Работа и мощность тока

Содержание

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.____________________________________ 5

Вопрос 3. Источники напряжения и тока (определение, условно графическое обозначение, взаимное преобразование). Примеры источников напряжения и тока._______________________ 6

Вопрос 4. Классификация электрических сигналов (простые и сложные, периодические и непериодические, детерминированные и случайные). Способы представления сигналов (математическая модель, временная, спектральная и векторная диаграммы). ______ 7

Вопрос 5. Основные параметры детерминированных периодических сигналов (период, угловая и циклическая частота, амплитуда, размах, мгновенное и действующее значения, скважность). Примеры периодических сигналов различной формы.______________________________ 8

Вопрос 6. Двухполюсники и четырехполюсники, коэффициент передачи четырехполюсника по напряжению, току, мощности. Логарифмические единицы измерения коэффициента передачи. Понятие о воздействие и отклике.____________________________________________ 10

Вопрос 7. Резистивное сопротивление и проводимость, их свойства, единицы измерения. Резистор и его условно графическое обозначение.__________________________________________ 11

Вопрос 8. Индуктивность, её свойства, единицы измерения. Катушка индуктивности и ее условно графическое обозначение._____________________________________________________ 12

Вопрос 9. Ёмкость, её свойства, единицы измерения. Конденсатор и его условно графическое обозначение.________________________________________________________________ 13

Вопрос 10. Активные элементы электрических цепей: транзисторы, операционные усилители и их условно графическое обозначение. Коэффициент усиления активного элемента. Инверсные свойства операционного усилителя. Понятие об обратной связи._________________________ 14

Вопрос 11. Понятия электрической цепи и электрической схемы. Классификация электрических цепей: неразветвлённая и разветвлённая, линейная и нелинейная, пассивная и активная, с сосредоточенными и рассредоточенными параметрами, инерционные и безинерционные, с открытыми и закрытыми входами.____________________________________________________________________ 16

Вопрос 12. Закон Ома для участка резистивной электрической цепи и замкнутого контура. Режимы работы электрических цепей: согласованный, рабочий, холостого хода, короткого замыкания....... 17

Вопрос 13. Последовательное и параллельное соединения резисторов. Входное сопротивление и свойства цепей данных соединений. Последовательное соединение источников ЭДС. 19

Вопрос 14. Смешанное соединение резисторов. Расчёт входного сопротивления, токов, напряжений и мощностей.________________________________________________________________ 21

Вопрос 15. Неразветвлённая цепь с переменным сопротивлением нагрузки. Зависимость напряжения, тока и КПД цепи от сопротивления нагрузки.__________________________________ 22

Вопрос 16. Неразветвлённая цепь с переменным сопротивлением нагрузки. Зависимость мощности источника и мощности рассеиваемой на нагрузке, от сопротивления нагрузки.____ 24

Вопрос 17. Режимы работы источника напряжения. Определение потенциалов точек цепи и их расчёт. Построение потенциальной диаграммы._______________________________ 25

Вопрос 18. Соединение резисторов треугольником и звездой. Мостовые схемы. Преобразование треугольников сопротивлений в эквивалентную звезду и наоборот, общие формулы и их применение для расчёта мостовой схемы._________________________________________________ 27

Вопрос 19. Первый закон Кирхгофа, узловые уравнения. Второй закон Кирхгофа, контурные уравнения.___________________________________________________________________________ 30

Вопрос 20. Расчёт сложных электрических цепей методом контурных токов._____ 31

Вопрос 21. Расчёт сложных электрических цепей методом двух узлов.____________ 32

Вопрос 22. Расчёт сложных электрических цепей методом эквивалентного генератора....... 33

Вопрос 23. Метод наложения.________________________________________________ 35

Вопрос 24. Анализ режима работы ветви электрической цепи при изменении сопротивления этой ветви (делители напряжения Г-образный и с плавной регулировкой).______________ 36

Вопрос 25. Расчёт сложных электрических цепей с источниками тока.___________ 38

Вопрос 26. Зависимые источники, их условно-графическое обозначение. Методика расчёта цепей с зависимыми источниками.___________________________________________________ 39

Вопрос 27. Эквивалентные схемы операционного усилителя. Преобразование свойств цепей операционным усилителем. Сумматоры и конверторы отрицательных сопротивлений....... 40

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.___________________________________ 43

Вопрос 29. Гармоническое изображение (временное и векторное) гармонических колебаний (общее представление и конкретный пример)._________________________________________ 45

Вопрос 30. Цепь с резистором при гармоническом воздействии. Закон Ома. Энергетический процесс. Активная мощность. Временные и векторные диаграммы. Входное сопротивление цепи в комплексной форме._____________________________________________________________________ 46

Вопрос 31. Цепь с идеальной катушкой индуктивности при гармоническом воздействии. Закон Ома. Индуктивное сопротивление. Энергетический процесс. Реактивная (индуктивная) мощность. Временная и векторная диаграммы. Входное сопротивление цепи в комплексной форме........ 48

Вопрос 32. Цепь с конденсатором при гармоническом воздействии. Закон Ома. Емкостное сопротивление. Энергетический процесс. Реактивная (емкостная) мощность. Временная и векторная диаграммы. Входное сопротивление цепи в комплексной форме.__________________ 51

Вопрос 33. Неразветвлённая RL электрическая цепь при гармоническом воздействии. Свойства реальной катушки индуктивности. Закон Ома. Энергетический процесс. Треугольник напряжений, сопротивлений и мощностей. Входное сопротивление цепи в комплексной форме.__ 54

Вопрос 34. Неразветвлённая RC электрическая цепь при гармоническом воздействии. Свойства конденсатора с потерями. Закон Ома. Энергетический процесс. Треугольник напряжений, сопротивлений и мощностей. Входное сопротивление цепи в комплексной форме.__ 56

Вопрос 35. Неразветвлённая RLC электрическая цепь при гармоническом воздействии. Закон Ома. Энергетический процесс. Векторные диаграммы. Входное сопротивление цепи в комплексной форме.___________________________________________________________________________ 58

Вопрос 36. Параллельные RL и RC цепи при гармоническом воздействии. Закон Ома. Векторные диаграммы токов. Проводимости. Входное сопротивление цепи в комплексной форме._____ 60

Вопрос 37. Представление напряжения и тока в комплексной форме. Отрицательные углы. Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Выражение мощности в комплексной форме. Цепь с произвольным числом резистивных и реактивных элементов. Построение векторной диаграммы.___________________________________________________________________________ 63

Вопрос 38. Эквивалентные параметры сложной цепи, рассматриваемые в целом как двухполюсник. Схема замещения двухполюсника при заданной частоте (на примере).____________ 65

Вопрос 39. Фазосдвигающие цепи. Пассивные и активные фазосдвигатели (схемы, анализ работы).___________________________________________________________________________ 66

Вопрос 40. Входные АЧХ и ФЧХ RL неразветвлённых и разветвлённых цепей. Определение и понятие граничной частоты, построение входных характеристик.______________________ 68

Вопрос 41. Входные АЧХ и ФЧХ RC неразветвлённых и разветвлённых цепей. Определение и понятие граничной частоты. Построение входных характеристик.______________________ 70

Вопрос 42. Передаточные АЧХ и ФЧХ RL неразветвлённых и разветвлённых цепей. Определение. Построение передаточных характеристик.____________________________________ 72

Вопрос 43. Передаточные АЧХ и ФЧХ RC неразветвлённых и разветвлённых цепей. Определение. Построение передаточных характеристик.____________________________________ 74

Вопрос 44. Поверхностный эффект. Явление взаимной индукции. Физический смысл ЭДС взаимной индукции, взаимная индуктивность.__________________________________________ 76

Вопрос 45. Трансформатор с линейными характеристиками. Устройство, принцип действия, баланс мощностей. Потери на вихревые токи и способы их уменьшения.________________ 77

Вопрос 46. Согласное и встречное включение двух взаимосвязанных катушек. Вариометр..... 78

Вопрос 1. Электрическое напряжение, потенциал и напряженность электрического поля (определение, единицы измерения).

Электрическое поле — особый вид материи, в которой происходит взаимодействие электрических зарядов.

Силовой характеристикой электрического поля являетсянапряжённость.

Пусть заряд создаёт электрическое поле. Поместим маленький пробный заряд :

Под действием электрического поля заряд будет двигаться, т. к. на него действует сила.

Напряжённость численно равна силе, которая действует на единичный заряд, помещённый в данную точку поля.

Напряжённость — векторная величина. Её направление совпадает с направлением действия силы на положительный заряд.

Изображается электрическое поле электрическими положительными линиями. Линии начинаются на положительном и заканчиваются на отрицательном заряде.

Напряжённость направлена по касательной к электрической силовой линии. Если поле создаётся несколькими зарядами, то напряжённость в каждой точке равна векторной сумме напряжённостей отдельных полей.

Электрическое напряжение и потенциал — энергетические характеристики электрического поля. Так как под действием электрического поля заряд движется, => поле совершает работу, т. е. обладает энергией.

Электрический потенциал — работа, совершаемая силами поля по перемещению единичного заряда из данной точки поля в бесконечность.

Электрическое напряжение — работа, совершаемая силами поля по перемещению единичного заряда из одной точки поля в другую.

Вопрос 2. Электрический ток (определение, сила тока, единицы измерения, направление тока, плотность тока), работа и мощность тока.

Электрический ток — направленное движение электрических зарядов под действием электрического поля. Для того чтобы шёл ток, нужна замкнутая цепь, которая состоит из источников электрической энергии, приёмников электроэнергии и соединительных проводов.

За направление тока принимают направление движения положительного заряда. Поэтому во внешней цепи ток направлен от зажима “+” к зажиму “–”, внутри источника — наоборот.

Сила тока — количество электричества, прошедшее через поперечное сечение проводника за 1 секунду.

— для постоянного тока

— для переменного тока (ток равен скорости изменения заряда)

Плотность тока:

Работа и мощность тока

При прохождении тока проводник нагревается и совершается работа:

— работа тока

— мощность тока