- •1). Электрический ток. Сила тока
- •2). Электрическая цепь
- •4). Закон Ома
- •5). Работа и мощность в электрической цепи
- •2. Электрическая цепь постоянного тока. Основные элементы и их условно-графические обозначения. Методы расчета цепей постоянного тока (правила Кирхгофа, метод эквивалентных преобразований).
- •Закон Ома для участка цепи
- •Закон Ома для всей цепи
- •Первый закон Кирхгофа
- •Второй закон Кирхгофа
- •3. Основные электроизмерительные приборы. Способы измерения электрических величин и расчет параметров элементов электрической цепи.
- •4. Основные электроизмерительные приборы. Схемы включения. Расширение пределов измерения (шунты, добавочные резисторы). Особенности работы с многопредельными приборами.
- •5. Классы точности электроизмерительных приборов. Погрешность электрических измерений и способы ее минимизации при выборе измерительного прибора.
- •Погрешности электрических измерений
- •Особенности работы с многопредельными приборами.
- •Основные характеристики (параметры) переменного тока
- •Действующее значение переменного тока
- •Применение комплексных чисел для анализа цепей переменного тока
- •9. Идеальные элементы (резистивный, индуктивный и емкостный) в цепи переменного тока. Определения, основные соотношения и особенности цепи. Понятие об активной, реактивной и полной мощностях.
- •10. Реальная катушка и реальный конденсатор в цепи переменного тока. Определения, основные соотношения и особенности цепи. Понятие об активной, реактивной и полной мощностях.
- •1. Катушка (активно-индуктивный r- l элемент) в цепи переменного тока
- •2. Конденсатор (активно-ёмкостный r- с элемент) в цепи переменного тока
- •11. Последовательная цепь переменного тока, содержащая резистивный, индуктивный и емкостный элементы. Основные соотношения и особенности цепи.
- •12. Расчет последовательной цепи переменного тока. Схема замещения. Резонанс напряжений. Особенности цепи.
- •Явление резонанса напряжений
- •Особенности цепи при резонансе напряжений:
- •13. Расчет параллельной цепи переменного тока. Последовательная эквивалентная схема замещения. Резонанс токов. Особенности цепи.
- •1. Определяются комплексные сопротивления ветвей и токи в ветвях
- •2. Определяются комплексные проводимости и параметры треугольников проводимостей ветвей
- •V1. Построение векторной диаграммы параллельной цепи
- •14. Преимущества трехфазных систем. Трех- и четырехпроводные системы. Основные определения. Соединение фаз потребителя по схеме «Звезда» и «Треугольник» (схемы и основные соотношения).
- •Электрическая схема трёхфазной четырёхпроводной лэп
- •Способы соединения фаз потребителя и режимы работы трёхфазной цепи
- •Соединение фаз потребителя по схеме «звезда» (трёхпроводная система)
- •15. Трехфазные цепи. Основные определения. Соединение фаз потребителя по схеме «Звезда» (основные определения и соотношения). Нейтральный провод. Мощность в трехфазной цепи.
- •Электрическая схема трёхфазной четырёхпроводной лэп
- •Способы соединения фаз потребителя и режимы работы трёхфазной цепи
- •Соединение фаз потребителя по схеме «звезда» (трёхпроводная система)
- •Соединение фаз потребителя по схеме «звезда с нейтралью» (четырёхпроводная система)
- •Мощность трехфазной цепи
- •16. Трехфазные цепи. Основные определения. Соединение фаз потребителя по схеме «Треугольник» (основные определения и соотношения). Мощность в трехфазной цепи.
- •Электрическая схема трёхфазной четырёхпроводной лэп
- •Мощность трехфазной цепи
- •17. Преимущества трехфазных систем. Мощность в трехфазной цепи. Способы измерения активной и реактивной мощности в трехфазных цепях.
- •Мощность трехфазной цепи
- •2. Измерение активной мощности методом двух ваттметров
- •3. Измерение активной мощности методом трёх ваттметров
- •4. Измерение активной мощности с помощью трёхфазного ваттметра
- •1. Измерение реактивной мощности методом одного ваттметра
- •2. Измерение реактивной мощности методом двух и трёх ваттметров
- •Передача электрической энергии и потери мощности в лэп
- •Передача электрической энергии и потери мощности в лэп
- •Мероприятия по снижению реактивной мощности потребителей
- •Передача электрической энергии и потери мощности в лэп
- •Мероприятия по снижению реактивной мощности потребителей
- •Передача электрической энергии и потери мощности в лэп
- •Мероприятия по компенсации реактивной мощности потребителей
- •Определение мощности компенсирующих устройств
- •Особенности поведения ферромагнитных материалов в переменном магнитном поле
- •Явление гистерезиса
- •23. Применение ферромагнитных материалов в электротехнике. Магнитно-мягкие и магнитно-твердые материалы. Потери энергии при перемагничивании ферромагнетиков и способы их снижения.
- •24. Передача электрической энергии и потери мощности в лэп. Цель трансформации напряжения. Устройство и принцип работы трансформатора.
- •25. Режимы работы и кпд трансформатора. Опыты холостого хода и короткого замыкания. Внешняя характеристика трансформатора. Режимы работы трансформатора
- •Кпд трансформатора. Потери мощности и кпд трансформатора
- •Внешняя характеристика трансформатора
- •26. Электрический привод. Структура и преимущества электропривода. Нагрев и тепловой режим работы электродвигателя. Номинальная мощность. Характеристика нагрузочных режимов работы электродвигателя.
- •Структурная схема электропривода
- •Тепловые режимы работы и номинальная мощность двигателя
- •28. Основные характеристики трехфазных асинхронных электродвигателей. Способы пуска и регулирования частоты вращения. Реверсирование и способы электрического торможения асинхронных электродвигателей.
- •1) Прямой пуск
- •2) Пуск ад при пониженном напряжении
- •4. Реверсирование ад (изменение направления вращения)
- •Частотное регулирование ад
- •Полюсное регулирование
- •6. Способы электрического торможения ад
- •1) Торможение противовключением
- •2) Динамическое торможение
- •3) Генераторный (рекуперативный) способ с возвратом ээ в питающую сеть
- •29. Электрический привод. Структура и преимущества электропривода. Электродвигатели постоянного тока, их преимущества и недостатки. Устройство и принцип работы.
- •Структурная схема электропривода
- •Устройство двигателя постоянного тока
- •Принцип работы двигателя постоянного тока
- •Моментная характеристика
- •Механическая характеристика
- •Энергетическая (экономическая) характеристика
- •Пуск двигателей постоянного тока
- •Прямой пуск
- •Пуск дпт при пониженном напряжении
- •Реостатный способ пуска дпт
- •Реверсирование двигателей постоянного тока
- •Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока
- •Полюсный способ
- •Структурная схема электропривода
- •Образование электронно - дырочного перехода
- •Свойства электронно - дырочного перехода при наличии внешнего напряжения Включение электронно - дырочного перехода в прямом направлении
- •Включение электронно-дырочного перехода в обратном направлении
- •33. Блок-схема полупроводникового выпрямителя. Одно – и двухполупериодные выпрямители. Электрические схемы и осциллограммы.
1. Определяются комплексные сопротивления ветвей и токи в ветвях
Первая ветвь. Из треугольника сопротивлений для первой ветви определяется полное сопротивление и сдвиг фаз в 1- ветви и 1 = arc tg R 1 / X 1 L , после чего находят комплексное сопротивление и ток в 1- ветви:
,
Вторая ветвь. Из треугольника сопротивлений для второй ветви определяется полное сопротивление и сдвиг фаз в 2- ветви
и 2 = arc tg R 2 / X 2 C ,
после чего находят комплексное сопротивление и ток в 2- ветви:
, .
2. Определяются комплексные проводимости и параметры треугольников проводимостей ветвей
Первая ветвь.
Вторая ветвь.
3. Определяется комплексная проводимость всей цепи
Комплексная проводимость разветвления находится как сумма комплексных проводимостей всех ветвей: ,.
Здесь: - действительная составляющая комплексной проводимости разветвления - активная проводимость всей цепи,
-мнимая составляющая комплексной проводимости разветвления - эквивалентная реактивная проводимость всей цепи,
- полная проводимость всей цепи,
= arctg В Э /G - угол сдвига фаз между током I в неразветвленной части цепи и напряжением на зажимах цепи U (общий сдвиг фаз в параллельной цепи).
В зависимости от соотношения величин реактивных проводимостей ветвей (∑ B k C и ∑ B k L ) различают три режима работы параллельной цепи:
1. ∑ B k C < ∑ B k L - цепь обладает активно-индуктивным характером:∑ B k C - ∑ B k L = В Э L.
2. ∑ B k C > ∑ B k L - цепь обладает активно-ёмкостным характером: ∑ B k C - ∑ B k L = В Э С.
3. ∑ B k C = ∑ B k L В Э- особый режим работы параллельной цепи - резонанс токов - цепь обладает активным (резистивным) характером.
1. Активно-индуктивный режим работы параллельной цепи : ∑ B k C < ∑ B k L .
В этом случае комплексная проводимость цепи
и полученные при этом соотношения можно представить в виде треугольника проводимостей разветвления
2. Активно-ёмкостный режим работы параллельной цепи: ∑ B k C > ∑ B k L . В этом случае комплексная проводимость цепи и полученные при этом соотношения можно представить в виде треугольника проводимостей разветвления:
3. Особый режим работы - резонанс токов – возникает в параллельной цепи при условии ∑ B k C = ∑ B k L В Э в этом случае комплексная проводимость цепи равна активной проводимости разветвления: .
IV. Определяются комплексное сопротивление разветвления и ток в неразветвленной части цепи , .
V. Определяются параметры эквивалентной последовательной схемы замещения параллельной цепи , откуда получаем: , , .
Характер эквивалентного реактивного сопротивления схемы замещения ( Х Э ) определяется характером эквивалентной реактивной проводимости разветвления , поэтому возможны три варианта последовательной схемы замещения параллельной цепи:
V1. Построение векторной диаграммы параллельной цепи
По полученным значениям токов в ветвях ( I 1 и I 2) и сдвигам фаз (φ 1 и φ 2 ) строится векторная диаграмма разветвления (при построении векторной диаграммы примем, что все токи и углы сдвига фаз найдены такими, как они указаны на диаграмме).
Построение векторной диаграммы для параллельной цепи удобно начинать с напряжения U, общего для всех ветвей, вектор которого обычно откладывают по горизонтали.
Из диаграммы следует, что общий ток в неразветвленной части ток цепи I опережает напряжение на зажимах цепи U и общий (результирующий) сдвиг фаз в цепи φ < 0, т. е. в этом случае параллельная цепь по характеру является активно – ёмкостной ( R - С).
Эквивалентную схему замещения такой цепи можно изобразить в виде последовательного соединения активного и ёмкостного элементов
ЯВЛЕНИЕ РЕЗОНАНСА ТОКОВ
Резонанс токов возникает в параллельной цепи переменного тока, содержащей ветви с индуктивностью и ёмкостью – в параллельном колебательном контуре, когда вынужденная частота источника электрической энергии (частота питающей сети) f совпадает с резонансной частотой контура f = f 0 .
В параллельной цепи, в общем случае содержащей несколько ветвей с реактивными элементами, резонанс токов возникает при условии: ∑ B k C = ∑ B k L В Э =0
В простейшем случае, когда цепь содержит две ветви - одну с индуктивностью L и вторую с ёмкостью С , как в рассмотренном выше примере, это условие можно записать: B L = B C , откуда находится резонансная частота параллельного колебательного контура:
Из условия электрического резонанса f = f 0 следует, что резонанс токов в параллельной цепи можно получить следующими способами:
1. Изменением собственной (резонансной) частоты цепи f 0 = var, для чего можно изменять: - индуктивность: L = (w2 μ S)/l, [Гн], при этом обычно изменяют магнитную проницаемость среды μ путем перемещения ферромагнитного сердечника и изменения длины его части, находящейся в катушке. - емкость: C = ε S/d , сопротивление резистивных элементов: R (1, 2 ) = ρ0 [1+α (T1 – T0 )] l /S .
2. Изменением частоты питающего тока f = var, так чтобы частота питающей сети стала равной резонансной частоте контура f = f 0 .
Особенности цепи при резонансе токов: 1. Электрическая цепь обладает резистивным (активным) характером: ток совпадает с напряжением (ток и напряжение синфазны), сдвиг фаз в цепи φ = 0 , Z = R и схема замещения содержит только один резистивный элемент: 2. сos φ = 1 – вся поступающая в цепь электрическая энергия преобразуется в работу, как полезную, так и различного рода потери.
3. Полная проводимость параллельной цепи минимальна и равна активной проводимости цепи: В Э = 0 Y = G = min .
4. Общий ток в неразветвленной части цепи минимален: I = U Y = U G = min, однако токи в ветвях в зависимости от величины реактивных проводимостей могут достигать очень больших значений.
5. Цепь потребляет от сети только активную мощность, равную полной мощности: P = I U сos φ = G U2 = S .
6. Цепь не потребляет от сети реактивную мощность Q = I U sin φ = 0 - обмена реактивной энергией между источником электрической энергии и цепью не происходит. Однако в самой цепи существует реактивная мощность и между ветвями с реактивными элементами (катушкой и конденсатором) происходит обмен реактивной энергией.