Билет 24. Вопрос 1. Параллельная цепь переменного тока. Резонанс токов: условия возникновения, учёт, использование

В отличие от последовательных цепей переменного тока, где ток, протекающий по всем элементам цепи, одинаков, в параллельных цепях одинаковым будет напряжение, приложенное к параллельно включенным ветвям цепи. Рассмотрим параллельное включение емкости и ветви, состоящей из индуктивности и активного сопротивления (рис. 4.20). Обе ветви находятся под одним и тем же приложенным напряжением U Построим векторную диаграмму для этой цепи. В качестве основного вектора выберем вектор приложенного напряжения U
(рис. 4.21).Рис. 4.21
По ветви с индуктивностью и активным сопротивлением течет ток I1 Длину этого вектора найдем из соотношения
I₁=U/Z₁= U/sqrtR²+XL² (4.43) и отложим этот вектор по отношению к вектору под углом ФИ1, который определяется по формуле tanфи₁= XL/R (4.44) Полученный таким образом вектор тока разложим на две составляющие: активную и реактивную (рис. 4,21).
Величину вектора тока I2 текущего по ветви с емкостью, находим из соотношения
и откладываем этот вектор под углом 90' против часовой стрелки относительно вектора приложенного напряженияU. Общий ток в цепиIравен геометрической сумме токовI₁иI₂или геометрической сумме реактивного токаи активного тока
Длина вектораIравна(4.46)
Сдвиг по фазе между общим токомIи приложенным напряжениемUможно определить из соотношения
(4.47)
Из векторной диаграммы (рис. 4.21) видно, что длина и положение вектора общего тока зависят от соотношения между реактивными токамиI_LиI_C
В частности, приI_L > I_C. общий ток отстает по фазе от приложенного напряжения, приI_L < I_C. - опережает его, а приI_L = I_C - совпадает с ним по фазе. Последний случай ( I_L = I_C .) называется резонансом токов. При резонансе токов общий ток равен активной составляющей тока в цепи, т. е. происходящие в цепи процессы таковы, как будто в ней содержится только активное сопротивление (в этом случаефи = 0 иcosфи = 1). При резонансе общий ток в цепи принимает минимальное значение и становится чисто активным, тогда как реактивные токи в ветвях не равны нулю и противоположны по фазе.

Билет 1. Вопрос 2. Электрические машины: назначение, классификация, типы, обратимость, эксплуатация. Электрическая машина — это электромеханический преобразователь энергии, основанный на явлениях электромагнитной индукции и силы Лоренца, действующей на проводник с током, движущийся в магнитном поле. Электрические машины делятся на коллекторные(постоянного тока, универсальные) и бесколлекторные (синхронные и асинхронные). В большинстве электрических машин выделяют ротор — вращающуюся часть, и статор — неподвижную часть, а также воздушный зазор, их разделяющий. По принципу действия выделяют виды машин: Асинхронная машина — электрическая машина переменного тока, в которой частота вращения ротора отличается от частоты вращения магнитного поля в воздушном зазоре на частоту скольжения. Синхронная машина — электрическая машина переменного тока, в которой частоты вращение ротора и магнитного поля в зазоре равны. Машина двойного питания (и как вариант - асинхронизированная синхронная машина) — электрическая машина переменного тока, в которой ротор и статор в общем случае имеют разные частоты питающего тока. В результате ротор вращается с частотой, равной сумме (разности) питающих частот. Машина постоянного тока — электрическая машина, питаемая постоянным током и имеющая коллектор.

Билет 2. Вопрос 2. Электрические машины: асинхронный двигатель: устройство, принцип действия, характеристики. Их используют в электроприводе металлорежущих станков, подъёмно-транспортных машин, транспортёров, насосов, вентиляторов. Маломощные двигатели используются в устройствах автоматики. Широкое применение асинхронных двигателей объясняется их достоинствами по сравнению с другими двигателями: высокая надёжность, возможность работы непосредственно от сети переменного тока, простота обслуживания. Неподвижная часть машины называется статор, подвижная – ротор. Сердечник статора набирается из листовой электротехнической стали и запрессовывается в станину. На рис. 2.1 показан сердечник статора в сборе. Станина (1) выполняется литой, из немагнитного материала. Чаще всего станину выполняют из чугуна или алюминия. На внутренней поверхности листов (2), из которых выполняется сердечник статора, имеются пазы, в которые закладывается трёхфазная обмотка (3). Обмотка статора выполняется в основном из изолированного медного провода круглого или прямоугольного сечения, реже – из алюминия. Обмотка статора состоит из трёх отдельных частей, называемых фазами. Начала фаз обозначаются буквами c1,c2,c3, концы – c4,c5,c6.