- •Вопрос 1. Электрическое напряжение, потенциал и напряженность электрического поля (определение, единицы измерения). 4
- •Вопрос 2. Электрический ток (определение, сила тока, единицы измерения, направление тока, плотность тока), работа и мощность тока.
- •Вопрос 3. Источники напряжения и тока (определение, условно графическое обозначение, взаимное преобразование). Примеры источников напряжения и тока.
- •Вопрос 6 вторая часть
- •Вопрос 7. Резистивное сопротивление и проводимость, их свойства, единицы измерения. Резистор и его условно графическое обозначение.
- •Вопрос 8. Индуктивность, её свойства, единицы измерения. Катушка индуктивности и ее условно графическое обозначение.
- •Вопрос 9. Ёмкость, её свойства, единицы измерения. Конденсатор и его условно графическое обозначение.
- •Вопрос 10 вторая часть
- •Вопрос 12. Закон Ома для участка резистивной электрической цепи и замкнутого контура..
- •Часть 1 часть 1
- •Закон Ома для участка цепи:
- •Закон Ома для замкнутой цепи:
- •Часть 2 Режимы работы источника:
- •Вопрос 15. Неразветвлённая цепь с переменным сопротивлением нагрузки. Зависимость напряжения, тока и кпд цепи от сопротивления нагрузки.
- •Построение зависимости тока, напряжения, кпд в функции от сопротивления
- •Вопрос 16. Неразветвлённая цепь с переменным сопротивлением нагрузки. Зависимость мощности источника и мощности рассеиваемой на нагрузке, от сопротивления нагрузки.
- •Построение зависимости мощности источника и мощности нагрузки в функции от сопротивления
- •Вопрос 17. Режимы работы источника напряжения. Определение потенциалов точек цепи и их расчёт. Построение потенциальной диаграммы.
- •Вопрос 19. Первый закон Кирхгофа, узловые уравнения. Второй закон Кирхгофа, контурные уравнения.
- •Первый закон Кирхгофа
- •Вопрос 19 вторая часть Второй закон Кирхгофа
- •Вопрос 20. Расчёт сложных электрических цепей методом контурных токов.
- •Вопрос 21. Расчёт сложных электрических цепей методом двух узлов.
- •Вопрос 22. Расчёт сложных электрических цепей методом эквивалентного генератора.
- •Вопрос 23. Метод наложения.
- •Вопрос 24. Анализ режима работы ветви электрической цепи при изменении сопротивления этой ветви (делители напряжения г-образный и с плавной регулировкой).
- •Г-образный делитель напряжения
- •Вопрос 25. Расчёт сложных электрических цепей с источниками тока.
- •Вопрос 26. Зависимые источники, их условно-графическое обозначение. Методика расчёта цепей с зависимыми источниками.
- •Вопрос 29. Гармоническое изображение (временное и векторное) гармонических колебаний (общее представление и конкретный пример).
- •Энергетический процесс в цепи с резистором
- •Закон Ома в цепи с идеальной катушкой
- •Энергетический процесс в цепи с идеальной катушкой
- •Закон Ома:
- •Энергетический процесс в цепи с конденсатором
- •Треугольники напряжений и сопротивлений
- •Сопротивление цепи rl в комплексной (символической) форме
- •Треугольники напряжений и сопротивлений
- •Сопротивление цепи rс в комплексной (символической) форме
- •Вопрос 35. Неразветвлённая rlc электрическая цепь при гармоническом воздействии. Закон Ома. Энергетический процесс. Векторные диаграммы. Входное сопротивление цепи в комплексной форме.
- •Проводимости при гармоническом воздействии
- •Вопрос 38. Эквивалентные параметры сложной цепи, рассматриваемые в целом как двухполюсник. Схема замещения двухполюсника при заданной частоте (на примере).
- •Вопрос 39. Фазосдвигающие цепи. Пассивные и активные фазосдвигатели (схемы, анализ работы).
- •Активная фазосдвигающая цепь
- •Входные характеристики цепи rl
- •Построение входных характеристик качественно
- •Вопрос 41. Входные ачх и фчх rc неразветвлённых и разветвлённых цепей. Определение и понятие граничной частоты. Построение входных характеристик.
- •Входные характеристики цепи rc
- •Вопрос 42. Передаточные ачх и фчх rl неразветвлённых и разветвлённых цепей. Определение. Построение передаточных характеристик.
- •Вопрос 45. Трансформатор с линейными характеристиками. Устройство, принцип действия, баланс мощностей. Потери на вихревые токи и способы их уменьшения.
- •Вопрос 46. Согласное и встречное включение двух взаимосвязанных катушек. Вариометр.
Вопрос 23. Метод наложения.
Метод наложенияоснован напринципе наложения, согласно которому ток в каждой ветви может быть найден как алгебраическая сумма токов от действия каждой ЭДС в отдельности.
Порядок расчёта:
Поочерёдно оставляем в схеме по одному источнику, внутреннее сопротивление исключаемых источников также остаётся.
Расставляем частичные токи (обозначаем их со штрихом).
Находим действительный ток, как алгебраическую сумму частичных токов. Действительный ток направляем в сторону большего частичного.
Например:
|
|
| |
|
Пусть , тогда.
Вопрос 24. Анализ режима работы ветви электрической цепи при изменении сопротивления этой ветви (делители напряжения г-образный и с плавной регулировкой).
Делитель напряжения— четырёхполюсник, у которого коэффициент передачи меньше единицы ().
Различают Г-образный делитель напряжения и делитель напряжения с плавной регулировкой (его называют потенциометр).
Г-образный делитель напряжения
Чтобы найти , надо:
задаться напряжением на входе;
любым способом рассчитать напряжение на выходе;
взять их отношение.
Сопротивление цепипо отношению к входным зажимам,называется входным, а по отношению к выходным —выходным.
Вопрос 25. Расчёт сложных электрических цепей с источниками тока.
Расчёт цепи с источниками токапроизводится так же, как и с источниками напряжения. Особенность расчёта в том, что при наличии источника тока число уравнений по второму закону Кирхгофа уменьшается, т. к. ток в контуре, где имеется источник тока, уже известен и равен току источника тока.
Расчёт рассмотрим двумя методами: методом контурных токов и методом двух узлов.
Метод контурных токов
Метод двух узлов
Напряжение между двумя узлами:
,
где — это сумма токов источников тока, где ток берётся со знаком “+”, если стрелка источника тока направлена к узлу А; и со знаком “–”, если от узла А.
Вопрос 26. Зависимые источники, их условно-графическое обозначение. Методика расчёта цепей с зависимыми источниками.
Расчёт цепи с зависимыми источникамипроизводится так же, как и с независимыми, только расчёт производится многократно для разных значений коэффициента пропорциональности.
Рассмотрим расчёт цепи с зависимыми источниками:
Запишем уравнение по законам Кирхгофа:
Пусть
Обычно рассчитывают эту схему в общем виде, а затем, задаваясь значениями , находят токи.
Вопрос 27. Эквивалентные схемы операционного усилителя. Преобразование свойств цепей операционным усилителем. Сумматоры и конверторы отрицательных сопротивлений.
Эквивалентные схемы замещения ОУ
Напряжение на выходе ОУ не может быть больше :
Если , тои. На практикене равно, но величина очень большая, поэтомусуществует, но эта величина очень маленькая, её почти невозможно измерить. Исходя из этого, существуетдве схемы замещения ОУ:
входные зажимы разомкнуты, и ;
входные зажимы замкнуты накоротко и .
|
|
Вторая часть 2 2 2 2 2
ОУ как преобразователь сигнала
Напряжение на выходе ОУ не может быть больше, чем , поэтомуОУ используют для ограничения сигнала, т. е. получения сигнала прямоугольной формы.
Подадим на вход ОУ три сигнала с разной амплитудой. После прохождения через ограничитель все сигналы станут прямоугольной формы одинаковой амплитуды. Ограничитель сигнала используют в буквопечатающих устройствах, телевизорах, приёмниках.
Сумматор
Сумматор— это активно-резистивная цепь, которая позволяет складывать напряжение различных сигналов в любой момент времени. Мгновенное напряжение на выходе сумматора пропорционально сумме мгновенных напряжений на его выходе.
Напряжение на выходе сумматора рассчитывается по формуле:
,
где — коэффициент передачи ОУ с ОС. Знак “–” говорит о том, что напряжение на выходе сумматора меняет полярность по сравнению с напряжением на входе.
Конвертор отрицательных сопротивлений (КОС)
Отрицательнымназывается сопротивление, которое, будучи подключенным последовательно с обычным резистором, не увеличивает, а уменьшает входное сопротивление цепи.
Природой таких сопротивлений не создано, поэтому для их получения используют ОУ с двумя ОС(ПОС и ООС):
Доказано, что входное сопротивление такого конвертера рассчитывается по формуле:
Если , то , т. е. входное сопротивление этой схемы имеет знак, противоположный знаку сопротивления нагрузки, значит оно отрицательно.
Используют КОС для уменьшения потерь мощности.
Вопрос 28. Получение колебаний гармонической формы и их математическая модель. Параметры гармонических колебаний: угловая частота, начальная фаза, угол сдвига фаз, временные диаграммы, соответствующие разным углам сдвига фаз.
Колебания, которые изменяются по закону синуса или косинуса, называются гармоническими.
Получают синусоидальную ЭДС с помощью явления ЭМИ (электромагнитной индукции).
Рамку помещают в магнитное поле и равномерно вращают вокруг своей оси. Она пересекает магнитные линии, и на её концах образуется ЭДС ЭМИ:
Угол, на который поворачивается рамка за одну секунду, называется угловой скоростью или угловой частотой().
—циклическая частота
, где—период колебаний(см.вопрос 5)
За время рамка повернётся на угол, тогда:
Начальная фаза— угол, под которым рамка находится к положительному направлению горизонтальной оси в нулевой момент времени. Может быть положительной и отрицательной.
,,— начальные фазы тока, напряжения и ЭДС соответственно
Общее уравнение гармонических колебаний (математическая модель):
Фаза определяет значение переменной в любой момент времени, а начальная фаза — в нулевой момент времени.
Гармонический сигнал имеет действующее значение. Оно характеризует энергетические свойства сигнала, его показывают приборы. Для гармонического сигнала максимальное и действующее значения связаны формулой: