1. Podać zjawisko wykorzystywane w źródłach chemicznych

Dysocjacja elektrolityczna - proces samorzutnej jonizacji (rozpadu na jony) wodnych roztworów kwasów, zasad i soli.

Elektroliza - Procesy towarzyszące zjawisku powstawania prądu w elektrolicie.

2. Wymień źródła energii elektrycznej

Źródła energii elektrycznej:

1. Prądu przemiennego

• prądnice synchroniczne

2. Prądu stałego

• prądnice prądu stałego

• chemiczne źródła prądu (ogniwa pierwotne i wtórne)

• ogniwa paliwowe

• ogniwo fotowoltaiczne (fotoogniwa)

3. Czym charakteryzują się pierwotne i wtórne źródła energii elektrycznej

Ogniwo galwaniczne pierwotne (bateria) - nieodwracalny przetwornik energii chemicznej w energię elektryczną. Przy rozładowaniu ogniwa następuje zużycie materiałów z których wykonane jest ogniwo. Bateria - kilka ogniw połączonych w jednym kierunku.

Ogniwo galwaniczne wtórne (akumulator) - odwracalny przetwornik energii chemicznej w energię elektryczną. Po wyczerpaniu energii ogniwa (rozładowaniu) można ponownie „napełnić” ogniwo (naładować) przez przepuszczenie prądu w przeciwnym kierunku.

4. Podaj reakcję chemiczną zachodzącą w ogniwach Leclanche

Reakcja chemiczna

Zn + 2NH₄Cl ZnCl₂ + H₂ + 2NH₃ (amoniak)

MnO₂ + H₂ MnO + H₂O

El. dodatnia - MnO₂ (braunsztyn)

El. ujemna− Zn (cynk)

Elektrolit−NH₄Cl (salmiak)

5. Jaką rolę w ogniwach Leclanche spełnia depolaryzator

Depolaryzator - (dwutlenek manganu, braunsztyn) MnO₂

Depolaryzator -> substancja, która w odpowiednim zakresie potencjałów wydziela się na elektrodzie, odbierając ładunek od elektrody i stabilizując jej potencjał

W celu zmniejszenia ujemnych skutków polaryzacji stosuje się specjalne substancje chemiczne, zwane depolaryzatorami, np. braunsztyn MnO₂.

6. Co to jest pojemność elektryczna źródła prądu stałego

Pojemność znamionowa elektryczna Q_{el zn}; (C) [Ah]- ilość elektryczności którą źródło oddaje w czasie wyładowania w warunkach znamionowych określonych przez producenta ( prąd wyładowania, temperatura otoczenia, napięcie końcowe wyładowania). Pojemność najczęściej określana jest dla wyładowania prądem 5-cio, 10-cio lub 20-to godzinnym w temperaturze pokojowej.

7. Z jakich elementów składa się transformator

Transformator służy do przetwarzania energii elektrycznej jednym napięciu na energię elektryczną o innym napięciu. Transformator jest urządzeniem odwracalnym

Transformatory można podzielić na: energetyczne (istotna sprawność) sygnałowe (istotne parametry inne niż sprawność)

Budowa transformatora obwód magnetyczny (rdzeń) wykonany z materiału magnetycznie miękkiego (stal elektrotechniczna) obwody elektryczne (uzwojenia) wykonane z drutu nawojowego miedzianego pokrytego emalią izolacyjną.

Zasada działania Przetwarzanie energii elektrycznej w transformatorze na zjawisku indukcji elektromagnetycznej wzajemnej

8. Podaj i objaśnij wzór na napięcie indukowane w transformatorze

Napięcia indukowane (wartości chwilowe)

,

Φ - strumień główny

z₁- liczba zwojów uzwojenia pierwotnego

z₂- liczba zwojów uzwojenia wtórnego

Wartości skuteczne napięć indukowanych

• w uzwojeniu pierwotnym

• w uzwojeniu wtórnym

9. Jak zmienia się w transformatorze prąd pierwotny przy zmianie prądu wtórnego

Samoregulacja transformatora:

gdy I2 ↑to Φ↓E1↓I1↑

I₁ - prąd pierwotny

I₂ - prąd wtórny

10. Jakie straty występują w transformatorze i z jakimi zjawiskami są one związane

Straty mocy w transformatorze.

Całkowita moc strat - P_str = P_cu + P_fe + P_iz = P_cu + (P_μ + P_w) + P_iz

Pstr - moc strat

Pcu - straty mocy w uzwojeniach Pcu=I₁² * R₁ + I₂² * R₂

Pfe -straty mocy w rdzeniu

P_μ - s.m. histerezowe P_μ= c_h * f * B²

Pw - s.m. wiroprądowe Pw = c_w * f² * B²

Piz - s.m. w izolacji

Straty mocy w rdzeniu związane są z jego nagrzewaniem się, czyli oddawaniem energii (jaki również mocy) do otoczenia. Straty histerezowe są spowodowane przemagnesowaniem rdzenia. Straty prądowirowe są spowodowane nagrzewaniem się rdzenia.

Straty mocy w izolacji są spowodowane nieszczelnością izolacji oraz jej pewną rezystancją, na której odkłada się napięcie i moc.

Straty mocy w uzwojeniu są związane z występowaniem prądów wirowych.

11. Od czego zależą straty w uzwojeniu transformatora

Straty mocy w uzwojeniach zależą od prądów przez nie płynących i od ich rezystancji.

Pcu=I₁² * R₁ + I₂² * R₂

12. Od czego zależą straty w obwodzie magnetycznym

Od prądów wirowych, histerezy i stałych materiałowych.

13. Jak pracuje tranzystor w stabilizatorze kompensacyjnym o regulacji ciągłej?

Stabilizatory kompensacyjne zawierają element regulujący, którego rezystancja zależy od doprowadzonego sygnału z układu sterowania (jest to tranzystor, który pracuje jak rezystancja o regulowanej wartości). Na tym elemencie występuje spadek napięcia a za tym również mocy. W obwodzie ujemnego sprzężenia zwrotnego zachodzi porównanie napięcia wyjściowego z napięciem wzorcowym. Sygnał na końcu układu porównującego po wzmocnieniu przechodzi do układu sterowania, a ten tak oddziałuje na element regulacyjny, że zachodzi kompensacja napięcia.

14. Na jakiej zasadzie działa ograniczenie prądowe w stabilizatorze kompensacyjnym?

Ograniczenie prądowe w stabilizatorze kompensacyjnym działa na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego. Oddziałuje ono tak na element regulacyjny, że średnia wartość napięcia wyjściowego pozostaje stała.

15. Rola filtru LC w stabilizatorze impulsowym

Filtr ten pełni rolę elementu wygładzającego (uśredniającego) napięcie.

16. Schemat przetwornicy DC-DC i istota jej działania

17. Jak zwiększyć napięcie stałe?

Należy zastosować przetwornicę DC-DC, która umożliwi wzrost napięcia stałego.

18. Jak z napięcia stałego uzyskać przemienne?

19. Schemat blokowy zasilacza bezprzerwowego. (tak jak ostatnie)

20.Czym różnią się od siebie układy prostownicze jednokierunkowe i dwukierunkowe

Układy jednokierunkowe prostują napięcie tylko przez pół okresu, natomiast układy dwukierunkowe prostują przez cały okres.

21.Jak definiuje się współczynnik pulsacji napięcia wyjściowego z prostownika

Współczynnik pulsacji (tętnień) napięcia kp definiowany jako stosunek

amplitudy składowej zmiennej napięcia wyjściowego Uot do wartości średniej napięcia (składowej stałej) wyjściowego Uo, gdzie Unm jest amplitudą n-tej harmonicznej, UIm -amplitudą pierwszej.

22.Jaka jest zależność między amplitudą wartości skutecznej i wartością średnią

Wartość skuteczna napięcia zmiennego

Wartość średnia napięcia (składowa stała):

23.Jak w układzie prostowniczym zachowuje się składowa zmienna przy załączeniu w szereg indukcyjności

Składowa zmienna w układzie prostowniczym przy załączeniu w szereg indukcyjności :

-w układzie jednokierunkowym-jednofazowym
maleje

-w układzie jednokierunkowym-dwufazowym

24.Jak w układzie prostowniczym zachowuje się składowa stała przy przyłączeniu równolegle pojemności

W układzie prostowniczym po przyłączeniu równolegle pojemności składowa stała przyjmuje kształt zbliżony do piłokształtnego.

25.Narysuj układ prostowniczy mostkowy jednofazowy (Gretza)

26.Dla układu jednofazowego jednokierunkowego przebieg napięcia (prądu) na równoległej pojemności

27.Czym charakteryzuje się filtr pasywny i aktywny

Filtry aktywne zawierają elementy aktywne (tranzystory). Nie tłumią sygnału w paśmie przenoszenia a mogą go nawet wzmocnić.

28.Jakie elementy są wykorzystywane w filtrach pasywnych i jak się je włącza w układ

Elementami w filtrach pasywnych są R, L, C. Włączamy je w następujący sposób:

29.Jak dzielimy filtry pasywne

Filtry pasywne dzielimy na:

-dolnoprzepustowe

-górnoprzepustowe

-środkowoprzepustowe

- pasmowoprzepustowe

30.Jaka jest droga postępowania przy doborze współczynników wygładzania RLC

W zależności od zastosowania stosujemy filtry z wejściem:

- pojemnościowym - dla małych mocy (dużych rezystancji obciążenia)

-dużej rezystancji wewnętrznej układu prostowniczego zaworów i transformatora) składowa zmienna odkłada się na przede wszystkim na rezystancji wewnętrznej.

- indukcyjnym -dużych mocy (małych rezystancji obciążenia)

-małej rezystancji wewnętrznej układu prostowniczego.

31.Narysuj schemat przykładowego filtru typu Π i Γ

32.Kiedy i w jakim celu stosuje się stabilizatory napięcia stałego

Stabilizatory napięcia stałego stosuje się w zasilaczach napięcia stałego.

Umieszcza się go za filtrem a przed obciążeniem. Stabilizator utrzymuje stałe wyjściowe U₀ niezależnie od zmian prądu, napięcia wyjścia , czasu oraz temperatury otoczenia.

34. Kiedy i w jakim celu stosuje się stabilizator napięcia stałego.

Stosuje się w zasilaczach prądu stałego. Używa się go za filtrem, a przed obciążeniem. Utrzymuje stałe napięcie wyjściowe niezależnie od zmian prądów, napięcia wejściowego, czasu i temperatury otoczenia.

35. Podział stabilizatorów.

- parametryczne

- kompensacyjne

-ciągłe

-impulsowo-ciągłe

-impulsowe

36. Ch-ka napięciowo-prądowa diody Zenera.

Dużym zmianom prądu towarzyszą małe zmiany napięcia.

37.Na czym polega istota w stabilizatorze kompensacyjnym o regulacji ciągłej

Działanie tego typu stabilizatora opiera się na diodzie Zenera.

38.Na czym polega sprzężenie zwrotne w stabilizatorze kompensacyjnym

Stabilizator ten jest regulowany. Polega na zastosowaniu sprzężenia zwrotnego regulującego napięcie na obciążeniu.

Zalety:

− stosunkowo prosty układ w porównaniu z układem regulacji impulsowej,

− najniższy ze wszystkich typów stabilizacji poziom zakłóceń i tętnień napięcia wyjściowego,

− duża szybkość działania.

Wady:

− mniejsza sprawność i większe wymiary w stosunku do stabilizatora impulsowego

39.Na czym polega istota w stabilizatorze kompensacyjnym o regulacji impulsowej

Zalety:

− największa sprawność ze wszystkich typów stabilizatorów (element regulacyjny pracuje dyskretnie - w stanie nasycenia i odcięcia),

− mniejsza masa i wymiary niż stabilizatora o regulacji ciągłej,

Wady:

− poziom zakłóceń i tętnień większy niż w stabilizatorze o regulacji ciągłej,

− skomplikowana budowa (elementy indukcyjne...).

40. Jaką rolę pełni tranzystor w stabilizatorze kompensacyjnym:

Reguluje napięcie wyjściowe (jest układem sterującym i porównującym).

41.Ograniczenia napięciowe stabilizatora kompensacyjnego

Stabilizator działa poprawnie, jeżeli tranzystory pracują w zakresie aktywnym a dioda Zenera w zakresie stabilizacyjnym

42.Jaką rolę pełni filtr LC w stabilizatorze kompensacyjnym o regulacji impulsowej

Pełni role ukladu uśrednającego napięcie. (z impulsu prostokątnego na stałe)

43.Przetwornice DC/DC

Są to uklady regulujace poziom stalego napiecia wejsciowego, zapewniajace izolacje galwaniczna i stabilizujace napiecie na wyjsciu...

44.Schemat: wejscie U stalego wy.U stabilzowanego

45.Istota przetwornicy DC/DC

Przetworzenie pradu stalego o małej wartości napiecia w wprad staly o wyższym napięciu i biegunowosci zgodnej lub przeciwnej.

46.Jak zmienia się napięcie stałe

napiecie stałe zwieksza się.

47.Co to jest UPS

To awaryjny zasilacz bezprzerwowy gwarantujący ochronę urządzeń przed spadkami napiecia i przepieciami.W razie zakłóceń w pracy podstawowego źródła zasilania zasilacz bezprzerwowy automatycznie włącza normatywne zasilanie z akumulatorów.

48. Do czego jest wykorzystywany UPS

UPS stosowany jest do stabilizacji napięcia i czasowej kontynuacji pracy na urządzeniach do niego podłączonych nawet w przypadku zaniku napięcia

49.Różnica między zasilaczami on-line i off-line

Zasilacz awaryjny online pracuje caly czas i nie ma stanów przejściowych przy zaniku zasilania na obciazeniu natomiast off-line zalacza akumulatory dopiero po zaniku zasilania co powoduje stany przejsciowe.

50.Narysować podstawowe układy i omówić ich działanie w zasilaniu normalnym i awaryjnym

Falownik dc/ac

prostownik

Filtr LC

Zalety zasilacza On-line:

Ciągłe, bezprzerwowe zasilanie, brak stanów przejściowych na obciążeniu przy zaniku

zasilania, automatyczny bypass , duży zakres napięcia wejściowego, możliwość

wydłużenia czasu pracy bateryjnej, bogate wyposażenie opcjonalne

Wady:

Większa ilość komponentów, wyższa cena

Zalety zasilacza Off-Line: niska cena, cicha praca, małe gabaryty, prosta obsługa,

możliwość podwyższania lub obniżania napięcia wyjściowego bez użycia energii z

akumulatorów (układ AVR), zabezpieczenie przepięciowe

Wada: przenoszenie zakłóceń częstotliwości i kształtu napięcia do odbiorników

podczas pracy normalnej

---