L

Ohms lag: U" 0 = jag" 0 R+I" 0 X" C +jag" 0 X" L =jag" 0 (R +X” C +X” L ) ;

jag ” 0 = U ” 0 / ( R + X ” C + X ” L ) ; ( R + X ” C + X ” L ) – totalt motstånd kedjor Z ” , vid den sista anslutningen summeras motstånden.

Z ”= R + X ” C + X ” L = R + j ( ?L –1/ ?C )

Z = – impedans

jag ” = U ”/ Z ” ; Z ”= Ze jϕ ; Z ” = Ue j? ( u ) / Dvs j? ( i ) =( U / jag )* e j ( ? ( u )- ? ( i )) ; jag = U / Z – för faktiska värden; ϕ= ? U – ? i - fasförskjutning mellan ström och spänning.

Triangel av spänningar och resistanser

Parallellkoppling av element

Kirchhoffs regel: i R = i C + i L + i 0 ; jag" 0 =jag" R +jag" C +jag" L

U 0 = U R = U C = U L ; U" 0 = U" R = U" C = U" L

Ohms lag: jag" 0 = U" 0 /R+U” 0 /X C +U" 0 /X L = U" 0 /Z"

1/ Z ” = 1/ R + 1/ X ” C +1/ X ” L - totalt motstånd

Y ” = 1/ Z ” – ledningsförmåga

g = 1/R ; b" C = 1/ X” C = j?C; b" L = 1/X” L = -j/aL;

Y ” = g + b ” C + b ” L - total konduktivitet

jag" 0 = U" 0 Y" ; Y"= jag 0 e j?(i) /u 0 e j?(u) = (I 0 /u 0 ))*e j(?(i)- ?(U)) = y e jϕ

ϕ = ? i – ? U
vektordiagram

triangel av strömmar och konduktiviteter

Blandad anslutning av element i en växelströmskrets. Exempel på krets:

Första lagen(ZTK, Kirchhoffs strömlag) säger att den algebraiska summan av strömmar i vilken nod som helst i någon krets är lika med noll (värdena för de strömmande strömmarna tas med motsatt tecken):

Med andra ord, lika mycket ström flyter in i en nod, lika mycket flyter ut ur den. Denna lag följer av lagen om bevarande av laddning. Om kedjan innehåller sid noder, så beskrivs det sid? 1 aktuella ekvationer. Denna lag kan också tillämpas på andra fysiska fenomen (till exempel vattenledningar), där det finns en lag om bevarande av kvantitet och flödet av denna kvantitet.

Andra lagen(ZNK, Kirchhoffs spänningslag) säger att den algebraiska summan av spänningsfallen längs varje sluten kontur av kretsen är lika med den algebraiska summan av emk som verkar längs samma kontur. Om det inte finns någon EMF i kretsen är det totala spänningsfallet noll: för växelspänningar . Kedjeberäkning:

1) alla enheter ges i SI

2) komplexa värden beräknas. Reaktans

3) Kedjan är uppdelad i sektioner med en typ av anslutning. Beräkna komp. motståndsvärden för sektioner.

4) Egenskaperna för anslutningen av sektionerna förtydligas och hela uppsättningen hittas. kretsresistans

Impedans

5) Hitta uppsättningen. värden på ström och spänning på alla delar av kretsen.

Resonans i AC-kretsar

Serieresonans (spänningsresonans)

Detta är en kraftig ökning av vibrationsamplituden. när frekvensen av forcerade svängningar och systemets naturliga frekvens sammanfaller.

Vi har en krets bestående av aktivt motstånd, kapacitiv och induktiv.

U0; I 0 =I R =I C =I L Om då kommer strömstyrkan att vara maximal Eftersom. Den där ; detta är systemets resonansfrekvens. Spänningen över det aktiva motståndet blir Spänningarna över kapacitansen och induktansen kommer att vara: ; Dessa värden överstiger U 0, men den totala spänningen över elementen kommer att vara noll. Vektordiagram:

Detta fenomen kan användas för att filtrera svängningar av önskad frekvens. Om elementvärdena misslyckas kan spänningarna på L och C visa sig vara mycket höga.

Resonans av strömmar (parallell resonans).

Vi har en krets som består av ett aktivt motstånd, en spole och en kondensator kopplade parallellt med varandra. där g, b C och b L är de ömsesidiga värdena för motstånd (konduktivitet). I=Ug; Om b L = b C , då I0=U/R; ; Vektordiagram:

ström i AC-kretsen.

Effekt i en DC-krets definieras som: Effekt i en AC-krets definieras generellt som:

Detta är effektfaktorn och visar strömförbrukningen i kretsen.

Krafttriangel:

Detta är den totala (skenbara) kraften.

Detta är reaktiv (växlings)effekt

Effektfaktor.

cosϕ kallas koefficient. kraft. Den visar hur mycket ström som förbrukas i kretsen.

Om cosϕ=1, då

Om cosϕ=0,5, då

Strömförlust definieras som . När koefficienten minskar effekt minskar effektiviteten. För att undvika detta är det nödvändigt att öka trådens diameter, och som ett resultat ökar kraftledningens massa.

Sätt att öka koefficienten. kraft.

cosϕ är i huvudsak cosinus för fasförskjutningen av U och I. Om fasförskjutningen reduceras kommer cosϕ att öka.

1) Naturligt sätt: optimering av driftsättet för transformatorer vid ett kraftverk, d.v.s. deras användning i nominellt läge (full belastning).

Konstgjord metod: anslutning av kompensationsanordningar, kapacitiv belastning.

G är en generator, R 1 + L 1 är en konsument.

Kapacitans – kondensatorbank eller synkronkompensator eller synkronmotorer.

Flerfaskretsar: trefassystem.

Ett flerfassystem är ett system av flera kretsar med oberoende energikällor (faser).

3-fassystemet används mest på grund av dess fördelar:

1. 
   högre effektivitet
2. 
   enkel omvandling av elektrisk energi till mekanisk energi
3. 
   kompaktheten hos trefasmaskiner

Detta är en synkron generator. För att få ett 3-fassystem måste du använda 3 ramar (lindningar):

För enfassystem:

För 3 fas:

Således E1 = 220V, E2 = -110-190i, E3 = -110+190i.

Trefas systemanslutning Stjärna (Y):

Linjära spänningar är spänningarna mellan linjära ledningar, fasspänningar är spänningarna mellan var och en av fasledningarna och den neutrala ledningen. I en "stjärna" är de komplexa värdena för linjeströmmarna lika med faserna och summan av komp. menande linjära strömmar är lika med komp. strömvärde i nollledningen.

I en symmetrisk stjärna finns det inget behov av en neutral tråd, eftersom och summan av linjeströmmarna är noll.

Deltaanslutning:

Summan av de komplexa värdena för emk i denna krets är noll.

Uppsättning menande fas- och linjespänningar är lika. Uppsättning menande linjär ström bestäms enligt Kirchhoffs lag (enligt figuren). Om belastningen är symmetrisk, d.v.s. Och

Elektriska mätningar.

Instrument för att mäta elektriska storheter gör det möjligt att inte bara få mätinformation om värden på elektriska storheter, utan också ge mätinformation om nästan vilken fysisk storhet som helst.

Elektriska mängder

enligt driftsprincipen (elektromekaniska, elektroniska, termoelektriska);

när det gäller mätnoggrannhet

efter typ av ström likström, växelström.

genom mätningsomvandlingsmetod (direkt, direkt differential, balansering, inklusive statisk och statisk, programbalansering);

enligt metoden för att representera kvantiteter (analog, digital, analog-till-digital) ;

enligt metoden att lägga fram bevis (visning, inspelning, inklusive inspelning och utskrift);

genom närvaro i mikroprocessorer ;

genom uppmätt elektrisk storhet (amperemetrar, voltmetrar, ohmmetrar, wattmätare, frekvensmätare etc.).

Mätfel.

A ist (sann betydelse); En giltig - det värde som erhålls mest exakt för tillfället.

Absolut fel?, ?=|A ist -A mått |?|A rms. -En förändring | Relativt fel

Minskat relativa fel; A n-max. mätvärde enhet. ? pr -sp. för beskrivning av enheter.

Noggrannhetsklassen är det högsta tillåtna värdet för det givna felet (uttryckt i procent).

8 noggrannhetsklasser från 0,25 .. 4.

Elektriska mätinstrument för det magnetoelektriska systemet.

Funktionsprincip JAG P
Funktionsprincip JAG P består av interaktionen av magnetfältet hos en ledare genom vilken den uppmätta elektriska strömmen flyter med magnetfältet hos en permanentmagnet.

De vanligaste är JAG P i vilken ledaren är en lätt rörlig ram (spole), monterad på en axel och bestående av flera dussin varv av tunn lackerad koppartråd. Ramen är placerad i ett ringformigt gap, i vilket ett enhetligt magnetfält skapas med hjälp av en stark permanentmagnet på grund av motsvarande design av stolpstycken och kärna. Den uppmätta signalen tillförs ramen genom fjädrar. När ramens magnetfält interagerar med magnetfältet hos en permanentmagnet, verkar ett vridmoment på ramen M x .

Bestäms värdet på den uppmätta storheten av rotationsvinkeln? ramar, axlar och pilar och räknas av pilens position på skalan. Momenten M1 och M2 beskrivs med uttrycken:
(3.1) (3.2) var k 1 - koefficient beroende på ramens bredd, längd och antal varv; B - magnetisk induktion i gapet mellan kärnan och polstyckena; jag- styrkan på strömmen som flyter genom ramen; k 2 - koefficient beroende på fjädrarnas storlek; E -- elasticitetsmodul.

I jämviktsläget M1 = M2. Från detta villkor och uttryck (3.1) och (3.2) finner vi: (3.3) var - strömkänslighet hos den magnetoelektriska anordningen; E - elasticitetsmodul.

Ansökan amperemeter Shunten placeras parallellt med amperemetern.

Voltmetrar.

värdighet , är inneboende i den magnetoelektriska mätmekanismen, som har hög känslighet, låg inre strömförbrukning, låg känslighet för externa magnetfält, en proportionell statisk karaktäristik [uttryck (3.3)] och hög noggrannhet.

Brister konstruktionskomplexitet, höga kostnader och känslighet för överbelastning.

13

Elektromagnetiska mätinstrument. (EMF)

Funktionsprincip EMF består av interaktionen av ett magnetfält som skapas av en stationär spole, genom vilken den uppmätta elektriska strömmen flyter, med en ferromagnetisk kärna monterad på en axel. I fig. Figur 3.4 visar en av de vanligaste designerna av elektromagnetiska enheter. Här appliceras den uppmätta strömmen till en spole som innehåller en lindning av lackerad koppartråd och som har ett luftgap jag. Under påverkan av denna ström runt spolen

Ett magnetfält uppstår som tvingar en ferromagnetisk kärna monterad på en axel att dras in i luftgapet. Som ett resultat uppstår ett vridmoment på denna axel, vilket ökar med ökande strömvärde. Det motverkande momentet skapas av spiralfjädrar. För att lugna enhetens rörliga system är en luftdämpare styvt fäst vid dess axel. DesignEMF : 1 - spole;2- pil;3- skala;4- axiallager; 5- motvikt; b- spiralfjäder; 7-luftsspjäll8 - ferromagnetisk kärna;9 - axel

I statik, rotationsvinkeln? axeln och pilen som är fäst vid den beskrivs av uttrycket? = k L jag 2 , Var k L - en konstant koefficient beroende på enhetens utformning.

Skala EMF kvadratisk I början komprimeras den, och i slutet sträcks den.

Rotationsvinkeln beror inte på strömriktningen i spolen, därför är elektromagnetiska instrument lämpliga för mätning i DC- och AC-kretsar, och vid mätning av sinusformad växelström beror pilens rotationsvinkel på rotmedelkvadraten värdet av denna ström.

EMF Används oftare för mätningar av växelström och spänning. För att utöka mätområdet används de tillsammans med en ström- eller spänningsmättransformator.

Fördelar EMF : lämplighet för drift på lik- och växelström, enkelhet och tillförlitlighet i konstruktionen.

Brister : ojämn skala, känslighet för externa magnetfält och hög strömförbrukning.

Elektromagnetiska amperemetrar tillverkas med ett mätområde från 0-100 mA till 0-500 A, och i kombination med en mätströmtransformator - upp till 0-15 kA. Elektromagnetiska voltmetrar har ett mätområde från 0-7,5 till 0-750 V, och i kombination med en spänningsmättransformator - upp till 0-15 kV. Driftsfrekvensen kan vara 50, 200, 800, 1000 och 1500 Hz. Noggrannhetsklasser för elektromagnetiska enheter 1-2.5.

Digital elektronisk utrustning

VPU-ingång omvandlarenhet: omvandlare spänning till önskad form.

SS jämförelseschema

UI-kontroll puls

GLIN - linjärt varierande spänningsgenerator (jämförare)

RNG – standard frekvensgenerator.

Fördelar: hög noggrannhet, lätt att läsa, mångsidighet.

Nackdelar: komplexitet, höga kostnader, kräver en strömkälla.
17. Tomgångsupplevelse– transformatordrift utan belastning.

Ui-UH (Ui från O till UH); W? Pi = Po (stålförluster);

V1; V2? U1; U2kU = U1/U2;

mA ?I xx; Zxx=UH/Ixx; P=U*I = U2/r = I2r

Zxx=UH/Ixx; r xx = U H 2 / P 0 ? XLxx

I Axx = U H/r xx; Jag Pxxx

jag 1? I 1H (I 2 ? I 2H)

W? P 1 = P k (stålförluster)

A 1 I 1, A 2 I 2? k = I 1 / I 2

Z kort = U 1 /I 1 N

I 1 akz = U 1 / Z kz

Z kz? r1; XLpl; r2; X Lp2? r1; XLp1

Arbetsläge

Ui = UH; jag? I H ; I från 0 till I H

W? P 1 = P 2 + P förluster

V1; V2? U1; U2; K L = I 1 /I 2

A1; En 2? I 1; I 2; K I = I 1 / I 2

Effektivitet = P 2 / P 1 = I 2 U 2 / P 1

Trefas transformatorer

En trefastransformator kan bestå av tre identiska enfasiga; i detta fall kallas det grupp. Primärlindningarna hos tre enfastransformatorer är anslutna till varandra enligt en av trefaskretsarna, såväl som sekundärlindningarna.

Grupptrefastransformatorer används vid mycket höga effekter (3x630 kVA och högre). Detta förklaras av det faktum att varje enfastransformator i gruppen är mindre i storlek och vikt än en trefastransformator för gruppens fulla effekt. En grupptransformator är dock något dyrare än en trefastransformator för samma effekt, tar mer plats och har lägre verkningsgrad Trefastransformatorer med kopplat magnetsystem är huvudsakligen gjorda av stavar (fig. 2). Framställningen av en sådan magnetisk krets kan föreställas enligt följande. Tre identiska enfastransformatorer är gjorda på ett sådant sätt att deras primära och sekundära lindningar är placerade på en stav av magnetkärnan, och den andra staven i varje transformator har ingen lindning. Om dessa tre transformatorer är anordnade så att stavarna som inte har lindningar är placerade bredvid varandra, kan de tre stavarna kombineras till en - noll.

Den kombinerade stången kommer att stänga de magnetiska flödena hos tre enfastransformatorer, som är lika stora och fasförskjutna med en tredjedel av perioden. Eftersom summan av tre magnetiska flöden lika i amplitud och fasförskjutna med 1/3 av en period är noll när som helst (Fa + Fb + Fc = 0), så finns det inget magnetiskt flöde i den kombinerade stången och det finns ingen behöver detta spö.

Således räcker det för en magnetisk kärna att ha tre stavar, som av designskäl är placerade i samma plan. Varje kärna i en trefastransformator rymmer hög- och lågspänningslindningarna i en fas. Stavarna är förbundna med varandra med ett ok upptill och nedtill. Längden på de magnetiska flödeslinjerna på mittstaven är kortare än på de yttre stavarna. Därför möter det magnetiska flödet hos mittstaven mindre magnetiskt motstånd längs sin väg än de magnetiska flödena hos de yttre stavarna. Följaktligen, i fasen vars lindning är placerad på mittstaven, flyter mindre magnetiseringsström än i faserna vars lindningar är placerade på de yttre stängerna

Den trefasiga pansartransformatorn (Figur 12-5) kan ses som tre enfas pansartransformatorer placerade bredvid eller ovanpå varandra. I det här fallet har mellanfasen

omvänd påslagning med avseende på de extrema, att i de kontaktande delarna av det magnetiska systemet adderades fasflödena, och inte

dras av.

Anslutningsscheman för lindningar av trefastransformatorer. I de flesta fall är lindningarna hos trefastransformatorer anslutna antingen i en stjärna, delta eller sicksack.

Grupper av lindningsanslutningar.

För att koppla på en transformator för parallelldrift med andra transformatorer är fasförskjutningen mellan e.m. viktig. från primär- och sekundärlindningarna. För att karakterisera denna förskjutning introduceras begreppet en grupp lindningsförbindelser. Det finns skruvar (vänster och höger)
19.

Autotransformator- alternativ transformator, där de primära och sekundära lindningarna är direkt anslutna, och på grund av detta har de inte bara en elektromagnetisk anslutning, utan också en elektrisk. Autotransformatorlindningen har flera terminaler (minst 3), genom att ansluta till vilka du kan få olika spänningar. Fördelen med en autotransformator är en högre Effektivitet eftersom endast en del av effekten omvandlas - detta är särskilt viktigt när ingångs- och utspänningarna skiljer sig endast något. Nackdelen är bristen på elektrisk isolering mellan de primära och sekundära kretsarna. I industriella nätverk, där jordning av den neutrala ledningen är obligatorisk, spelar denna faktor ingen roll. Men det väsentliga är lägre förbrukning av stål för kärnan, koppar för lindningar, lägre vikt och dimensioner, och i slutändan lägre kostnad.

De grundläggande förhållandena för en transformator bevaras även för en autotransformator. Så spänningsförhållandet är U 1 / U 2 = U VN / U NN = ? 1 / ? 2 =n , och strömförhållandet jag 1 / jag 2 = jag VN / jag NN = ? 1 / ? 2 =1/n , Var ? 1 - det totala antalet varv av lindningen (mellan punkter A Och X); ? 2 - antalet varv för den del av lindningen som ligger mellan punkterna a och X(eller A Och X).

Laboratoriejusterbar autotransformator (LATR), till skillnad från en enkel autotransformator, har den en rörlig strömsamlande kontakt till lindningen, vilket gör att du smidigt kan ändra antalet varv som ingår i sekundärkretsen, och följaktligen utspänningen, praktiskt taget från noll till det maximala värdet för denna LATR-modell. LATR används för att driva laboratorieinstallationer, för att stabilisera spänningen i elnätet och för andra behov. LATR har dock en obehaglig egenskap: precis som vilken autotransformator som helst, ger den inte elektrisk isolering av högspännings- (nät) och lågspännings (eller utgång) sidor. Med andra ord kan det finnas (vanligtvis finns) en nätverksfas vid utgången av LATR. Detta kan leda till elektriska stötar för personalen. För att förhindra detta bör enligt gällande säkerhetsföreskrifter för laboratoriearbete en säker reglerad växelströmskälla användas, som är en kombination av en LATR-autotransformator och en avstängningstransformator som ger elektrisk isolering från belysnings(matnings)nätet. Den elektriska isolationstransformatorn kan antingen vara en nedtrappningstransformator eller med ett transformationsförhållande på 1:1 (ett till ett).

16. Enfas transformator. Enhet och funktionsprincip. Ekvivalent krets, elektrisk tillståndsekvation, vektordiagram.

Magnetisk strömbrytareär den enklaste uppsättningen enheter för fjärrstyrning av elmotorer och har, förutom själva kontaktorn, ofta en tryckknappsstation och skyddsanordningar.

Kopplingsschema för en irreversibel magnetstartare

I fig. Fig. 1, a, b visar respektive installations- och kretsscheman för inkoppling av en irreversibel magnetstartare för styrning av en asynkron elektrisk motor med en ekorrburrotor. På kopplingsschemat är gränserna för en enhet skisserade med en streckad linje. Det är bekvämt för installation av utrustning och felsökning. Dessa diagram är svåra att läsa eftersom de innehåller många skärande linjer.

Ris. 1. Kopplingsschema för en irreversibel magnetisk startmotor: a - kopplingsschema för att slå på startmotorn, elschema för att slå på startmotorn

I kretsschemat har alla element i en magnetisk startmotor samma alfanumeriska beteckningar. Detta gör att du undviker att länka samman konventionella bilder av kontaktorspolen och kontakterna, vilket ger den största enkelheten och klarheten i kretsen.

Irreversibel magnetisk startmotor har en KM-kontaktor med tre huvudkontakter (L1 - C1, L2 - C2, L3 - C3) och en hjälpkontakt (3-5).

Huvudkretsarna genom vilka elmotorströmmen flyter är vanligtvis avbildade med tjocka linjer, och kraftkretsarna för startspolen (eller styrkretsen) med den högsta strömmen är avbildade med tunna linjer.
Funktionsprincip för omkopplingskretsen för en irreversibel magnetstartare

För att slå på elmotorn M måste du kort trycka på SB2 "Start"-knappen. I det här fallet kommer ström att flyta genom magnetstartarens spolekrets, och ankaret kommer att attraheras till kärnan. Detta kommer att stänga huvudkontakterna i motorns strömförsörjningskrets. Samtidigt stängs hjälpkontakt 3 - 5, vilket skapar en parallell strömkrets för den magnetiska startspolen.

Om du nu släpper "Start"-knappen kommer den magnetiska startspolen att slås på genom sin egen hjälpkontakt. Denna typ av krets kallas en självlåsande krets. Det ger så kallat nollmotorskydd. Om under drift av elmotorn spänningen i nätverket försvinner eller minskar avsevärt (vanligtvis med mer än 40% av det nominella värdet), stängs magnetstartaren av och dess hjälpkontakt öppnas.

Efter att spänningen har återställts, för att slå på elmotorn, måste du trycka på "Start"-knappen igen. Nollskydd förhindrar oväntad, spontan start av elmotorn, vilket kan leda till en olycka.

Manuella styrenheter (brytare, gränslägesbrytare) har inte nollskydd, därför använder styrsystem som använder maskindrivningar vanligtvis styrning med magnetstartare.

För att stänga av elmotorn, tryck bara på SB1 "Stopp"-knappen. Detta leder till att självförsörjningskretsen öppnas och den magnetiska startspolen kopplas bort.
27.

Elektrisk fara

1. Grundläggande element i en elektrisk krets (aktiv, passiv). Beteckning av ström, potential och spänning i en elektrisk krets.

Elektrisk krets – en uppsättning källor, mottagare av elektrisk energi och ledningar som förbinder dem. Förutom dessa element, i E. c. kan omfatta strömbrytare, strömbrytare, säkringar och andra elektriska skydds- och kopplingsanordningar samt mät- och styranordningar.

Aktiva element – källor för elektrisk energi där icke-elektriska energislag omvandlas till elektrisk energi.

Det finns två huvudsakliga aktiva element: en spänningskälla (EMF) och en strömkälla.

Passiva element – mottagare av elektromagnetisk energi. Elektrisk energi i dem omvandlas till icke-elektriska former av energi - aktivt motstånd (konduktivitet), eller ackumuleras i form av elektrisk fältenergi (kapacitans) eller magnetisk fältenergi (induktans). Kapacitans och induktans är reaktiva energimottagare eller reaktiva element.

Nuvarandebetecknas med jag med flödesriktningen.

På diagrammen är ett +-tecken placerat bredvid punkten med högre potential och ett --tecken placeras bredvid punkten med lägre potential. Potentialskillnaden betecknas med U . Potentialskillnaden vid två punkter a och b betecknas med U ab.

Spänning betecknad med U.

2. Idealiska källor för ström och EMF, beteckning och huvudegenskaper.

Idealisk källa nuvarande ( jag), mängden ström som flyter genom den beror inte på spänningen vid dess terminaler. Det inre motståndet hos en sådan källa kan konventionellt antas vara lika med oändligheten. Beteckning idealisk källa nuvarandeoch dess ström-spänningskarakteristik visas i fig.

Idealisk källaSpänning (E), spänningen vid terminalerna som inte beror på storleken på flödet genom den nuvarande . Internt motstånd idealisk källa spänning kan konventionellt antas vara noll. Beteckningen på en sådan källa och dess strömspänningskarakteristik visas i fig.

3. Ohms lag för en sektion av en krets utan en EMF-källa och Ohms lag för en sluten krets. Figur 4. Ohms lag för en sektion av en krets som innehåller en emk. Teckning.

5. Kirchhoffs första lag. Ett exempel på dess tillämpning. 6. Kirchhoffs andra lag. Ett exempel på dess tillämpning.

Förutom enkla kedjor finns det komplexa kedjor.Komplex elektrisk kretskallas en krets som inte direkt kan beräknas med Ohms lag.

En komplex krets innehåller vanligtvis flera emk-källor i olika grenar. Antalet grenar av den elektriska kretsen betecknas medq, antal noder - genomq, och antalet oberoende kretsar är slutP,Varp = p -q+ 1.

För att beräkna komplexa kretsar används Kirchhoffs lagar som är formulerade för grenade och komplexa elektriska kretsar; när man överväger dem används begreppen gren, nod och kontur.

Grenkallas en del av en elektrisk krets som endast består av seriekopplade källor för emk (eller ström) och resistans och som har två terminaler för att ansluta den till resten av kedjan. På elektriska kretsscheman är varje gren vanligtvis avbildad som en seriekoppling av en ekvivalent källa för emk (eller ström) och en ekvivalent resistans. En gren förbinder två noder direkt. I en gren flyter samma ström genom alla element.

Knut kallas en punkt i en elektrisk krets där minst tre grenar är anslutna. I diagram indikeras en nod med en punkt.

Skisseraär en sekvens av grenar av en elektrisk krets som bildar en sluten bana, där en av noderna är både början och slutet av banan, och resten inträffar bara en gång.

Kirchhoffs första lag uttrycker det faktum att ingen ansamling av elektriska laddningar sker vid någon punkt i kretsen. Enligt denna lag (Kirchhoffs lag för strömmar) är den algebraiska summan av strömmar i någon nod i en elektrisk krets lika med noll:

I 1 - I 2 + I 3 - I 4 =0,

Kirchhoffs andra lag upprättar en koppling mellan EMF, strömmar och resistans i valfri sluten krets. Enligt denna lag (Kirchhoffs lag för spänningar) är den algebraiska summan av spänningarna för sektioner av alla kretsar i en elektrisk krets lika med noll:

Var T- antal kontursektioner.

Spänningar registreras med ett plustecken, vars positiva riktningar sammanfaller med en godtyckligt vald riktning för genomgång av kretsen, med ett minustecken - motsatt riktad eller vice versa. I synnerhet, för en ekvivalent kretskrets som endast innehåller EMF-källor och resistiva element, är den algebraiska summan av spänningarna på de resistiva elementen lika med den algebraiska summan av EMF:

Var T- antal resistiva element; P- antal EMF i kretsen.

EMF och strömmar registreras med ett plustecken, vars positiva riktningar sammanfaller med en godtyckligt vald riktning runt kretsen, med ett minustecken - motsatt riktad eller vice versa. Så, till exempel, för konturen som visas i fig. 15,

7. Effektbalans i DC-kretsar.

8. Konvertering av kretsar med serie-, parallell- och blandade resistansanslutningar.

Kedjeelement är ofta förbundna antingen med en triangel eller en stjärna (Fig. 1.11).

För att förenkla beräkningen av elektriska kretsar är det i vissa fall tillrådligt att omvandla en motståndstriangel till en ekvivalent stjärna eller en stjärna till en ekvivalent triangel.

Likvärdiga omvandlingsförhållanden kräver att transformationer som görs i en del av kretsen inte orsakar förändringar i fördelningen av strömmar och spänningar i resten av kretsen. Enligt dessa förhållanden måste potentialerna för punkterna med samma namn i triangeln och stjärnan och strömmarna som närmar sig noderna vara desamma.

Formler för övergången från triangelmotstånd till stjärnmotstånd och vice versa i enlighet med notationerna i fig. 1.11 ser ut så här:

Genom att använda ekvivalenta transformationer kan en komplex krets ibland reduceras till en enkel. Ofta leder transformationer till en minskning av antalet grenar och noder i en komplex kedja och därför till en förenkling av dess beräkning.

6. Slingströmmetod. Ett exempel på dess tillämpning.

Konturströmmetod- en metod för att reducera dimensionen av ett ekvationssystem som beskriver en elektrisk krets.

Grundläggande principer

Varje elektrisk krets som består av R revben (grenar, sektioner) och U noder, kan beskrivas av ett ekvationssystem i enlighet med . Antalet ekvationer i ett sådant system är lika med R, av dem U–1-ekvationer är sammanställda enligt Kirchhoffs första lag för alla noder utom en; och resten R–U+1 ekvationer - enligt Kirchhoffs andra lag för alla oberoende kretsar. Eftersom de oberoende variablerna i kretsen är kantströmmarna är antalet oberoende variabler lika med antalet ekvationer och systemet är lösbart.

Det finns flera metoder för att minska antalet ekvationer i ett system. En sådan metod är loopströmmetoden.

Metoden drar fördel av det faktum att inte alla strömmar i kretsens kanter är oberoende. Tillgänglighet i systemet U–1 ekvationer för noder betyder att de är beroende U–1 strömmar. Om du väljer i kedjan R–U+1 oberoende strömmar, sedan kan systemet reduceras till R–U+1 ekvationer. Slingströmmetoden är baserad på en mycket enkel och bekväm metod för att isolera i en krets R–U+1 oberoende strömmar.

Slingströmmetoden bygger på antagandet att i varje R–U+1 oberoende slingor i kretsen cirkulerar en del virtuell slingström. Om en viss flank endast tillhör en krets är den verkliga strömmen i den lika med kretsströmmen. Om en kant tillhör flera kretsar är strömmen i den lika med summan av motsvarande kretsströmmar (med hänsyn till kretsarnas riktning). Eftersom oberoende kretsar täcker hela kretsen (dvs vilken flank som helst tillhör åtminstone en krets) kan strömmen i vilken flank som helst uttryckas i termer av kretsströmmar, och kretsströmmarna utgör ett komplett system av strömmar.

Konstruktion av ett ekvationssystem

För att konstruera ett ekvationssystem är det nödvändigt att isolera i kedjan P – U+ 1 oberoende kretsar. För var och en av dessa konturer kommer en ekvation att sammanställas enligt Kirchhoffs andra lag. I varje krets måste du välja riktningen för bypass (till exempel medurs).

Strömmen i alla kanter av kretsen måste representeras som summan (med hänsyn till tecknen) av slingströmmarna som flyter längs dessa kanter.

Om det finns strömkällor i kretsen omvandlas de först till spänningskällor.

Regeln för att konstruera ekvationen är som följer. Förbi kretsen i enlighet med den valda riktningen skriver vi på vänster sida av ekvationerna summan (med hänsyn till tecknen) av strömmarna i revbenen, multiplicerat med fenans motstånd. På höger sida av ekvationen skriver vi ner alla emk-källor som finns i kretsen (med ett plustecken om riktningen för kretsförbikopplingen sammanfaller med riktningen för emk, och vice versa).

Efter att ha komponerat ekvationer för alla oberoende konturer får vi ett konsekvent system P – U+ 1 ekvationer angående P – U+ 1 okänd slingströmmar.

Slingströmmetod

Låt oss anta att slingströmmen flyter medurs i den vänstra kretsen jag 11, och till höger (även medurs) - loopström jag 22. För var och en av kretsarna kommer vi att komponera ekvationer för den andra . Samtidigt tar vi hänsyn till det längs den intilliggande grenen (med motstånd R 5) ström flyter uppifrån och ner jag 11 –jag 22. Vi kommer också att ta riktningarna för att korsa konturerna medurs.

För den första kretsen

eller

För den andra kretsen

eller

Låt oss skriva om dessa ekvationer enligt följande:

Här

Primärkretsimpedans;

Sekundärkretsimpedans;

Motstånd hos den intilliggande grenen mellan den första och andra kretsen, tagna med ett minustecken;

Loop EMF för primärkretsen;

Loop EMF för den andra kretsen.

7. Motsvarande generatormetod. Ett exempel på dess tillämpning.

8. Ekvivalent motståndsmetod. Ett exempel på dess tillämpning.

9. Joule-Lenz lag. Ett exempel på dess tillämpning.

Joule-Lenz lag - .

När en elektrisk ström passerar genom en metallledare kolliderar elektroner antingen med neutrala molekyler eller med molekyler som har förlorat elektroner. En elektron i rörelse antingen delar en ny elektron från en neutral molekyl, förlorar sin kinetiska energi och bildar en ny positiv jon, eller kombineras med en molekyl som har förlorat en elektron (med en positiv jon), och bildar en neutral molekyl. När elektroner kolliderar med molekyler förbrukas energi som omvandlas till värme. Varje rörelse som övervinner motstånd kräver förbrukning av en viss energi. Så, till exempel, för att flytta en kropp, övervinns friktionsmotståndet och arbetet som spenderas på detta omvandlas till värme.

Ledarens elektriska motstånd spelar samma roll som friktionsmotstånd. För att leda ström genom en ledare förbrukar strömkällan alltså en del energi, som omvandlas till värme. Övergången av elektrisk energi till termisk energi återspeglar Lenz-Joule-lagen eller lagen om strömmens termiska verkan.

Den ryske vetenskapsmannen Lenz och den engelske fysikern Joule fastställde det samtidigt och oberoende av varandra När en elektrisk ström passerar genom en ledare är mängden värme som genereras av ledaren direkt proportionell mot kvadraten på strömmen, ledarens motstånd och den tid under vilken den elektriska strömmen flödade genom ledaren. Denna position kallas Lenz-Joule-lagen.

Om vi ​​betecknar mängden värme som skapas av strömmen med bokstavenF, styrkan av strömmen som flyter genom ledaren, -jag, ledarmotståndroch den tid under vilken strömmen flödade genom ledaren,t, då kan Lenz-Joule-lagen ges följande uttryck:

Exempel 1.Bestäm mängden värme som frigörs i värmeanordningen under 0,5 timmar om den är ansluten till ett nätverk med en spänning på 110 V och har ett motstånd på 24 ohm.

Lösning. Restid i sekunder:

t=0,5 h =30 min =30x60=1800 sek.

Mängden värme som frigörs i enheten är

Exempel 2.I en elpanna förbrukar vatten mängden värme 400 000 j, kokar efter 15 min. Bestäm motståndet för värmeelementet i denna panna, såväl som effekten om pannan arbetar med en spänning på 220 V och dess effektivitet är 80%.

Lösning. Eftersom pannans verkningsgrad är 80%, mängden värme som frigörs av värmeelementet

F = 400 000: 0,8 = 500 000 j.

Vi finner styrkan hos strömmen som flyter genom pannan från följande formel

var

Värmeelementets motstånd

Den effekt som förbrukas av pannan är

10. Utsläppt och förbrukat ström.

Genom att känna till det arbete som strömmen utför under en viss tidsperiod är det möjligt att beräkna strömeffekten, vilket, som i mekanik, förstås som det arbete som utförs per tidsenhet. Av formeln A=UIt, som bestämmer driften av likström, följer att dess effekt
(58.1)
Således uttrycks likströmseffekten på någon sektion av kretsen av produkten av strömstyrkan och spänningen mellan ändarna av sektionen.

De talar ofta om kraften hos elektrisk ström som förbrukas från nätverket, och vill uttrycka tanken att med hjälp av elektrisk ström ("på grund av ström") motorer fungerar, plattor värms upp, etc. I enlighet med detta, deras kraft indikeras ofta på enheter, dvs. den aktuella effekt som krävs för normal drift av dessa enheter. Så till exempel är en 220-volts elektrisk spis med en effekt på 500 W en kamin vars normala drift kräver en ström på cirka 2,3 A vid en spänning på 220 V (eftersom 2,3 A 220 V » 500 W).

Om i formel (58.1) strömmen uttrycks i ampere och spänningen i volt, kommer effekten att erhållas i joule per sekund (J/s), dvs i watt (W) (se volym I). I praktiken används också en större effektenhet, kilowatten: 1 kW = 1000 W. En watt är således den effekt som produceras av en ström på en ampere i en ledare mellan vars ändar en spänning på en volt upprätthålls. Inom elektroteknik kallas en arbetsenhet kilowattimme (kWh): en kilowattimme är lika med det arbete som utförs av en ström på en kilowatt under en timme. Det är inte svårt att räkna ut att 1 kWh = 3 600 000 J. Kilowatt-timmar uttrycker vanligtvis den energi som kraftverken levererar räkningar för elkonsumenter. Naturligtvis kan en sådan arbetsenhet användas inte bara inom elektroteknik, utan också för att utvärdera driften av vilken maskin som helst, till exempel ett ångfartyg eller en bilmotor.

11. Bestämning av instrumentavläsningar (amperemeter och voltmeter) med serie- och parallellkoppling av ledare.

12. Kretsdriftlägen (matchning, tomgång, etc.)

· I viloläge kopplas strömförsörjningen från belastningen och går "tomgång". Resistansen för den yttre delen av kretsen, strömmen är 0.

· I kortslutningsläge är strömförsörjningen kortsluten. Läget är nödläge. Kortslutningsström Is.c. många gånger högre än märkströmmen.

· Det nominella läget är det läge för vilket strömkällan och strömmottagarna är designade av tillverkaren. Processen att omvandla el till andra typer sker utan extern uppvärmning, d.v.s. inom acceptabla gränser enligt passet (U n; I n; P n, etc.)
I detta läge observeras de bästa driftsförhållandena: effektivitet, hållbarhet, etc.

· Det matchade läget förstås som ett läge där källan eller mottagaren arbetar med maximal effekt. I praktiken används detta läge i radioinstallationer och kretsar där verkningsgraden är låg.

13. Kortslutning ström.

Kortslutningsläge(Fig. 21). En kortslutning (kortslutning) är ett arbetssätt för en källa när dess terminaler är stängda av en ledare vars motstånd kan anses vara noll. Nästan kortslutning. uppstår när ledningar som ansluter källan till mottagaren är anslutna till varandra, eftersom dessa ledningar vanligtvis har obetydligt motstånd och det kan tas lika med noll. K.z. kan uppstå som ett resultat av felaktiga åtgärder av personal som servar elektriska installationer (fig. 22, a), eller när isoleringen av ledningar är skadad (fig. 22, b, c); i det senare fallet kan dessa ledningar anslutas genom marken, som har ett mycket lågt motstånd, eller genom omgivande metalldelar (höljen till elektriska maskiner och anordningar, delar av lokomotivet etc.).
Under kortslutningsström

jagk.z =E/R 0 (15)

På grund av det faktum att den inre resistansen hos källan Ro vanligtvis är mycket liten, ökar strömmen som passerar genom den till mycket stora värden. Spänningen vid kortslutningspunkten är blir lika med noll (punkt K i fig. 20), dvs. elektrisk energi kommer inte att flöda till den sektion av den elektriska kretsen som ligger bakom kortslutningen.

Om punkterna a och b är stängda med en ledare vars resistans är liten jämfört med källans inre resistans (R<< r), тогда в цепи потечет kortslutning ström

Kortslutningsström - den maximala ström som kan erhållas från en given källa till elektromotorisk kraft e och inre motstånd r.

14. Konduktivitet hos en elektrisk krets.

Vilken ledare som helst kan kännetecknas inte bara av dess motstånd, utan också av den så kallade konduktiviteten - förmågan att leda elektrisk ström. Konduktivitet är det ömsesidiga motståndet. Enheten för konduktivitet kallas siemens (Sm). 1 cm är lika med 1/1 ohm. Konduktivitet betecknas med bokstaven G (g). Därav,

G=1/R(4)

Elektrisk resistivitet och konduktivitet. Atomer av olika ämnen erbjuder ojämnt motstånd mot passage av elektrisk ström.