Elektrotechnikos egzamino teorija

 1. Nuolatinės srovės grandinės: pagrindinės sąvokos, dėsniai, elementų jungimo būdai, grandinių darbo režimai, energetiniai grandinių rodikliai. Pagrindinės sąvokos. Nuolatinė srovė–laikui bėgant nekintanti ir nekeičianti savo krypties srovė. Elektros srovė gali tekėti tik uždara grandine. Srovė – tai laidininku per laiko vienetą pernešamas elektros krūvis. Elektrinė varža-laidininko savybė priešintis tekančiai srovei R=l/S(). -laidininko specifinė elektrinė varža priklauso nuo medžiagos ir temperatūros. Atvirkštinis elektrinei varžai dydis yra elektrinis laidumas: G=1/R. Atvirkštinis specifinei varžai dydis – specifinis elektrinis laidumas: =1/. Srovę varo elektros energijos šaltinis, kurio energija paverčiama krūvininkų judėjimo energija. Šaltinis apibūdinamas elektrovaros jėga. Imtuvuose elektros energija paverčiama kitomis energijos rūšimis. Elementariąją elektrinę grandinę sudaro elektros energijos šaltinis, imtuvas ir juos jungiantys laidai:PAV. Pagrindiniai dėsniai.Omo dėsnis grandinės daliai – srovė tekanti grandinėje yra lygi įtampai, padalintai iš tos grandinės varžos: I=U/R Įtampos kritimas varžoje yra lygus srovės ir varžos sandaugai. U=IR. Omo dėsnis pilnai grandinei: → → kur IRi – įtampos kritimas šaltinyje dėl jo vidinės varžos, Uab – šaltinio gnybtų įtampa, E- šaltinio elektrovaros jėga. Pirmas Kirchhofo dėsnis – elektrinės grandinės mazgo srovių algebrinė suma lygi nuliui: ΣI=0. Šaka – grandinės dalis, kurioje teka ta pati srovė. Mazgas – šakų susijungimo vieta. Antras Kirchhofo dėsnis – elektrinės grandinės kontūro įtampų algebrinė suma lygi nuliui U=0. Kontūras – tai uždara grandinės dalis, kurią apėjus sugrįžtama į tą patį tašką. Jei srovė ir kontūro apėjimo kryptys sutampa, tai ženklas (+), jei ne (-). 1 kontūro lygtis: E=I1R1+I3R3; 2 kontūro lygtis: 0=-I2R2-I2R4-I3R3 Grandinių darbo režimai.1.tuščioji eiga – išjungus jungiklį, grandinė nutraukiama R=, srovė ja nebeteka I=0. Šaltiniui dirbant tuščiąja eiga, jo įtampa lygi EVJ. 2.vardinis režimas –tai bet kuriuo grandinės elementu tekės tokia srovė arba ant jo gnybtų bus tokia įtampa arba jame išsiskirs tokia galia ,kuriai šis elementas apskaičiuotas. 3.trumpojo jungimo režimas – tai toks rėžimas grandinės, kai imtuvo varža lygi nuliui R=0. Kadangi galingų šaltinių vidinė varža yra maža, tai dažniausiai trumpojo jungimo srovė yra neleistinai stipri ir pavojinga grandinės elementams bei pačiam šaltiniui:Ik=E/Ri=∞-tai stipriausia grandinės srovė,nes ją ribaja tik vidinė varža.4.suderintas režimas – tai toks režimas, kai prie šaltinio prijungto imtuvo galia yra didžiausia,t.y. elektros linijos išnaudojamos geriausiai. Suderintojo režimo sąlyga: R=Ri. Imtuvo galia yra didžiausia, kai jo varža lygi šaltinio vidinei varžai. Suderinto rėžimo metu: Is=E/2Ri=Ik/2 srovė du kartus mažesnė negu trumpo jungimo metu. Elementų jungimo būdai. Nuoseklus -tokie grandinės elementai, kuriais teka ta pati srovė. Lygiagrečiai - tokie grandinės elementai kurių įtampa yra ta pati, t.y. jie yra prijungti prie vienos mazgų poros. Nuosekliai ar lygiagrečiai galima sujungti ir imtuvus, ir šaltinius. Nuosekliai arba lygiagrečiai sujungtus galima pakeisti vienu ekvivalenčiu imtuvu, o šaltinius – vienu ekvivalentiniu šaltiniu. Mišrus jungimo būdas. Energetiniai grandinių rodikliai. Energetiniu požiūriu grandinė ir atskiri jos elementai charakterizuojami galia. Bet kurio elemento galią galima apskaičiuoti:P=UI; U=IR; bet kurio šaltinio atiduodama galia:Pš=EIš. Galių balanso lygtis:Pš=Pr–kiek šaltiniai atiduosa,tiek imtuvai suvalgo. 2.Nuolatinės srovės grandinių skaičiavimo metodai: ekvivalentinių pakeitimų, Kirchoffo dėsnių. Kirchhofo dėsnių metodas – šį metodą galima taikyti visoms grandinėms. Tyrimo tvarka:1.grandinė kiek galima supaprastinama, pakeičiant visų lygiagrečiai sujungtų šakų imtuvus ekvivalentiniais. 2.laisvai pasirenkamos visose n šakose nežinomų srovių ar nežinomų EVJ kryptys. 3.parašomos lygtys, taikant I Kirchhofo dėsnį visiems grandinės mazgams m, išskyrus kurį nors vieną. 4.trūkstamų lygčių skaičius n-(m-1) parašomas, taikant II Kirchhofo dėsnį pasirinktiems nepriklausomiems kontūrams; nepriklausomas kontūras, kuris turi bent vieną naują šaką. 5.sprendžiama lygčių sistema. 6.sprendimo rezultatai:a) jei kuri nors srovė ar EVJ gaunama neigiama, tai reiškia, kad ji yra priešingos krypties nei buvo pasirinkta prieš sprendžiant, brėžinyje pakeičiama srovės kryptis; b) jei šakos srovės kryptis sutampa su EVJ kryptimi-šaltinis energiją atiduoda, jei priešingų krypčių- šaltinis energiją vartoja. 7.grįžtama prie pradinės grandinės ir apskaičiuojamos srovės tuose imtuvuose, kurie buvo pakeisti ekvivalentiniais sprendimo pradžioje. 8.sprendimą galima patikrinti galios balansu. Ekvivalentinio šaltinio metodas. Šis metodas taikomas grandinėms su 1 šaltiniu. Esmė tame, kad grandinė paprastinama pakeičiant nuosekliai ir lygiagrečiai sujungtus elementus ekvivalentiškais. Keičiama tol, kol gaunama grandinė, sudaryta iš vieno šaltinio ir vieno imtuvo. 3.Kintamosios srovės grandinės:pagrindinės sąvokos ir žymėjimai. Kintamoji elektros srovė – laikui bėgant kintanti srovė. Ji gali kisti periodiškai keičiant savo kryptį. Sinusinių elektrinių dydžių pagrindinės charakteristikos. Sinusinė srovė apibūdinama amplitudine verte ir kitimo periodu. Srovės vertė įvairiais laiko momentais – vadinama momentine. Kintamosios srovės dažnis f=1/T, T-periodas. Elektrotechnikoje sinuso argumento dalis  vadinama kampiniu dažniu: =2f. Pradinė fazė ir fazių skirtumas – bendruoju atveju to paties dažnio sinusinius elektrinius dydžius galima užrašyti: i=Imsin(t+i), u=Umsin(t+i), e=Emsin(t+i). Argumentas (t+)= - sinusinio dydžio faze. Pradine faze  laikoma fazės vertė pradiniu laiko momentu (t=0). Nuo pradinės fazės didumo ir ženklo priklauso sinusoidės pradžios padėtis abscisių ašyse. Kai pradinė fazė =0, sinusinis dydis vaizduojamas sinusoide, kurios pradžia yra koordinačių ašių susikirtimo taškas. Kai 0, sinusinio dydžio vertė pradiniu momentu yra teigiama. Toks dydis vaizduojamas sinusoide, kurios pradžia pastumta kairėn koordinačių ašių susikirtimo taško atžvilgiu. Kai pradinė fazė 0, sinusoidės pradžia pastumta dešinėn. Sinusinių dydžių nesutapimą laiko atžvilgiu atspindi jų fazių skirtumas. Jis skaičiuojamas atimant vienodo dažnio sinusinių dydžių fazes. Charakterizuojant elektrinį dydį be didžiausios momentinės vertės yra vidutinė kvadratinė dydžio vertė arba efektinė vertė: Vidutinė vertė – vidutinė kintamosios srovės vertė prilyginama nuolatinei srovei, laikant, kad per tą patį laiką pernešamas toks pat krūvis. Vidutinė sinusinio dydžio vertė skaičiuojama pusei periodo, nes visam periodui ji visada lygi nuliui: Ivid=2Im/π. Vektoriumi atvaizduojamas dydis konkrečiu laiko momentu. Norint nupaišyti vektorių reikia xy plokštumoje nupaišyti tiesės atkarpą lygią didžiausiai dydžio vertei taip, kad su x ašimi ji sudarytų kampą lygų dydžio fazei duotu laiko momentu.PAV. Vektoriai leidžia l.paprastai sudėti arba atimti eilę sinuso dėsnio kintamą dydžių. Sinusinių dydžių vaizdavimas kompleksiniais skaičiais: 1)algebrinė užrašymo forma: ; 2) trigonometrinė: ; 3)rodiklinė: 4.Aktyvioji,Induktyvioji ir talpinė apkrova kintamosios srovės grandinėje. Idealių imtuvų savybės – kintamosios srovės grandinių imtuvai gali būti aktyvieji ir reaktyvieji. Aktyvieji – rezistorius, kuriuose elektros energija negrįžtamai paverčiama kitos rūšies energija. Reaktyviaisiais imtuvais vadiname tokius, kuriuose vyksta periodinė energijos kaita tarp jų magnetinio ar elektrinio lauko ir šaltinio. Reaktyvieji imtuvai gali būti induktyvieji ir talpiniai. Induktyvusis imtuvas turi induktyvumo ritės savybe. Tekėdama induktyviuoju imtuvu kintamoji srovė sukuria kintamąjį magnetinį lauką. Dėl kintamojo magnetinio lauko poveikio induktyviajame imtuve indukuojama saviindukcijos EVJ. Ji priešinasi kintamosios srovės kitimui. Talpinis imtuvas turi kondensatoriaus savybes. Talpiniame imtuve, prijungus jį prie kintamosios įtampos, sukaupiamas elektros krūvis. Įtampai didėjant, elektriniame lauke energija kaupiame; mažėjant – grąžinama elektros energijos šaltiniui. Galime padaryti tokias išvadas: 1. Jei įtampa sinusinė, srovės imtuvuose taip pat sinusinės, 2. Aktyviajame imtuve srovės įtampos ir fazės sutampa, induktyviajame srovė atsilieka /2 faze nuo įtampos, o talpiniame – srovė pralenkia įtampą /2 faze, 3. Visiems imtuvams galima užrašyti Omo dėsnį amplitudinėmis srovės ir įtampos vertėmis. Aktyviųjų bei reaktyviųjų imtuvų varžas galima išreikšti: R= l/S; XL=2fL; XC=1/(2fC). Reaktyviojo imtuvo varža priklauso nuo juo tekančios srovės dažnio. Didėjant dažniui f, induktyvioji imtuvo varža XL didėja, o talpinio – XC – mažėja. Visiems imtuvams Omo dėsnio išraiška yra tokia: IR=U/R; IL=U/XL=; IC=U/XC=. Omo dėsnio išraiška kompleksiniais dydžiais – atsižvelgiant į kiekvieno dydžio pradinę fazę, visų imtuvų kompleksinę įtampą ir sroves galima užrašyti: Įrašę išraiškas iš Omo dėsnio gauname: IR=UR/R; IL=UL/(jXL); Ic=Uc/(-jXc). Idealių imtuvų galia ir energija – momentinė galios vertė p=ui. Aktyviajame imtuve energija yra paverčiama kitos rūšies energija ir suvartojama. Jo momentinė galios vertė laikoma teigiama. Reaktyviųjų imtuvų galia kinta dvigubu dažniu. Kai galia yra teigiama, energija kaupiama magnetiniame arba elektriniame lauke; kai galia neigiama – grąžinama šaltiniui. Induktyviojo ir talpinio imtuvų energija kinta priešingomis fazėmis. Reaktyviuosiuose imtuvuose energija nevartojama. Reaktyvioji galia Q matuojama varais. 5.Nuoseklusis R,L ir C jungimas kintamosios srovės grandinėje.Įtampų rezonansas. Nuosekliai sujungtais vadinami tokie grandinės elementai, kuriais teka ta pati srovė. Nuosekliai sujungtus imtuvus galima pakeisti vienu ekvivalentiniu, kurio varža Re turi būti tokia, kad grandinės srovė po pakeitimo būtų ta pati. Re=R1+R2+…+Rn. Sujungus imtuvus nuosekliai, tinklo įtampa juose pasiskirsto proporcingai kiekvieno imtuvo varžai Uždaram kontūrui galioja Kirchofo dėsnis: Įtampų rezonansas – šis rezonansas gali vykti grandinėje, kurioje yra nuosekliai sujungti aktyvaus, induktyvaus bei talpinio pobūdžio imtuvai. Įtampų rezonanso sąlyga: X=XL-XC=0, XL=XC; XL=XC>>>R, Ua=U. Įtampa ant L ir C yra lygios, bet žymiai didesnės už U. XL=2πfL; XC=1/2πfC. Įtampų rezonanso metu įtampos induktyviajame ir talpiniame imtuve yra vienodų amplitudžių, bet priešingų fazių; aktyviojo imtuvo įtampa lygi tinklo įtampai. Įtampų rezonansas gali būti gautas:1.keičiant ritės induktyvumą L; 2.keičiant kondensatoriaus talpą C; 3.keičiant tinklo dažnį f. Kaip jau žinome efektinės kondensatoriaus ir ritės įtampos vektoriai yra nukrypę į atvirkščias puses, todėl juos sudėti gana paprasta ir gauname bendrą reikšmę: Bendra srovė bus I=U/Z =U/R=max; kur Z– pilnutinė varža ir ji yra lygi 6.Lygiagretusis R,L,C jungimas kintamosios srovės grandinėje.Srovių rezonansas. Lygiagrečiai sujungtais vadinami tokie grandinės elementai, kurių įtampa yra ta pati PAV. Atvirkščias dydis varžai yra laidumas G=1/R(aktyvusis laidumas); B(L,C)=1/X(L,C) (reaktyvusis laidumas); (pilnasis laidumas). Srovė: ;I,U(C)

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!