Комментарии к правильным ответам на вопросы

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1.1.3. В электротехнике напряжение на разомкнутом аккумуляторе отождествляется с разностью потенциалов между зажимами аккумуля­тора, которая при подключенном вольтметре с большим внутренним сопротивлением равна ЭДС, т. е. U = E = 12 В.

1.2.1. Описанную систему можно отнести к электрической цепи, если рассматривать ее с точки зрения энергетика, которого интересует рабо­та источника электрической энергии, выбор проводов и электродов для обеспечения длительной безаварийной работы, а также проблемы электробезопасности. Для него приемник электрической энергии представля­ется целым устройством, имеющим ряд соединительных клемм на электродах. В этом случае применимы понятия "ток" и "напряжение" и имеется четкая структура электрической цепи: источник, соедини­тельные провода и приемник, поэтому такая система может быть назва­на электрической цепью. Но для определения, например, температурно­го поля в массе бетона необходимо знать распределение плотности тока в нем. При таком подходе рассматриваемую систему нельзя назвать электрической цепью. Таким образом, не любую систему с электриче­скими токами и напряжениями можно безусловно отнести к электриче­ской цепи.

1.3.3. Показание вольтметра будет равно нулю, так как согласно второму закону Кирхгофа  или , где .

1.4.2. Статическое сопротивление обоих нелинейных элементов моно­тонно уменьшается при увеличении тока, так как тангенс угла наклона прямой, проведенной из начала координат через точки на ВАХ, при росте тока будет уменьшаться.

     Зависимость динамического сопротивления от тока более сложная. Для элемента А динамическое сопротивление на линейном участке ха­рактеристики остается постоянным, на участке с постоянным напряже­нием . Для элемента В динамическое сопротивление будет уменьшаться до нуля, а затем станет отрицательным.

ОДНОФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

2.1.2. Электрическая емкость пропорциональна длине проводников и, следовательно, ток возрастает с ростом протяженности проводников.

2.2.1. На индуктивность катушки влияют только число витков, их геометрия и взаимное расположение.

2.3.2. Потокосцепление индуктивного элемента в цепи постоянного тока неизменно во времени, поэтому ЭДС самоиндукции равна нулю; так как речь идет об идеальном элементе, то отсутствуют активное сопротивление и электрическая емкость.

2.4.1. В цепи постоянного тока магнитное и электрическое поля себя не проявляют, поэтому в схеме замещения присутствует только R-элемент. На промышленной частоте, как правило, токами смещения еще допустимо пренебрегать, но явление самоиндукции учитывается. На повышенных частотах схема замещения учитывает как необратимые преобразования энергии, так и наличие ЭДС самоиндукции и токов смещения.

2.5.3. При  ток и напряжение уменьшаются по модулю, т.к. уменьшается мгновенная мощность, а это возможно, как при i < 0, так и при i > 0.

2.6.3. При отрицательном значении р уменьшается энергия, запасен­ная в магнитном поле; это соответствует уменьшению тока по модулю и возможно как при положительном, так и при отрицательном значении тока. Однозначного ответа быть не может.

2.7.2. Мгновенная мощность p(t) на рисунке положительна при на­растании модуля тока и отрицательна при его уменьшении, что соответ­ствует случаю индуктивного элемента.

2.8.3. Знаки в уравнении «б» проставлены при обходе контура по часовой стрелке, а в уравнении «a» –  против. В уравнении «a» записано напряжение , которое в уравнении «б»  выражено через его составляющие  и .

2.9.2. В режиме резонанса напряжения , т. е. сопротивление цепи минимально и в соответствии с законом Ома ток будет максимален.

2.10.1. Векторная диаграмма для схемы приведена на рисунке. Ток  не зависит от значения емкости конденсатора, а ток  увеличивается с ростом емкости (с уменьшением сопротивления конденсатора ), фаза этого тока остается неизменной и рав­ной . Ток , он будет минимален в режиме резонанса и равен при этом активной составляющей тока первой ветви.

2.11.1. Ток  в ветви, содержащей одну из катушек статорной об­мотки, обладающей индуктивностью, опережает по фазе напряжение, что возможно только в случае, если ФЭ – конденсатор, причем емкост­ное сопротивление конденсатора должно быть больше индуктивного сопротивления обмотки.

2.12.3. Ток резистора не зависит от емкости конденсатора, ток кон­денсатора прямо пропорционален ей ,поэтому с уменьшением емкости будут уменьшаться и показания амперметра.

Ваттметр показывает значение активной мощности, которая опреде­ляется только резистивным элементом , поэтому показания ваттметра остаются неизменными.

2.13.3. На рисунке приведены векторные диаграммы для схемы. Диаграмма а соответствует случаю, когда емкость под­ключенного конденсатора имеет меньшее значение, чем в случае ди­аграммы б, поэтому . Из диаграмм следует, что подключение конденсатора может увеличить коэффициент мощ­ности приемника (случай "а"), но может его и уменьшить (случай "б"), поэтому для повышения коэффициента мощности потребителя нужен предварительный расчет емкости подключаемого конденсатора.

2.14.2. Сопротивление катушки на постоянном токе значительно меньше, чем на переменном. Если при включении катушки в цепь по­стоянного тока не снизить напряжение до значений, существенно меньших номинального, то возможно возникновение аварийной си­туации, так как ток может существенно превысить номинальное зна­чение.

2.15.3. Маркировки проведены верно для обеих схем.

ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ

3.1.3. Направление вращения ротора не влияет на амплитуду ЭДС, наводимой в катушке статора, так как действующее значение ЭДС . При двухполюсном роторе частота ЭДС и угловая ско­рость ротора равны .

     Направление вращения ротора влияет только на фазовый сдвиг, и если ротор будет вращаться против часовой стрелки, то выражения для мгновенных значений ЭДС запишутся в виде:

     ; ; .

3.2.1. При соединении звездой , следовательно, приемники -  рассчитаны на напряжение U = 220 В, а приемники -  - на 380 В.

3.3.2. Если резистивные приемники соединены звездой с нейтраль­ным проводом и включены в четырехпроводную сеть, то при измене­нии сопротивления в фазе А будут изменяться ток в этой фазе и ток в нейтральном проводе. Все фазные напряжения останутся постоянны­ми. Если нейтральный провод отсутствует, то при изменении сопро­тивления в одной из фаз будут изменяться все фазные токи и напря­жения.

3.4.3. При соединении приемника треугольником

     , .

     При соединении приемника звездой ,

      Следовательно, при переключении приемника, соединенного треугольником, в звезду линейный ток и мощность уменьшатся в 3 раза.

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ