- •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 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 12. Закон Ома для участка резистивной электрической цепи и замкнутого контура. Режимы работы электрических цепей: согласованный, рабочий, холостого хода, короткого замыкания.
- •Закон Ома для участка цепи:
- •Закон Ома для замкнутой цепи:
- •Параллельное соединение
- •Вопрос 14. Смешанное соединение резисторов. Расчёт входного сопротивления, токов, напряжений и мощностей.
- •Не забудьте направить токи!
- •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
- •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
- •Делитель напряжения с плавной регулировкой
- •Вопрос 25. Расчёт сложных электрических цепей с источниками тока.
- •Вопрос 26. Зависимые источники, их условно-графическое обозначение. Методика расчёта цепей с зависимыми источниками.
- •Вопрос 27. Эквивалентные схемы операционного усилителя. Преобразование свойств цепей операционным усилителем. Сумматоры и конверторы отрицательных сопротивлений.
- •Вопрос 29. Гармоническое изображение (временное и векторное) гармонических колебаний (общее представление и конкретный пример).
- •Вопрос 30. Цепь с резистором при гармоническом воздействии. Закон Ома. Энергетический процесс. Активная мощность. Временные и векторные диаграммы. Входное сопротивление цепи в комплексной форме.
- •Энергетический процесс в цепи с резистором
- •Сопротивление резистора в комплексной (символической) форме
- •Закон Ома в цепи с идеальной катушкой
- •Энергетический процесс в цепи с идеальной катушкой
- •Сопротивление идеальной катушки в комплексной (символической) форме
- •Закон Ома:
- •Энергетический процесс в цепи с конденсатором
- •Сопротивление конденсатора в комплексной (символической) форме
- •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
- •Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме
- •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.
- •Поверхностный эффект
- •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 19. Первый закон Кирхгофа, узловые уравнения. Второй закон Кирхгофа, контурные уравнения.
Узел— точка, в которой сходятся не менее 3-х токов.
Ветвь— участок цепи, по которому течёт один и тот же ток.
Контур— любой замкнутый путь в схеме.
Первый закон Кирхгофа
Для любого узла сумма токов, приходящих к узлу, равна сумме токов, отходящих от узла.
Для любого узла электрической цепи алгебраическая сумма токов равна нулю. Ток, который притекает к узлу, берётся со знаком “+”, который оттекает — со знаком “–”.
Второй закон Кирхгофа
Для любого замкнутого контура алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжений на участках этого контура.
Порядок составления контурных уравнений:
Выбираем произвольное направление тока ветвей.
Если в схеме n узлов, то составляем n – 1 уравнение по первому закону Кирхгофа.
Выбираем произвольное направление обхода контура.
Если направление обхода и ЭДС совпадают, то она входит в уравнение со знаком “+”, если нет — со знаком “–”.
Если ток ветви и направление обхода совпадают, то падение напряжения входит в уравнение со знаком “+”, если нет — со знаком “–”.
Если при расчёте получился отрицательный ток, значит его направление противоположно выбранному.
Задача
Составить контурные уравнения для решения сложной электрической цепи.
Вопрос 20. Расчёт сложных электрических цепей методом контурных токов.
Метод контурных токовпозволяет решать меньшее количество уравнений, чем при расчёте сложных электрических цепей методом уравнений Кирхгофа.
Порядок расчёта:
Выбираем произвольное направление контурного (расчётного) тока.
Составляем уравнение по второму закону Кирхгофа для контурных токов. При записи учитываем падение напряжения от контурного (собственного) тока и контурных токов соседних контуров.
Решаем полученную систему уравнений и рассчитываем контурные токи.
Рассчитываем действительные токи ветвей по правилу:
Если в ветви течёт один контурный ток, то действительный ток равен контурному току. Если два и более — то действительный равен их алгебраической сумме и направлен в сторону большего.
Задача
Найти и направить все токи в электрической цепи методом контурных токов.
Используя алгоритм, составляется система уравнений:
Пусть при решении получили контурные токи:
Тогда можно рассчитать действительные токи:
Вопрос 21. Расчёт сложных электрических цепей методом двух узлов.
Рассмотрим метод узловых напряжений(двух узлов) на примере.
Задача
Определить токи ветвей и направить их.
Порядок расчёта:
обозначаем узлы А и Б: под узлом А обозначаем узел, к которому направлена большая ЭДС;
все токи направляем к узлу А;
рассчитываем проводимость каждой ветви по формуле
:
Рассчитываем напряжение между двумя узлами по формуле:
В формулу Eвходит со знаком “+”, если она направлена к узлу А; если от узла — то со знаком “–”.
Находим токи ветвей:
Изменяем направление отрицательных токов.
Вопрос 22. Расчёт сложных электрических цепей методом эквивалентного генератора.
Методом эквивалентного генераторанаходят ток в одной ветви. Особенно удобно, если сопротивление этой ветви изменяется.
Согласно теореме об эквивалентном генераторе, любой активный двухполюсник можно заменить эквивалентной ЭДС () и эквивалентным внутренним сопротивлением (). То, что обведено пунктиром на схеме 1, — активный двухполюсник:
Схема 1А |
Схема 1Б |
Чтобы найти , надо разомкнуть ветвь АБ и найти напряжение на зажимах разомкнутой ветви. Оно будет равно:
Чтобы найти , надо разомкнуть ветвь АБ, убрать все источники, оставив их внутренние сопротивления. Далее необходимо рассчитать сопротивление цепи по отношению к зажимам АБ. Это и будет.
Если известны и, то:
Задача
Дано (для схемы 1А):
Найти ток в цепи (методом эквивалентного генератора).
Разомкнутая цепь приведена на схеме:
Находим ток холостого хода:
Найдём :
Обходим контур по второму закону Кирхгофа так, чтобы он замкнулся через напряжение (лучше взять такой контур, где меньше элементов):
Находим :
Далее можно выразить искомый ток: