Экзаменационные вопросы по первой части дисциплине

«Основы теории цепей и электротехника»

1. Основные понятия теории цепей: электрический ток, электрическое напряжение, электродвижущая сила, электрические энергия и мощность. Электрическая цепь и виды её элементов. Виды электрических схем.

2. Идеализированное сопротивление и его характеристики. Закон Ома.

3. Идеализированная ёмкость и её кулон-вольтная характеристика. Связь между напряжением и током ёмкости. Энергия, запасаемая в ёмкости.

4. Идеализированная индуктивность и её вебер-амперная характеристика. Закон электромагнитной индукции Фарадея. Связь между напряжением и током индуктивности. Энергия, запасаемая в индуктивности.

5. Схемы замещения реальных пассивных элементов.

6. Идеальные источники напряжения и тока и их вольтамперные характеристики.

7. Вольтамперные характеристики и схемы замещения реальных источников электрической энергии.

8. Основные понятия топологии цепей. Неразветвлённые и разветвлённые цепи. Ветвь, узел и контур и граф цепи. Дерево, главные ветви и контура графа цепи.

9. Компонентные и топологические уравнения электрической цепи. Первый и второй законы Кирхгофа. Число независимых уравнений, составляемых по законам Кирхгофа.

10. Система вещественных независимых уравнений электрического равновесия цепи, составленных на основании первого и второго законов Кирхгофа, и её решение методом Крамера.

11. Формы представления комплексных чисел и действия над ними. Понятия модуля и аргумента комплексного числа. Изображение комплексных чисел на комплексной плоскости.

12. Гармоническая функция времени и ее параметры (амплитуда, период, частота, начальная фаза). Временная диаграмма и действующее значение гармонической функции.

13. Комплексное изображение гармонической функции. Комплексные амплитуда и действующее значение. Векторная диаграмма. Понятия квадратурных составляющих.

14. Метод комплексных амплитуд и область его применения. Комплексные сопротивление и проводимость цепи, их модули, аргументы и векторные диаграммы.

15. Сопротивление при гармоническом воздействии. Активная мощность сопротивления. Векторные диаграммы комплексных напряжения, тока и сопротивления.

16. Ёмкость при гармоническом воздействии. Реактивная мощность ёмкости. Векторные диаграммы комплексных напряжения, тока и сопротивления.

17. Индуктивность при гармоническом воздействии. Реактивная мощность индуктивности. Векторные диаграммы комплексных напряжения, тока и сопротивления.

18. Закон Ома в комплексной форме для участка цепи. Первый и второй законы Кирхгофа в комплексной форме. Последовательность расчёта цепи методом комплексных амплитуд.

19. Мгновенная, активная, реактивная и полная мощности цепи при гармоническом воздействии. Коэффициент мощности.

20. Комплексная мощность цепи при гармоническом воздействии. Векторная диаграмма комплексной мощности. Согласование нагрузки с источником энергии по критериям максимальной мощности и максимального к.п.д.

21. Последовательная RL -цепь при гармоническом воздействии. Комплексные напряжение, ток, сопротивление RL -цепи и их векторные диаграммы.

22. Последовательная RC -цепь при гармоническом воздействии. Комплексные напряжение, ток, сопротивление RC -цепи и их векторные диаграммы.

23. Параллельная RL -цепь при гармоническом воздействии. Комплексные напряжение, ток, проводимость RL -цепи и их векторные диаграммы.

24. Параллельная RC -цепь при гармоническом воздействии. Комплексные напряжение, ток, проводимость RC -цепи и их векторные диаграммы.

25. Преобразование последовательной RL -цепи в параллельную и параллельной RC -цепи в последовательную.

26. Метод контурных токов. Собственные и взаимные сопротивления контуров. Система независимых контурных уравнений и её решение.

27. Метод узловых напряжений. Собственные и взаимные проводимости узлов. Система независимых узловых уравнений и её решение.

28. Метод наложения. Расчёт тока ветви сложной электрической цепи методом наложения. Правило исключения не учитываемых источников напряжения и тока.

29. Метод эквивалентного источника. Расчёт тока ветви сложной электрической цепи методом эквивалентного источника.

30. Понятие взаимной индукции и взаимной индуктивности. Одноимённые выводы. Напряжения на индуктивно связанных катушках при их согласном и встречном включение.

31. Коэффициент связи между катушками индуктивности. Эквивалентное преобразование цепи, состоящей из двух последовательно (параллельно) включённых индуктивно связанные катушек.

32. Линейный трансформатор и его характеристики. Входное сопротивление нагруженного трансформатора. Идеальный трансформатор и его коэффициент трансформации.

33. Входные, выходные и передаточные комплексные характеристики электрических цепей. Понятие АЧХ и ФЧХ четырёхполюсника.

34. Комплексные характеристики RL - и RC -четырёхполюсников с одним реактивным элементом. АЧХ и ФЧХ четырёхполюсников.

35. Понятие колебательной электрической цепи. Виды резонансов цепи и колебательных контуров. Сопротивление потерь и частотная избирательность колебательных цепей.

36. Комплексное сопротивление, резонансная частота и характеристическое сопротивление последовательного колебательного контура. Векторная диаграмма напряжения и тока контура.

37. Энергетические соотношения в последовательном колебательном контуре. Средняя мощность потерь, добротность и затухание последовательного контура.

38. Частотные зависимости модуля и аргумента комплексного сопротивления последовательного контура. Частотная избирательность последовательного контура.

39. Виды расстроек и полоса пропускания последовательного контура. Частотные зависимости модуля и аргумента нормированного тока последовательного контура.

40. Комплексный коэффициент передачи, АЧХ и ФЧХ последовательного контура. Влияние сопротивлений источника напряжения и нагрузки на характеристики последовательного контура.

41. Виды параллельных контуров и их обобщенная схема. Комплексные сопротивление и проводимость обобщённой схемы параллельного контура.

42. Эквивалентная схема и параметры параллельного контура первого вида. Резонансная частота, резонансное сопротивление и добротность параллельного контура первого вида. Векторная диаграмма напряжения и тока последовательного контура.

43. Частотные зависимости модуля и аргумента комплексного сопротивления параллельного контура первого вида. Частотная избирательность параллельного контура.

44. Комплексный коэффициент передачи, АЧХ и ФЧХ параллельного контура первого вида. Влияние сопротивления источника тока и нагрузки на характеристики параллельного контура.

45. Параметры и амплитудно-частотная характеристика параллельного контура второго вида. Дополнительный резонанса напряжений в параллельном контуре второго вида.

46. Параметры и амплитудно-частотная характеристика параллельного контура третьего вида. Дополнительный резонанс напряжений в параллельном контуре третьего вида.

47. Виды связанных колебательных контуров и их обобщённая схема. Комплексные токи и эквивалентные сопротивления первичного и вторичного контуров обобщённой схемы.

48. Коэффициент связи связанных контуров. Способы настройка связанных контуров на первый частный резонансы, второй частный резонанс, сложный резонанс и полный резонанс.

49. Нормированная АЧХ идентичных связанных контуров с индуктивной трансформаторной связью. Критический коэффициент связи. Вид АЧХ при различных значениях коэффициента связи.