Электротехника
Ответы на билеты:
Билет №1
1. Вопрос: (Что такое электрическое поле)
Электрическое поле — одна из составляющих электромагнитного поля; особый вид материи, существующий вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах).
Электрическое поле непосредственно невидимо, но может быть обнаружено благодаря его силовому воздействию на заряженные тела.
2 Вопрос: (Электрическое поле и его изображение.)
В Международной системе единиц (СИ) напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метр: в/м.
Напряженность электрического поля как любая механическая сила характеризуется как численным значением, так и направлением в пространстве (рис. 5), т. е. является векторной величиной.
Она изображается на чертеже отрезком, длина которого в определенном масштабе выражает числовое значение величины ξ., а стрелка указывает ее направление.
Электрическое поле удобно изображать графически с помощью так называемых силовых линий:
касательная, нанесенная в каждой точке этих линий, совпадает с вектором напряженности ξ. в этой точке поля.
Если в формуле Кулона один из зарядов принять равным единице, то мы получим силу, действующую на единицу заряда, т. е. напряженность электрического поля. Поэтому для напряженности электрического поля
3. Вопрос: (Электрическое поле и его характеристики)
Электрическое поле
Итак, электрическое поле возникает в пространстве вокруг заряженных тел и представляет собой вид материи, невидимой для обычного зрения человека. Но и его можно зафиксировать и измерить, благодаря тем характеристикам, которыми оно обладает.
На находящиеся в поле тела постоянно действуют электрические силы, они определяют запас энергии, которым обладает данное электрическое поле. На схемах электрическое поле изображают в виде непрерывных силовых линий – это традиционное представление, которое принято во всём мире.
Силовые линии не являются вымыслом, они фактически существуют на самом деле. Если в электрическое поле поместить частички гипса, предварительно взвешенные в масле, то они будут поворачиваться вдоль линий, так можно определить направление.
Напряжённость электрического поля
Электрическое поле можно измерить. В качестве количественного показателя вводится такое понятие, как напряжённость электрического поля – это его силовая характеристика. Суть этой характеристики в том, что поле действует на любой заряд внутри его с некоторой определённой силой, а, следовательно, эту силу можно измерить и определить интенсивность её воздействия.
Другими словами, напряжённость – это отношение силы, действующей на заряд, к величине этого заряда. В электротехнике с помощью напряжённости электрического поля характеризуют его интенсивность. Напряжённость можно назвать основной характеристикой электрического поля, его «силу и мощность»
Электрический потенциал
У электрического поля можно измерить различные количественные характеристики, можно определить его интенсивность и силу воздействия. По этим показателям можно судить о том воздействии, которое оно может оказывать на тела и на человека.
Но у электрического поля есть и другая характеристика, которую можно назвать запасом энергии. Этот запас энергии является способностью электрического поля совершать работу
В общих словах, электрический потенциал – это характеристика электрического поля, которая выражает его напряжённость. Она определяет «потенциал», запас энергии, работу, которую можно будет совершить.
Электрическое напряжение.
Рассмотрев понятие электрического потенциала, можно переходить к ещё одной характеристике электрического поля – напряжению. Как уже было сказано ранее, каждая точка электрического поля обладает потенциалом, а между двумя разными точками образуется разница потенциалов.
Разница потенциалов, как правило, гораздо важней, так как чаще приходится иметь дело именно с этой характеристикой. При перемещении заряда в поле, потенциал определяет ту работу, которая совершается при этом.
Таким образом, напряжение определяется отношением работы электрического поля A к величине заряда q, который перемещается в нём.
Между двумя точками электрического поля существует разница потенциалов и возникает напряжение. Оно характеризует тот запас энергии, который может высвободиться при перемещении заряда между этими двумя точками внутри рассматриваемого электрического поля.
Все характеристики электрического поля зависят друг от друга, каждую их них можно определить, если известны другие. Напряжение – один из наиболее важных показателей электрической цепи, оно измеряется в Вольтах (В), по нему определяют работу и мощность.
Билет №2
1. Вопрос: (Понятие электрической емкости)
Электрическая ёмкость — характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд. В теории электрических цепей ёмкостью называют взаимную ёмкость между двумя проводниками; параметр ёмкостного элемента электрической схемы, представленного в виде двухполюсника. Такая ёмкость определяется как отношение величины электрического заряда к разности потенциалов между этими проводниками
2. Вопрос: (Буквенное обозначение)
| Наименование величины | Обозначение |
| Длина электромагнитной волны | λ |
| Емкость электрическая | C |
| Заряд электрический | Q |
| Индукция магнитная | B |
| Коэффициент мощности при синусоидальных напряжении и токе | cos φ |
| Мощность; мощность активная | P |
| Мощность полная | S |
| Мощность реактивная | Q |
| Напряжение электрическое | U |
| Напряженность электрического поля | E |
| Период колебаний электрической или магнитной величины | T |
| Поток магнитный | Φ |
| Проводимость электрическая активная | G |
| Проводимость электрическая полная | Y |
| Проводимость реактивная | B |
| Проводимость электрическая удельная | γ |
| Сдвиг фаз между напряжением и током | φ |
| Сила электродвижущая | E |
| Сопротивление электрическое, сопротивление электрическое активное | R |
| Сопротивление электрическое полное | Z |
| Сопротивление электрическое реактивное | X |
| Сопротивление электрическое удельное | ρ |
| Ток | I |
| Частота колебаний электрической или магнитной величины | f |
| Энергия электромагнитная | W |
| Наименование величины | Обозначение |
3. В фарадах и сантиметрах.
Билет №3
1. Вопрос: (конденсатор)
Конденса́тор (от лат. condensare — «уплотнять», «сгущать») — двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.
2. Вопрос: (способы соединения конденсаторов)
Соединения конденсаторов
У конденсаторов существует также два вида соединения: последовательное и параллельное.
Последовательное соединение.
В этом случае обкладка одного конденсатора, заряженная отрицательно, соединена с обкладкой другого конденсатора, заряженного положительно. На рисунке показан пример последовательного соединения конденсаторов.
При данном типе соединения действует следующее правило: величина, обратная емкости батареи конденсаторов при последовательном соединении, равна сумме величин, обратных емкостям отдельных конденсаторов. Из этого следует: 1/С = 1/С1 + 1/С2 + 1/С3 +... При этом типе соединения емкость батареи конденсаторов меньше емкости любого из конденсаторов. Параллельное соединение. При параллельном соединении конденсаторов положительно заряженные обкладки соединены с положительно заряженными, а отрицательно заряженные — с отрицательными.
В этом случае емкость батареи конденсаторов будет равна сумме электрических емкостей конденсаторов: С = С1 + С2 + С3 +... |
Билет № 4
1. Вопрос: (Постоянный ток, определение)
Постоя́нный ток, DC (англ. direct current — постоянный ток) — электрический ток, параметры, свойства, и направление которого не изменяются (в различных смыслах) со временем.
2. Вопрос: (условное изображение, графическое изображение)
Билет №5
1. Вопрос: (Понятие электрического сопротивления и проводимости)
Электри́ческая проводи́мость (электропроводность, проводимость) — способность тела проводить электрический ток, а также физическая величина, характеризующая эту способность и обратная электрическому сопротивлению. В СИ единицей измерения электрической проводимости является сименс
(называемая также в некоторых странах Мо)Электри́ческое сопротивле́ние — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему.
2. единицы измерения:
| Единицы измерения | |
| СИ | Ом |
| СГСЭ | статом, с/см |
| СГСМ | абом, см/с |
3. обозначение:
Они обозначаются, соответственно, r, х, z. Используются также прописные буквы R, Х, Z, чаще всего для обозначения элементов на электрических схемах.
Билет №6
1. Вопрос: (Электрическая цепь)
Электри́ческая цепь — совокупность устройств, элементов, предназначенных для протекания электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий сила тока и напряжение.
2. Вопрос: (её основные элементы и параметры)
Все элементы можно разделить на две группы:
1. Активные элементы или источники электрической энергии.
2. Пассивные элементы или потребители электрической энергии.
К первой группе относятся источники тока и напряжения.
Ко второй группе относятся активные и реактивные потребители.
Графические изображения элементов и их основные параметры показаны в таблице.
| Элемент | Графическое изображение | Параметр | Ед. измерения | Дополнительные ед. измерения |
| Источник ЭДС | 
| ЕДС | Вольт (В) | - |
| Источник тока | 
| Ток | Ампер (А) | - |
| Резистивный элемент (резистор) | 
| Сопротивление | Ом (Ом) | 1 кОм=103 Ом 1 мОм=106 Ом 1 гОм=109 Ом |
| Индуктивный элемент (катушка индуктивности) | 
| Индуктивность | Генри (Гн) | 1 мГн=10-3 Гн 1 мкГн=10-6 Гн |
| Емкостной элемент (конденсатор) | 
| Емкость | Фарада (Ф) | 1 мкФ=10-6 Ф 1 нФ=10-9 Ф 1 пФ=10-12 Ф |
3. (основные параметры электрической цепи)
1)Напряжение (ЭДС) источника электрической энергии-U(В)
2) Мощность источника электрической энергии – Р (Вт)
3) Сопротивление приемника электрической энергии – R (Ом)
4) Мощность приемника электрической энергии – Р (Вт)
Билет № 7
1. (закон ома для участка цепи)
Формулировка закона Ома
Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению:
I = U / R; [A = В / Ом]
Ом установил, что сопротивление прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника.
R = ρl / S,
где ρ - удельное сопротивление, l - длина проводника, S - площадь поперечного сечения проводника.
2. (закон ома для замкнутой цепи)
| Закон Ома для замкнутой цепи | Электричество [ Физика ] | |
| ||
| Сила тока в замкнутой цепи, состоящей из источника тока с внутренним сопротивление и нагрузки с сопротивлением, равна отношению величины ЭДС источника к сумме внутреннего сопротивления источника и сопротивления нагрузки. |
Билет №8