ELEKTROTECHNIKA
Skąd nazwa „elektryczność”?
od greckiego tłumaczenia słowa bursztyn -elektron
Jakie są rodzaje ładunków elektrycznych?
elektron - ładunek ujemny, proton - ładunek dodatni
Dlaczego przyjęto, że prąd płynie z plusa do minusa?
elektrony poruszają się zawsze w stronę potencjału dodatniego . Jednak kiedy ta nauka o tych zjawiskach jeszcze raczkowała i nie wiedziano, że prąd elektryczny wywołany jest przepływem elektronów właśnie w tym kierunku przyjęto, że prąd płynie z potencjału dodatniego do ujemnego. I tak już zostało
Co to jest pole elektryczne?
Przestrzeń wokół ładunku, w którym na inne ciała działa siła elektrostatyczna
Jak się definiuje potencjał elektryczny? Jaki ośrodek (obiekt) on opisuje?
Potencjałem elektrycznym dowolnego punktu P, pola nazywa się stosunek pracy W wykonanej przez siłę elektryczną przy przenoszeniu ładunku q z tego punktu do nieskończoności, do wartości tego ładunku:
Stosunek pracy, jaką trzeba wykonać do doprowadzenia ładunku poza pole do wartości tego ładunku. Opisuje pole elektryczne.
Jak się definiuje napięcie elektryczne? Jaki ośrodek (obiekt) ono opisuje?
różnica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami obwodu elektrycznego lub pola elektrycznego. Symbolem napięcia jest U. Napięcie elektryczne to stosunek pracy wykonanej podczas przenoszenia ładunku między punktami, dla których określa się napięcie, do wartości tego ładunku.
Co to jest prąd elektryczny?
uporządkowany ruch elektronów
Jaki jest mechanizm przepływu prądu w przewodnikach metalowych?
przewodnictwo elektronowe - nośnikiem ładunków są elektrony
Jaki jest mechanizm przepływu prądu w elektrolitach?
przewodnictwo jonowe - nośnikiem prądu są jony
Co to jest i gdzie występuje prąd przesunięcia? Gdzie się go wykorzystuje?
Prąd elektryczny wywołany zmianą natężenia pola elektrycznego. Występuje w dielektrykach izolatorach elektrycznych)
Co wskazuje grot strzałki przy oznaczaniu napięcia?
punkt o wyższym potencjale
Co wskazuje grot strzałki przy oznaczaniu prądu?
kierunek przepływu prądu
Co to znaczy, że napięcie ma wartość ujemną?
Napięcie na odbiorniku ma potencjał w kierunku przeciwnym do źródła napięcia
Co to znaczy, że natężenie prądu ma wartość ujemną?
że prąd płynie w przeciwnym kierunku
Jak jest zastrzał kowane źródło a jak odbiornik?
Strzałka napięcia odbiornika ma kierunek przeciwny do prądu odbiornika, a źródło ma kierunek zgodny z kierunkiem prądu
Jak się wyznacza moc z jaką wykonuje pracę prąd elektryczny?
P=U*I=I2*R
Jakie są zależności między prądami i napięciami źródła i odbiorników przy połączeniu szeregowym odbiorników?
prąd płynący przez odbiornik i przez źródło jest taki sam. Suma napięć na odbiornikach jest równa napięciu źródła.
I=U/(R1+R2), UR1=I*R1, UR2=I*R2, U=UR1+UR2
Jakie są zależności pomiędzy prądami i napięciami źródła i odbiorników przy połączeniu równoległym odbiorników?
prąd wypływający ze źródła napięcia jest równy sumie prądów płynących przez odbiorniki.
I1=U/R1, I2=U/R2, I=I1+I2
Co mówi prawo Ohma?
Opisuje związek między napięciem przyłożonym do przewodnika (opornika), a natężeniem prądu przez ten odbiornik płynącego
I=U/R
Co to jest rezystancja? konduktancja?
Rezystancja, to parametr opisujący przewodność przewodnika, stosunek napięcia do prądu, przez który płynie ten prąd. Konduktancja to odwrotność rezystancji.
Czym charakteryzują się dobre przewodniki? Wymień najlepsze materiały przewodzące.
Charakteryzują się duża konduktancją (małą rezystancją).
Złoto, srebro, platyna
Jaka jest zależność rezystancji od temperatury dla przewodników metalowych? Do czego się ją wykorzystuje w miernictwie?
Rezystancja rośnie wraz ze wzrostem temperatury.
Do pomiaru temperatury - czujniki termorezystancyjne, np. PT100
W jaki sposób powstaje pole magnetyczne?
pod wpływem prądu elektrycznego płynącego w przewodniku
Jaka jest zależność elektryczności od magnetyzmu i odwrotnie? Co to jest indukcja elektromagnetyczna?
Bez elektryczności nie ma magnetyzmu. Elektryczność powstaje przy zmiennym polu magnetycznym
Powstanie siły motorycznej skutkiem zmiany pola magnetycznego nazywana indukcją elektromagnetyczną.
Co to są przebiegi okresowe? Czym jest okres? Czym częstotliwość?
to takie które powtarzają się cyklicznie
T=1/f - najmniejszy czas, po którym powtarza się oscylacja
f=1/T - liczba cykli w jednostce czasu (w ciągu 1sekundy)
Co to znaczy, że przebiegi są synchroniczne? Które ich parametry są jednakowe dla obydwu?
Mają jednakową częstotliwość, okres, amplitudy i przesunięcie fazowe
Co to jest wartość skuteczna? Co to znaczy, że napięcie ma wartość skuteczną 230V?
To takie napięcie prądu stałego, które przyłożone do tego samego opornika spowoduje wydzielenie w nim tyle samo ciepła co dany prąd przemienny.
Oznacza, że takie napięcie stałe, które wydzieli tyle samo ciepła, co napięcie zmienne.
Co to jest prądnica trójfazowa?
To prądnica, gdzie znajduje się elektromagnes i trzy cewki. Wytwarza prądy trójfazowe za pomocą indukcji elektromagnetycznej.
Gdzie i dlaczego stosuje się prądy trójfazowe?
Wszędzie w energetyce, ze względu na możliwość uzyskania wyższego napięcia, mocy.
W jaki sposób uzyskuje się wirujące pole magnetyczne w prądnicach?
trzeba mechanicznie kręcić magnesem lub elektromagnesem zasilanym stałym prądem elektrycznym, który jest wewnątrz prądnicy.
W jaki sposób uzyskuje się wirujące pole magnetyczne w silnikach?
muszą być 3 cewki równomiernie rozłożone, przez które będzie płynął 3-fazowy prąd.
Na czym polega skojarzenie obwodu trójfazowego w gwiazdę z przewodem neutralnym?
Przewód neutralny jest wyprowadzony np. z prądnicy, z punktu wspólnego (zerowego) powstałego w wyniku połączenia 3 uzwojeń w gwiazdę
Jakie napięcia są dostępne w układzie trójfazowym skojarzonym w gwiazdę z przewodem neutralnym? jakie są pomiędzy nimi zależności?
Są to napięcia fazowe Uf (napięcie między jedną dowolną fazą a przewodem neutralnym) i napięcia międzyfazowe U (napięcie między dwoma dowolnymi przewodami fazowymi), gdzie: Uf = U/√3 - napięcie fazowe jest mniejsze o pierwiastek z 3 od międzyfazowego. W Polsce napięcie fazowe wynosi 230V, a międzyfazowe - 400V
Jakie skojarzenie stosuje się na statkach? Dlaczego? Jakie napięcia są tam dostępne?
Skojarzenie w gwiazdkę z izolowanym punktem zerowym
Bo na statku nie ma przewodu zerowego i przebicie na masę nie ma zwarć ziemnozwarciowych
Napięcia tylko międzyfazowe
W jaki sposób otrzymuje się napięcie 230V na lądzie, a w jaki sposób na statku?
Na lądzie bezpośrednio podłączamy do jednej z faz i przewodu neutralnego, a na statku obniżany za pomocą transformatorów.
Co to jest agregat prądotwórczy?
Jest to urządzenie produkujące prąd elektryczny składający się z dwóch części: silnika napędowego (np. silnik spalinowy, który kreci wirnik prądnicy- wzbudnicę) i prądnicy
Jaka jest zależność prędkości obrotowej wirującego pola magnetycznego od częstotliwości prądu elektrycznego i liczby biegunów?
n=60f/p; p - liczba par biegunów, n-prędkość obrotowa[obroty /min]
Co to jest prądnica samowzbudna? Jak w niej następuje samowzbudzenie?
Prądnica samowzbudna wykorzystuje magnetyzm szczątkowy prądnicy do samowzbudzenia się i dlatego nie potrzebuje zewnętrznego źródła do zasilania cewki wzbudzenia tej prądnicy.
Po co w prądnicy regulator napięcia?
Utrzymuje stałe napięcie w sieci elektrycznej i nie jest zależne od obciążenia
Do czego służy i jak funkcjonuje prostownik?
Zamienia prąd przemienny na stały
Co to jest prądnica bezszczotkowa?
źródło prądu wzbudzenia jest na części wirującej, nie ma pierścieni i szczotek
Co to jest prądnica wałowa? Jakie korzyści daje jej zastosowanie?
Stosowana tylko na statkach, napędzana z silnik głównego
Niższe koszty (tańsze paliwo), silnik ma większa sprawność
Od czego zależna jest częstotliwość napięcia prądnicy wałowej? Czy jest ona stała?
Od tego jak szybko kręci się wał silnika, a to zależy od położenia geograficznego statku i warunków klimatycznych, od zmiany obciążenia silnika
Nie jest stała
Co to jest falownik? Jak działa?
Urządzenie elektryczne zamieniające prąd stały, którym jest zasilane, na prąd przemienny o regulowanej częstotliwości wyjściowej. w falowniku zastosuje się modulację szerokości impulsów wykonywana poprzez przełączenie tranzystorów lub tyrystorów pomiędzy stanem przewodzenia a stanem zaporowym. W stanie zaporowym prąd praktycznie nie płynie, a w stanie przewodzenia prąd Płynie i występuje niewielki spadek napięcia
Do czego służą falowniki w elektrowniach z prądnicami wałowymi?
Do uzyskania napięcia przemiennego o stałej częstotliwości.
Dlaczego w elektrycznych liniach przesyłowych stosuje się wysokie napięcie?
Aby ograniczyć straty na przewodach, liniach przy przesyle mocy eletrycznej. Podwyższając napięcie zmniejszamy prąd przy tej samej mocy przesyłanej. Straty są zależne od kwadratu prądu, czyli zmniejszając prąd zmniejszamy straty, a także można ograniczyć przekroje przewodów przesyłowych
Dlaczego wysokie napięcie wprowadzane jest na statki?
Ze względu na instalowane coraz większe moce odbiorników,w ten sposób ograniczmy prąd płynący w przewodach i można ograniczyć ich przekroje a takze straty na przewodach.
Co to jest transformator, na jakiej zasadzie funkcjonuje, do czego służy?
maszyna elektryczna służąca do przenoszenia prądu elektrycznego przemiennego droga indukcji z jednego obwodu do drugiego, zbudowany jest z uzwojeń nawiniętych na rdzeniu magnetycznym. Służy do podwyższania lub obniżania napięcia.
Kiedy powstaje łuk elektryczny?
Gdy iskra przeskoczy w pewnym połączeniu przy dużych prądach (rzędu setek, tysięcy amperów) i przez chwilę prąd popłynie „w powietrzu”
Kiedy powstaje przepięcie na wyłączniku?
gdy wyłączamy prąd w obwodzie z polem magnetycznym
Do czego służy komora gaszeniowa w wyłączniku?
ogranicza oddziaływanie łuku elektrycznego przez wydmuch elektryczny(następuje podział tego łuku na części i schłodzenie).
Po co jest dławik w obwodzie z falownikiem?
By wygładzać prąd z falownika
Jaka jest zasada działania silnika indukcyjnego? Dlaczego nazywa się go silnikiem indukcyjnym?
Nazwa stąd, że działa na zasadzie indukcji prądów w wirniku.
Dlaczego silnik indukcyjny nazywany jest także silnikiem asynchronicznym?
gdyż działa tylko wtedy gdy wirnik silnika nie jest synchroniczny z polem magnetycznym
Jakie są podstawowe zalety i jaka główna wada silnika indukcyjnego?
prosty, tani, niezawodny
problemy z regulacją prędkości obrotowej(dlatego stosujemy falowniki)
Jakie są możliwości regulacji prędkości obrotowej silnika indukcyjnego?
za pomocą przełączonej liczby par biegunów magnetycznych (cewek),falowniki, przez zmianę rezystancji w wirniku(silniki asynchroniczne pierścieniowe)
Co to jest silnik wielobiegowy?
Silnik, w którym można zmieniać połączenia uzwojeń,w ten sposób zmieniamy liczbę par biegunów.
W jaki sposób reguluje się prędkość obrotową silników indukcyjnych za pomocą falowników?
Najczęściej stosowana jest regulacja U/f =const czyli zmieniając napiecie musimy zmieniać częstotliwość napięcia tak aby ta zależność była stała.Zmieniając częstotliwość zmieniamy prędkość obrotową silnika.
Na jakiej zasadzie fizycznej działa żarówka?
energia elektryczna jest przekształcana na ciepło (promieniowanie cieplne)
Z jakiego metalu robi się w żarówkach włókna i dlaczego?
z wolframu bo ma wysoką temperaturę topnienia
Czym się różnią żarówki stosowane na statkach do żarówek stosowanych na lądzie?
mają inne trzonki, są odporne na wibracje.
Co to są lampy żarowo-halogenowe?
W bańce oprócz gazu neutralnego, którym jest zazwyczaj argon jest stosowana mieszanina gazu z grupy chlorowców zwana halogenami
Na jakiej zasadzie fizycznej działa świetlówka?
wyładowania w gazie
Co to jest efekt stroboskopowy? jakie stwarza zagrożenia i jak się im przeciwdziała?
jest okresowo migające oświetlenie
może być niebezpieczne jeśli wystąpi podczas obsługi maszyn mających ostre będące w ruchu obrotowym części (wydaje się że się nie ruszają)
stosowanie opraw oświetleniowych z układami antystroboskopowymi. Dwie świetlówki połączone z różnych faz lub jedna świetlówka zasilana przez kondensator ,a druga bezpośrednio.Efekt stroboskopowy jest niebezpieczny przy obsłudze elementów wirujących, jeśli prędkość wirowania jest równa częstotliwość migotania swiatła lub jej całkowitą wielokrotnością to obsługującym tą maszynę wydaje się ,ze element wirujący jest nieruchomy.
Do czego w świetlówce służy dławik?
daje silne pole magnetyczne,w trakcie rozruchu służy do generowania napięcia generowania przepięcia służącego do zapłony świetlówki ,a gdy już świetlówka świeci, ma na celu ograniczyć prąd płynący przez tą świetlówkę aby nie uległa uszkodzeniu.
Do czego w świetlówce służy zapłonnik (starter)? Jakie jest jego działanie?
Działa jak przerywacz prądu i razem z dławikiem ma wytwarzać wysokie napięcie.
powoduje przepięcie
Co to jest lampa energooszczędna?
To lampa kompaktowa z zapłonem elektronicznym i zbudowana jest podobnie jak świetlówka.
Na jakiej zasadzie fizycznej działa rtęciówka?
Źródłem światła jest rurka ze szkła kwarcowego nazywana jarznikiem,w której znajduje się rtęć. W lampach panuje wysokie ciśnienie.
Co to jest rażenie bezpośrednie, a co rażenie pośrednie?
bezpośrednie - powstaje wskutek przepływu prądu przez ciało człowieka, a pośrednie - bez przepływu przez ciało człowieka , poparzenia cieplne od łuku elektrycznego
Czy napięcie bezpieczne ma mniejszą wartość dla prądu stałego, czy dla prądu zmiennego? Dlaczego?
Ma mniejszą dla prądu zmiennego.
Co to jest uziemienie ochronne i na czym polega jego działanie przeciwporażeniowe?
polega na połączeniu części przewodzących urządzeń elektrycznych nie będących normalnie pod napięciem z uziomem, co umożliwi, w chwili pojawienia się na tych częściach napięcia, zadziałanie zabezpieczenia elektrycznego
działanie przeciwporażeniowe- przerywają obwód elektryczny
Co to jest wyłącznik różnico prądowy i na czym polega jego działanie przeciwporażeniowe?
porównuje prąd w dwóch przewodach, jeśli są różne(czyli występuje upływność) to odłącza napięcie.