Электротехника с основами электроники (часть 1)
Для студентов 3 курса специальностей 190604,190605
Вопросы к экзамену
Что изучает наука «Электротехника» и наука «Электроника». Каковы теоретические основы этих наук.
Понятие об электрически заряженных телах и электрических зарядах. Носители электрических зарядов в различных средах. Закон сохранения электрических зарядов.
Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона. В каких единицах измеряется величина электрических зарядов.
Постоянное электрическое поле электрических зарядов. Напряженность постоянного электрического поля в вакууме и в диэлектрике. В каких единицах измеряется величина напряженности электрического поля.
Силовые линии напряженности постоянного электрического поля неподвижных электрических зарядов. Неоднородное и однородное постоянное электрическое поле неподвижных зарядов. Сложение векторов напряженности постоянных электрических полей.
Электродинамика. Работа электростатических сил однородного постоянного электрического поля по перемещению в нем электрического заряда как разность потенциальных энергий.
Потенциальная энергия электрического заряда в постоянном однородном электрическом поле. Потенциал. Единицы измерения величины потенциала.
Напряжение постоянного электрического поля. Единицы измерения величины напряжения. Зависимость величины работы сил электрического поля, переносящих электрический заряд от величины напряжения в электрическом поле.
Накопление электрических зарядов и электрическая емкость проводника. Единицы измерения электрической емкости. Влияние электрической емкости проводов на работу электронных схем.
Электрический конденсатор. Электрическая емкость конденсатора. Электрические конденсаторы постоянной и переменной емкости, их устройство, принцип действия, назначение, условное обозначение в электрических принципиальных схемах.
Последовательное и параллельное соединение электрических конденсаторов и определение их суммарной электрической емкости в каждом из этих соединений.
Электрический ток. Понятие электрического тока, его природа, причины и виды. Электрический ток в металлах, электролитах, полупроводниках.
Постоянный электрический ток и причины его возникновения в различных средах. Сила тока, ее количественная оценка и единицы измерения.
Плотность постоянного электрического тока и ее измерение. Единицы измерения плотности электрического тока.
Электрическое сопротивление. Понятие электрического сопротивления электрическому току различных материалов. Природа электрического сопротивления различных материалов. Условное обозначение электрического сопротивления материалов на электрических принципиальных схемах. Единицы измерения электрического сопротивления.
Электрическая проводимость и удельная электрическая проводимость материалов. Единицы их измерения. Классификация материалов по типу их электрической проводимости.
Зависимости электрического сопротивления металлических проводников от их температуры.
Зависимости электрического сопротивления металлических проводников от рода их материала. Удельное сопротивление металлических проводников и единицы его измерения.
Резисторы (в том числе реостаты) как устройства для создания постоянного или переменного (регулируемого) электрического сопротивления на конкретном участке электрической цепи. Устройство и принцип действия постоянных и переменных регулируемых резисторов, в том числе и проволочных (реостатов). Изображение резисторов на принципиальных электрических схемах.
Закон Ома для участка электрической цепи, состоящего из одного резистора.
Последовательное и параллельное соединение резисторов, определение их суммарного значения в каждом соединении. Делители напряжения (устройство, принцип действия, назначение).
Сторонние силы и их работа по перемещению электрических зарядов в область более высоких потенциалов. Электродвижущая сила. Природа электродвижущих сил. Единицы измерения электродвижущей силы.
Источники постоянного электрического тока. Их природа, назначение и изображение на электрических принципиальных схемах. Последовательное и параллельное соединение источников постоянного тока. Определение их суммарных ЭДС в этих соединениях.
Внутреннее электрическое сопротивление источников тока. Внутреннее сопротивление электрических аккумуляторов и его зависимость от температуры и концентрации электролита.
Замкнутая электрическая цепь и ее элементы. Принципиальная электрическая схема замкнутой электрической цепи. Закон Ома для замкнутой электрической цепи.
Работа постоянного электрического тока во внешней электрической цепи. Расход электроэнергии потребителем. Единицы измерения потребляемой электроэнергии.
Расчет теплоты, выделяемой на электрическом сопротивлении потребителя, включенного в электросеть постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца. Единицы измерения теплоты.
Понятие потребляемой электрической мощности элементами электрической цепи потребителя постоянного тока. Определение потребляемой электрической мощности различными электротехническими устройствами в электрической цепи постоянного тока.
Источники и потребители электроэнергии. Линии электропередач. Потери напряжения в линиях электропередач при постоянном токе.
Разветвленные электрические цепи. Правило Кирхгофа. Электрические принципиальные схемы разветвленных электрических цепей (изобразить и охарактеризовать)
Электромагнетизм. Понятие магнитного поля. Наведение (индуцирование) магнитного поля. Магнитная индукция. Вектор магнитной индукции. Единицы измерения магнитной индукции.
Напряженность магнитного поля. Графическое изображение магнитного поля. Линии магнитной индукции. Правило буравчика.
Сложение векторов магнитной индукции. Неоднородные и однородные магнитные поля. Магнитное поле витка с током. Магнитное поле соленоида.
Поведение прямолинейного проводника, с протекающим по нему постоянным электрическим током, в однородном постоянном магнитном поле. Закон Ампера. Правило левой руки.
Магнитная индукция в различных средах. Магнитная проницаемость вещества. Диа-, пара-, ферромагнетики. Петля гистерезиса и остаточная намагниченность.
Магнитный поток (ток) магнитного поля, наведенного (индуцированного) током соленоида. Условие постоянного магнитного потока магнитного тока в соленоиде.
Проводники магнитного потока (магнитного тока). Замкнутая и разомкнутая магнитные цепи. Сопротивление магнитному потоку (току) в магнитных цепях.
Замкнутый контур в стороннем статическом магнитном потоке. Положительный и отрицательный магнитный поток (ток). Единицы измерения магнитного потока.
Замкнутый контур в стороннем нестатическом магнитном потоке. Магнитно-электрическая индукция. ЭДС индукции. Закон Фарадея. Правило Ленца.
Самоиндукция. Индуктивность. Единицы измерения индуктивности. ЭДС самоиндукции.
Однофазный переменный электрический ток. Принципы получения синусоидальной ЭДС и переменного тока. Мгновенные значения переменных ЭДС, тока и напряжения и их аналитические выражения.
Графическое изображение мгновенных значений однофазных ЭДС, тока и напряжения. Амплитуда, период, частота и фаза электрических колебаний однофазного переменного тока. Единицы измерения периода, частоты и фазы колебаний.
Действующее (эффективное) значение однофазного переменного электрического тока, ЭДС и напряжения. Расчет амплитудных значений ЭДС тока и напряжения по их действующим значениям. Измерение действующих значений ЭДС, тока и напряжения.
Активное сопротивление в электрической цепи однофазного переменного тока в качестве потребителя электроэнергии. Закон Ома для участка цепи однофазного переменного тока с активным сопротивлением.
Индуктивность как нагрузка в однофазной электрической цепи. Закон Ома для участка с индуктивностью в этой электрической цепи.
Электрическая емкость в однофазной электрической цепи. Закон Ома для участка с электрической емкостью в этой цепи.
Электрическая емкость и активное сопротивление в однофазной электрической цепи переменного тока. Закон Ома для участка такой цепи, содержащего последовательно соединенные индуктивность и емкость.
Индуктивность и активное сопротивление в однофазной электрической цепи переменного тока. Закон Ома для участка такой цепи, содержащего последовательно соединенные индуктивность и активное сопротивление.
Активное сопротивление, индуктивность и электрическая емкость в однофазной электрической цепи переменного тока. Закон Ома для участка такой цепи, состоящего из последовательно соединенных активного сопротивления, индуктивности и электрической емкости.
Потребляемая мощность в электрической цепи однофазного переменного тока. Активная, реактивная и полная мощность. Единицы измерения этих величин.
Трехфазный переменный электрический ток. Принципы построения трехфазной системы переменного тока. Симметричный и несимметричный режимы работы трехфазной системы переменного тока.
Соединение звездой трехфазной системы переменного электрического тока. Линейные и фазные напряжения и токи в такой системе.
Соединение треугольником трехфазной системы переменного электрического тока. Линейные и фазные напряжения и токи в такой системе.
Полная мощность трехфазной системы переменного электрического тока. Единицы измерения этих мощностей.
Коэффициент мощности cos и его влияние на эффективность потребления электрической энергии. Способы увеличения cos
Электрические измерения. Погрешности измерений. Класс точности. Условные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов (их условные обозначения и значения).
Классификация электроизмерительных приборов по их устройству, принципу действия и применению.
Схемы включения в электрическую цепь амперметров, вольтметров, и ваттметров.
Методы измерения потребляемой мощности: 1) амперметром и вольтметром, 2) омметром. Изобразить электрическую и принципиальную схему омметра.
Электротехника с основами электроники (часть 2)
Для студентов 4 курса специальностей 190604,190605
Вопросы к экзамену
Понятие «Электротехнические материалы». Классификация электротехнических материалов по электропроводимости, диэлектрической проводимости, по магнетизму.
Металлы с низким электрическим сопротивлением, их назначение и примеры применения в электротехнике и электронике.
Металлы и сплавы с высоким электрическим сопротивлением, и назначение и примеры применения в электротехнике и электронике.
Электролиты, их получение, назначение и примеры применения в электротехнике и электронике.
Плазма, получение, назначение, примеры применения в электротехнике и электронике.
Разряженные газы, их получение, назначение, примеры применения в электротехнике и электронике.
Полупроводники. Понятия, типы проводимости, назначение и примеры применения в электротехнике и электронике.
Ферромагнитные материалы, понятия, свойства, назначение, примеры применения в электротехнике и электронике.
Биметаллы, понятия, свойства, назначение, примеры применения в электротехнике и электронике.
Термоэлектрические металлические пары, понятия, свойства, назначение, примеры применения в электротехнике и электронике.
Диэлектрические материалы, понятие, диэлектрическая проницаемость. Твердые, жидкие, газообразные диэлектрики, их назначение и примеры применения в электротехнике и электронике.
Устройство и принцип действия однофазного трансформатора переменного тока. Коэффициент трансформации трансформатора. КПД трансформатора.
Автотрансформатор. Назначение, устройство, принцип действия и примеры применения.
Трехфазный трансформатор. Назначение, устройство, принцип действия и примеры применения.
Электромеханическое реле. Назначение, устройство, принцип действия и примеры применения.
Измерительные трансформаторы. Назначение, устройство, принцип действия, устройство и примеры применения.
Трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Назначение, устройство, принцип действия и примеры применения.
Особенности запуска трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Способы снижения пускового тока.
Трехфазные асинхронные электродвигатели с фазным ротором. Назначение, устройство, принцип действия, устройство и примеры применения.
Электрические машины. Классификация электрических машин по назначению, по току, по устройству.
Однофазный асинхронный двигатель. Назначение, устройство, принцип действия, схемы включения роторной и пусковой обмоток.
Синхронные электрические машины переменного тока. Устройство и принцип действия синхронного генератора.
Работа синхронной машины в режиме электродвигателя.
Электрические машины постоянного тока. Генераторы постоянного тока. Назначение, устройство и принцип действия.
Схемы включения обмоток возбуждения генераторов постоянного тока
Электродвигатели постоянного тока. Назначение, устройство, принцип действия.
Способы возбуждения электродвигателей постоянного тока. Электрическая схема возбуждения и их сравнительная характеристика.
Понятие «электротехника» и понятие «электроника». В чем их сходство и в чем различие.
Понятие электрических схем и их элементов.
Понятие электронных схем и их элементов.
Чем отличаются электронные устройства от электронных схем. Показать на примерах.
Электронные устройства. Устройство и принцип действия электронного вентиля-диода. Условное обозначение на принципиальных электрических схемах.
Вольт-амперная характеристика диода.
Тиристор, как управляемый электрический вентиль. Назначение, устройство и принцип действия. Условное обозначение на принципиальных электрических схемах.
Вольт-амперная характеристика тиристора.
Биполярные транзисторы. Назначение, устройство и принцип действия. Условное обозначение в электрических принципиальных схемах транзисторов с р-п-р и п-р-п переходами.
Схемы включения транзисторов. Схема с общей базой.
Схемы включения транзисторов. Схема с общим эмиттером.
Схемы включения транзисторов. Схема с общим коллектором.
Стабилитрон. Назначение, устройство, принцип действия. Вольт-амперная характеристика. Условное обозначение в электрически принципиальных схемах.
Однокаскадный транзисторный усилитель с общим эмиттером и одним источником питания.
Стабилизатор напряжения на базе стабилитрона. Назначение, устройство и принцип действия.
Генератор электрических колебаний. Назначение, устройство и принцип действия, блок-схема.
Однофазные выпрямители переменного тока. Назначение, устройство и принцип действия однофазного выпрямителя на диодах. Принципиальная электрическая схема.
Однофазные выпрямители переменного тока. Двухполупериодные выпрямители переменного тока по схеме со средней точкой. Назначение, устройство и принцип действия. Принципиальная электрическая схема.
Однофазные выпрямители переменного тока. Мостовая схема выпрямления. Назначение, устройство, принцип действия. Принципиальная электрическая схема.
Трехфазные выпрямители переменного тока на базе диодов. Назначение, устройство и принцип действия. Принципиальная электрическая схема.
Интегральные микросхемы. Понятие, назначение, устройство, область применения.
Оптоэлектронные устройства преобразующие свет в электрическую энергию (фотогальванические элементы, фотодиоды, фототриоды). Назначение, устройство и принцип действия. Условные обозначения в электрических принципиальных схемах.
Оптоэлектронные устройства излучающие свет в электрическую энергию (светодиоды). Назначение, устройство и принцип действия этих устройств. Условные обозначения этих устройств в электрических принципиальных схемах.
|
