PRZYKŁADOWE PYTANIA DO EGZAMINU z PODSTAW ELEKTROTECHNIKI
po semestrze III (PWSZ w Elblągu r. akad. 2007/8)
1. Dla układu symetrycznej gwiazdy i symetrycznego trójkąta wyprowadzić zależności pomiędzy prądami fazowymi i przewodowymi oraz napięciami fazowymi i przewodowymi. Przedstawić odpowiednie wielkości na wykresach fazorowych.
2. Wyprowadzić wzory na moc czynną, bierną i pozorną w układzie trójfazowym symetrycznym.
3. Obliczyć moc odbiornika złożonego z impedancji o tych samych wartościach połączonego w gwiazdę oraz w trójkąt. Podać i uzasadnić wykorzystanie takiego przełączenia w praktyce.
4. Podać sposoby pomiaru mocy czynnej, biernej i pozornej w układach trójfazowych symetrycznych.
5. Podać i objaśnić na przykładzie sposób i cel kompensacji mocy biernej w układach trójfazowych symetrycznych. Przykład zilustrować wykresem fazorowym.
6. Wyprowadzić wzór na pojemność kompensującą moc bierną w układzie trójfazowym symetrycznym.
7. Dlaczego nie jest zalecana pełna kompensacja mocy biernej w układach elektroenergetycznych? Odpowiedź uzasadnić.
8. W jakich układach, przy obliczaniu ustalonych prądów zwarciowych pomija się rezystancje w schematach zastępczych elementów układu elektroenergetycznego? Jakie to powoduje skutki?
9. W podanym prostym układzie elektroenergetycznym obliczyć prąd zwarcia trójfazowego symetrycznego.
10. Podać i uzasadnić sytuacje, w których układ trójfazowy jest niesymetryczny.
11. Podać na przykładach sposoby rozwiązywania układów trójfazowych niesymetrycznych.
12. Podać i uzasadnić metody pomiaru mocy czynnej w układach trójfazowych niesymetrycznych 3-przewodowych i 4-przewodowych.
13. Wykazać, że układ Arona mierzy poprawnie moc czynną w układzie trójfazowym 3-przewodowym.
14. Dla podanego prostego układu trójfazowego niesymetrycznego narysować wykres fazorowy prądów i napięć.
15. Jakie mogą być skutki przerwy w przewodzie neutralnym w układzie trójfazowym niesymetrycznym? Podać przykłady.
16. Jakie mogą być skutki przerwy w przewodzie neutralnym podanego układu trójfazowego niesymetrycznego?
17. W jakim zakresie mogą zmieniać się wartości napięć fazowych na odbiorniku trójfazowym niesymetrycznym połączonym w gwiazdę, przy założeniu, że odbiorniki mają ten sam charakter? Rozważania zilustrować na wykresie fazorowym.
18. Omówić (w punktach) metodę rozwiązywania stanów ustalonych w obwodach elektrycznych przy wymuszeniach okresowych niesinusoidalnych metodą rozkładania sygnału wymuszającego w szereg Fouriera.
19. Podać wzory określające współczynniki szeregu Fouriera. Jakie własności rozkładanego w szereg Fouriera przebiegu powodują uproszczenie postaci tego szeregu?
20. Dla podanego przebiegu sygnału (napięcia lub prądu) okresowego niesinusoidalnego obliczyć współczynniki rozwinięcia w szereg Fouriera.
21. Wyprowadzić wzory określające wartość średnią i skuteczną sygnału wyrażonego za pomocą szeregu Fouriera.
22. Wyprowadzić wzory określające moc czynną odbiornika, na którym napięcie i prąd są wyrażone za pomocą szeregów Fouriera. Jakiego rodzaju moce wprowadza się w obwodach, w których napięcia i prądy są wyrażone za pomocą szeregów Fouriera?
23. Rozwiązać podany obwód, którego wymuszenie zostało wyrażone w postaci szeregu Fouriera.
24. Jakie są przyczyny występowania stanów przejściowych w obwodach elektrycznych?
25. Dla podanego obwodu "pierwszego rzędu" napisać równanie różniczkowe i wyznaczyć warunki początkowe.
26. Na przykładzie obwodu szeregowego RL przyłączanego do źródła napięcia sinusoidalnie przemiennego. Określić w jakich warunkach nie wystąpi składowa bezokresowa? Jaka maksymalna wartość tzw. prądu udarowego może wystąpić w tym przypadku?
27. Określić jaka energia wydzieli się w rezystorze R w czasie stanu przejściowego w obwodzie RC przyłączanym do źródła napięcia stałego.
28. Jakie obwody elektryczne, w których występuje stan przejściowy, nazywamy układami "drugiego rzędu"?
29. Dla podanego obwodu "drugiego rzędu" napisać równanie różniczkowe i wyznaczyć warunki początkowe.
30. Z jakich zasad wyznaczamy warunki początkowe? Wyznaczyć warunki początkowe dla podanego obwodu elektrycznego.
31. Wyznaczyć wskazany parametr w podanym obwodzie "drugiego rzędu" (R, L lub C) aby w stanie przejściowym wystąpiły w nim drgania.
32. Wyznaczyć wskazany parametr w podanym obwodzie "drugiego rzędu" (R, L lub C) aby w stanie przejściowym nie wystąpiły w nim drgania.
33. Omówić sposoby obliczania składowej wymuszonej przy rozwiązywaniu obwodów elektrycznych w stanach przejściowych.
34. W jakich warunkach elektryczny schemat zastępczy danego urządzenia elektrycznego jest obwodem o parametrach skupionych, a w jakich warunkach obwodem o parametrach rozłożonych? Podać przykłady.
35. Jakie zjawiska występują przy dojściu fali do otwartego i zwartego końca linii długiej?
36. W jaki powinien być spełniony warunek, aby po dojściu fali do końca linii długiej nie występowała fala odbita?
37. Przedstawić graficznie rozwiązanie obwodu nieliniowego złożonego ze źródła i elementów nieliniowych o podanych charakterystykach połączonych szeregowo i równolegle.
38. Podać definicję rezystancji statycznej i dynamicznej elementu nieliniowego w punkcie pracy. Obliczyć rezystancję statyczną i dynamiczną elementu nieliniowego o podanej charakterystyce u = f(i). Naszkicować przebieg tych rezystancji.
39. Podać schemat zlinearyzowany elementu nieliniowego w punkcie pracy. Obliczyć wartości elementów schematu dla podanej charakterystyki elementu nieliniowego.
40. Rozwiązać podany obwód elektryczny zawierający element nieliniowy o zadanej charakterystyce u = f(i).
41. Podać układ prostego stabilizatora jako obwodu nieliniowego i na wykresie omówić zasady jego pracy.
42. Podać jakie wielkości opisują pole elektryczne? W jakich wyrażają się jednostkach?
43. Podać prawo Gaussa. Stosując to prawo wyznaczyć natężenie pola elektrycznego od ładunku punktowego i ładunku liniowego.
44. Podać prawo Coulomba. Obliczyć siłę wzajemnego oddziaływania dwóch ładunków punktowych umieszczonych w podanych punktach przestrzeni.
45. Przedstawić na rysunku siły wzajemnego oddziaływania 3 ładunków punktowych umieszczonych w podanych punktach przestrzeni.
46. Omówić od jakich parametrów zależy maksymalne napięcie jakie można przyłożyć do pojedynczego przewodu nad ziemią. Dlaczego w liniach napowietrznych stosuje się przewody rurowe i wiązkowe?
47. Obliczyć maksymalne napięcie jakie można przyłożyć do kabla koncentrycznego o podanych wymiarach i podanej wytrzymałości elektrycznej dielektryka.
48. Podać jak zmienia się natężenie pola elektrycznego na granicy dwóch ośrodków o różnych przenikalnościach dielektrycznych.
49. Wyznaczyć jakie maksymalne napięcie można przyłożyć do podanego układu o dwóch warstwach o różnych przenikalnościach dielektrycznych i różnych wytrzymałościach elektrycznych. Jakie ma to zastosowania praktyczne?
50. Wyznaczyć rozkład napięcia w podanym obwodzie złożonym z pojemności.
51. Podać prawo Ampera. W jaki sposób zależy indukcja magnetyczna od nieskończenie długiego przewodu z prądem w funkcji odległości od przewodu?
52. Podać zależność określającą indukcyjność własną podanego układu przewodów (linia dwuprzewodowa, uzwojenie toroidalne, cewka solenoidalna).
53. Podać i objaśnić wzór na siłę elektrodynamiczną oddziaływania dwóch podanych przewodów z prądem.
54. Obliczyć siły i moment działający na ramkę z prądem umieszczoną w polu magnetycznym.
55. Wyznaczyć prąd w uzwojeniu elektromagnesu o podanych wymiarach i podanej przenikalności magnetycznej ferromagnetyka o stałej wartości, w którym zwora jest przyciągana z podaną siłą.
56. Obliczyć siłę z jaką przyciągana jest zwora w elektromagnesie o podanych wymiarach, podanym prądzie w uzwojeniu i stałej przenikalności magnetycznej ferromagnetyka.
57. Wyznaczyć rezystancję izolacji przewodu koncentrycznego.
58. Wyznaczyć rezystancję uziomu półkulistego. Co to jest napięcie krokowe i dotykowe?
59. Podać i objaśnić na przykładach warunki powstawania SEM indukowanej. Podać odpowiednie wzory.
60. Co to jest “SEM rotacji” i “SEM transformacji”?
61. Obliczyć wartość skuteczną SEM indukowanej w uzwojeniu w kształcie prostokąta wirującym w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B.
62. Obliczyć wartość skuteczną SEM indukowanej w transformatorze.
elzit