Учебная программа
Описание файла
Документ из архива "Учебная программа", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "электротехника (элтех)" из 3 семестр, которые можно найти в файловом архиве МПУ. Не смотря на прямую связь этого архива с МПУ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "электротехника" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Учебная программа"
Текст из документа "Учебная программа"
Ответы на экзаменационные вопросы по ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
ДИСЦИПЛИНЫ «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»
для специальности 17.05 «Машины и аппараты химических производств»
1. Преимущества электрической энергии. Основные электротехнические понятия. Электрический ток. Электрическая цепь. Сила тока. ЭДС. Напряжение. Закон Ома. Работа и мощность в электрической цепи. Закон Джоуля-Ленца.
ОТВЕТ: Преимущества электрической энергии:
- Низкая стоимость централизованного производства электрической энергии.
- Электрическая энергия легко, быстро и экономично передаётся на дальние расстояния.
- Электрическая энергия легко преобразуется в другие виды энергии.
- Потребители электрической энергии отличаются высокой экономичностью и экологической чистотой (чего нельзя сказать о местах её производства).
Основные электротехнические понятия:
Электрический заряд и электрическое поле (ЭЗ и ЭП): Опытным путём установлено, что в природе существует два рода электрических зарядов: «-» - электроны, «+» - протоны, позитроны. Все тела электрически заряжены или электронейтральны (когда действие положительных зарядов скомпенсировано действием отрицательных зарядов). Единицей измерения электрического заряда – Кулон. Электрический заряд в окружающем пространстве создаёт электрическое поле, наличие которого можно определить по силовому воздействию на некоторый пробный электрический заряд.
Электрический ток – это упорядоченное, направленное движение электрических зарядов в пространстве под действием сил электрического поля. Количественно величина тока в электрических цепях характеризуется понятием «сила тока». . Сила тока – это количество электричества, протекающего через поперечное сечение проводника в единицу времени. В зависимости от свойства различных веществ и материалов проводить электрический ток различают:
1. Проводники.
1.1. Проводники первого рода (металлы) – не происходит химических превращений.
1.2. Проводники второго рода (расплавы, растворы, ионизированные газы) – происходят химические превращения.
2. Полупроводники (Si, Ge).
3. Диэлектрики (изоляторы).
Электрическая цепь – это совокупность электротехнических устройств, предназначенных для производства электроэнергии, её передачи или распределения, а также для преобразования в требуемый вид энергии, то есть в работу.
В простейшем случае электрическая цепь содержит:
1. Источник электрической энергии (ИЭЭ). Преобразует первичные виды энергии (химическую и др.) в электрическую.
2. Потребитель (приёмник) электроэнергии. Служит для преобразования электроэнергии в требуемую работу.
3. Соединительные провода или линии электропередач (ЛЭП).
В общем случае электрическая цепь может содержать также различные электротехнические устройства (регулирующие, защитные, коммутирующие, сигнальные), а также электроизмерительные приборы.
Виды первичной электроэнергии | Источник электроэнергии | Линии электропередач | Потребитель электроэнергии | Работа | ||
Световая (лучистая) | Фотоэлемент |
| → → → → → → → → |
| Электронагреватель (ЭН) (электрическая лампа) | Тепловая |
Механическая | Электромеханический генератор | Газоразрядные лампы, светодиоды. | Световая | |||
Химическая | Гальванический элемент | Электродвигатель (ЭД) | Техническая | |||
Тепловая | Термоэлементы и термопары | Аккумулятор, гальваника | Химическая |
При протекании электрического тока по электрической цепи происходит преобразование электроэнергии источника в другой вид энергии, то есть источник совершает в цепи некоторую работу. Количественной мерой этой работы является ЭДС. ЭДС – работа, совершаемая источником электроэнергии при перемещении единицы количества электричества по замкнутой цепи. . При рассмотрении участка цепи вводится понятие «разность потенциалов» или «напряжение ». Напряжение характеризуется работой, совершаемой источником электроэнергии между двумя рассматриваемыми точками. , .
Закон Ома установлен опытным путём и описывает взаимосвязь между напряжением и током в электрической цепи: ток в электрической цепи прямо пропорционален приложенному напряжению: , где - коэффициент пропорциональности Если , то цепь линейна, если (переменный), то цепь не линейная. - проводимость.
- для постоянного тока. , - для переменного тока.
Мощность в цепи переменного тока: , , - количество электричества. , . В цепи переменного ток происходит энергетический процесс преобразования и обмена электроэнергии, скорость которой характеризуется понятием полная мощность. . - полная мощность. В случае преобразования электроэнергии в другие виды энергии, этот процесс характеризуется понятием активная мощность. Активная мощность определяется законом Джоуля-Ленца: . Процесс обратимого обмена электроэнергии между переменными электромагнитными полями в электрической цепи характеризуется понятием реактивная мощность. . Действующее значение переменного тока эквивалентно такому постоянному току, который оказывает такой же тепловой эффект, что и при протекании переменного тока. . , , .
2. Электрическая цепь постоянного тока. Основные элементы и их условно-графические обозначения. Методы расчета цепей постоянного тока (правила Кирхгофа, метод эквивалентных преобразований).
ОТВЕТ:
3. Основные электроизмерительные приборы. Способы измерения электрических величин и расчет параметров элементов электрической цепи.
ОТВЕТ: Основные электроизмерительные приборы:
1) Амперметр (А) – служит для измерения силы тока I(A). Обладает очень малым электрическим сопротивлением (RA≈0) и включается в электрическую цепь последовательно.
2) Вольтметр (V) – служит для измерения напряжения U(B). Обладает очень большим электрическим сопротивлением (RV=∞, IV=0) и включается в электрическую цепь параллельно.
3) Ваттметр (W) – служит для измерения электрической мощности P(Вт). Включается по сложной схеме, так как имеет две обмотки: I*- I – амперметровая обмотка (токовая) служит для измерения тока и включается в цепь последовательно, U*- U – вольтметровая обмотка (напряжения). Служит для измерения напряжения и включается в цепь параллельно. I*, U* - генераторные зажимы ваттметра, включаются со стороны источника.
Измерение электрических величин:
При проведении работ на стенде, выполнять измерения необходимо в следующем порядке:
1) Выбрать источник электрической энергии по назначению и роду измеряемого тока.
2) С учётом требуемой точности измерений (допустимой относительной погрешности δ%) выбрать измерительный предел с соответствующим пределом измерения AH (номинальное или нормирующее значение), а в случае многопредельного прибора, установить переключатель на выбранный предел измерения.
В общем случае для обеспечения более высокой точности измерений из имеющегося ассортимента электроизмерительных приборов следует выбрать прибор с минимальной относительной погрешностью. (1), где - класс точности, - заданное значение измеряемой величины. Поэтому с целью снижения погрешности в случае электроизмерительных приборов с одинаковым классом точности, выбирают прибор, предел измерения которого является большим ближайшим значением к измеряемой величине ( ) так, чтобы показания измерительного прибора были, возможно, ближе к пределу измерения. В случае, если электроизмерительные приборы имеют одинаковый предел измерений, то выбирают прибор с более высоким классом точности. В остальных случаях следует руководствоваться приведённой выше формулой (1).
Для ваттметра предел измерения вычисляется как произведение выбранных измерений ваттметра по току и по напряжению. .
3) Определить цену деления шкалы , где - число делений шкалы измерительного прибора.
4) Установить прибор в требуемом положении, указанном на шкале измерительного прибора.
5) Установить стрелку измерительного прибора на нулевую отметку с помощью корректора.
6) Включить измерительный прибор в исследуемую электрическую цепь.
7) После проверки Электрической цепи преподавателем, включить стенд и установить заданный режим.