1.Rola kondensatora w obwodzie elektrycznym stałym i zmiennym

Prąd zmienny:  w obwodzie prądu zmiennego kondensator zachowuje się jak źródło napięcia: nie zmienia składowej stałej napięcia w miejscu, do którego zostanie podłączony, i jednocześnie stanowi zwarcie dla składowej zmiennej. Dzięki temu kondensator można wykorzystać do przenoszenia sygnału (rozumianego jako zmiany prądu lub napięcia) pomiędzy różnymi fragmentami układu w taki sposób, że transmitowana jest tylko składowa zmienna (sygnał), a przy tym nie ulegają zmianie stałoprądowe warunki pracy połączonych kondensatorem podukładów. W obwodzie prądu zmiennego kondensator stanowi pewien opór (reaktancja Xc). Przepływ prądu w kondensatorze polega na cyklicznym ładowaniu i rozładowaniu. Przykład z życia: zasilacz radiowy

Prąd stały: w obwodzie prądu stałego prąd także płynie, ale jest to tak zwany stan nieustalony, trwający do czasu pełnego naładowania. Kondensator w obwodzie prądu stałego (po naładowaniu) stanowi „przerwę”.  Gdy podłączymy (rozładowany) kondensator przez rezystor do źródła napięcia stałego, kondensator zacznie się ładować. W pierwszej chwili całe napięcie zasilania "odłoży” się na rezystorze (pusty kondensator stanowi zwarcie) i będzie płynął prąd który ładuje kondensator (I=Uzas/R). W miarę upływu czasu ( w miarę jak kondensator się ładuje) napięcie na kondensatorze rośnie a na rezystorze maleje (Uzas=UR+Uc) i gdy napięcie na kondensatorze osiągnie wartość równą napięcia zasilania, prąd w obwodzie przestanie płynąć. Następuje sytuacja jakby obwód był rozwarty. Dlatego mówi się, że kondensator stanowi przerwę w obwodzie prądu stałego. 

Jeżeli odłączymy kondensator od układu: nadal na tym kondensatorze będzie panowało napięcie zasilana, do którego kondensator naładował się. 
Gdy do kondensatora dołączymy rezystor, zacznie płynąc prąd, który powoduje rozładowanie kondensatora. Napięcia na kondensatorze będzie maleć, a tym samym i napięcie na rezystorze, aż do całkowitego rozładowana kondensatora. 

2. Rezonans prądu w obwodzie elektrycznym (schemat, warunki występowania, zależności rezonansowe, wykorzystanie)

Warunkiem koniecznym powstania rezonansu jest jednoczesne występowanie w obwodzie elementów reaktancyjnych: indukcyjności i pojemności.

Występuje w obwodach połączonych równolegle, gdzie częstotliwość napięcia zasilania równa jest F₀. Częstotliwość taką nazywamy rezonansową .Rezonans to taki stan obwodu elektrycznego w którym reaktancja wypadkowa jest równa 0.W stanie rezonansu napięcie i prąd na zaciskach rozpatrywanego obwodu s ą zgodne w fazie. Obwód będący w stanie rezonansu nie pobiera ze źródła mocy biernej .Obwód osiąga stan rezonansu jeśli częstotliwość doprowadzonego do obwodu napięcia sinusoidalnego jest równa częstotliwości rezonansowej.

Wykorzystanie: Między innymi we wszelkiego rodzaju szeroko rozumianych odbiornikach radiowych do np. dostrajania odbiorników do częstotliwości nośnej. W energetyce zjawisko rezonansu wykorzystuje się do kompensacji mocy biernej.

3. Co to jest SEM i w jaki sposób ją wytworzyć

SEM- Siła elektromotoryczna, praca wykonana w obwodzie elektrycznym przez siły zewnętrzne nad ładunkiem jednostkowym (umownie - dodatnim). Jest to czynnik powodujący przepływ prądu w obwodzie elektrycznym równy energii elektrycznej uzyskanej przez jednostkowy  ładunek przemieszczany w urządzeniu (źródle) prądu elektrycznego w przeciwnym kierunku do sił pola elektrycznego oddziałującego na ten ładunek.

Siła elektromotoryczna jest najważniejszym parametrem charakteryzującym źródła energii elektrycznej zwane też źródłami siły elektromotorycznej, są nimi prądnice (prądu stałego i przemiennego), baterie, termopary, fotoogniwa.

4. Z jakich powodów stosujemy rachunek liczb zespolonych do rozwiązywania niektórych (jakich?) obwodów elektrycznych

Umożliwia uproszczoną analizę obwodów elektrycznych prądu przemiennego. Możliwe jest to dzięki algebralizacji równań różniczkowo-całkowych poprzez odwzorowanie przebiegów prądu i napięcia w postaci funkcji symbolicznej. Stwarza to możliwość analizy obwodu prądu przemiennego z wykorzystaniem metod używanych podczas analizy obwodów prądu stałego, a więc metody potencjałów węzłowych, metody prądów oczkowych, twierdzenia Thevenina-Nortona itd.

Liczby zespolone mogą być wykorzystywane tylko do analizy obwodów liniowych, w których wszystkie źródła energii dostarczają sinusoidalnych prądów i napięć o tej samej częstotliwości. Innymi słowy, liczby zespolone nie mogą być wykorzystane do analizy przebiegów odkształconych.

5. W jaki sposób chronimy człowieka przed porażeniem prądem elektrycznym – rozwiązanie systemowe

*Wyłączniki nadprądowe- bezpieczniki chroniące instalację przed skutkami zwarcia lub nadmiernego obciążenia.

*ograniczniki poboru prądu- wyłącznikami pierwszeństwa instalowane są w budynkach, w których energia elektryczna wykorzystywana jest do gotowania, ogrzewania i przygotowania ciepłej wody. Ich działanie polega na automatycznym odłączeniu zasilania np. ogrzewania, gdy równocześnie korzysta się z kuchenki elektrycznej.

*wyłączniki różnicowoprądowe- Jego działanie polega na porównywaniu prądu płynącego w przewodzie fazowym i neutralnym - gdy pojawi się różnica przekraczająca jego prąd uruchomienia (zwykle 30 mA) nastąpi szybkie odłączenie zasilania.

*ochronniki przeciwprzepięciowe- zabezpieczają urządzenia elektroniczne (komputery, sprzęt audio - video) przed impulsami wysokonapięciowymi, które mogą pojawić się w domowej instalacji elektrycznej na skutek wyładowań atmosferycznych lub awarii w sieci elektroenergetycznej. 

6.Prawo Ohma dla obwodu magnetycznego.

jest analogią prawa Ohma dla obwodu elektrycznego. Dla zamkniętego obwodu magnetycznego prawo jest zależnością:

φ_m=$\frac{\text{IN}}{\text{Rm}}$

φ_m-strumień magnetyczny (straty dla wszystskich odcinków obwodu

I-prąd magnetyczny płynący rzez obwód

N, Rm-całkowita relunktancja obwodu

2. Obwód równoległy RLC prądów (wykres wskazowy...)

7.Co to znaczy stan ustalony i nieustalony?

Stan nieustalony (przejściowy)-w teorii sterowania, stan dla któ®ego w układzie występują zmiany sygnału. Następuje do momentu ustalenia się wartości sygnału wyjściowego.

(Przebiegi zbliżające się do stanu ustalonego (w tym przypadku wartości zero) dla układu o różnych wartościach współczynnika tłumienia)

Stan ustalony- stan układu fizycznego, którym opis tego układu jest niezależny od zmiennej czasu. Należy nie oznacza to braku ruchu, przepływu ciepła itp., a jedynie niezmienność tych wielkości w czasie.

8.W jaki sposób wytworzyć pole magnetyczne wirujące?
Pole magnetyczne wirujące można wytworzyć za pomocą układu cewek nieruchomych, umieszczonych w stojanie pod odpowiednim kątem względem siebie i zasilanych prądami przesuniętymi względem siebie w fazie

1)Każda cewka podłączona jest do innej fazy (zasilanie~3f~)

2)wokół każdej cewki wytwarza się pulsujące pole

magnetyczne

3)3 nieruchome w przestrzeni pola pulsujące

wytwarza wypadkowe pole magnetyczne

4)To wypadkowe pole magnetyczne wiruje ze stałą prędkością względem nieruchomego układu cewek
Warunki powstawania pola wirującego:

- co najmniej dwa uzwojenia przesunięte względem siebie o pewien kąt (mechaniczny) na obwodzie maszyny

-prądy płynące w tych uzwojeniach muszą być przesunięte w fazie o pewien kąt (elektryczny)

9.W jaki sposób zmienić ee. na em.?

W układach elektromaszynowych następuje przetwarzanie:

-mechanicznej na elektryczną (w prądnicach),

-elektryczną na mechaniczną (w silnikach)

- elekt. jednego rodzaju na elekt. innego rodzaju ( w

transformatorach i przetwornikach)

Urządzenia elektromechaniczne przetwarające:

-energię mechaniczną na elektryczną (prądnica);

-elektryczną na mechaniczną (silnik elektryczny);

-elekt. na elekt. o innech parametrach (przetwoenica

elektryczna)

10. Prawo Ohma dla prądu stałego

stosunek napięcia U przyłożonego do końców przewodnika do natężenia prądu I płynącego przez przewodnik jest wielkością stałą i równą oporowi przewodnika. R=U/I.

Prawo Ohma obowiązuje ściśle tylko wówczas gdy przewodnik znajduje się w stałej temp.

R-rezystancja (opór elektryczny)[Ω] I-natężenie [A] U-napięcie [V]

Natężenie prądu jest wprost proporcjonalne do napięcia pomiędzy końcami przewodnika.

Prawo Ohma dla całego obwodu wyraża wzór:

gdzie: E – siła elektromotoryczna źródła prądu,
r_w – opór wewnętrzny źródła, R – opór zewnętrzny.

11. Obwód elektryczny RLC prądu zmiennego (wykres

wzorcowy napięć i przedstaw szczegółowe właściwości

obwodu.

Natężanie prądu w szer. obw. RLC z doprowadzonym napięciem sinusoidalnie zmiennym I=I_osin(ωt)

napięcie na zaciskach źródła: U=U₀sin(ωt+ϕ)

Impedancją (zawada) szeregowego obwodu RLC nazywamy całkowity opór takiego obwodu:

Z=$\sqrt{{R^{2} + (\omega L - \frac{!}{\text{ωC}})}^{2}}$

12. Co znaczy liniowy oraz nieliniowy obwód elektryczny Przykłady. Impedancje opornościowe

obwód liniowy: wszystkie elementy spełniają Prawo Ohma. Np. rezystor, kondensator, potencjometr, cewka.

Obwód nieliniowy: zawiera przynajmniej jeden element nieliniowy. Jest elementem obw. Elektrycznego, którego charakterystyka prądowo-napięciowa znacznie odbiega od linii prostej. Rezystancja takiego elementu nie jest stała, ale zależy od wartości przepływającego przez niego prądu. Np. żarówka, bareter lub warystor.

symbol rezystora nieliniowego

impedancja- wielkość charakteryzująca zależność między natężnieiem prądu i napieciem w obwodach pradu zmiennego.

13.W jaki sposób wytworzyć pole magnetyczne pulsujące.

Stałe pole magnetyczne jest wywoływane przez ładunki elektryczne znajdujące się w ruchu jednostajnym. Dlatego przepływ prądu wytwarza pole magnetyczne. Ładunki poruszają się ruchem zmiennym powodują powstanie zmiennego pola magnetycznego , która rozchodzi się jako fala elektromagnetyczna

1)do każdej cewki podłączamy do innego źródła prądu przemiennego (źródło 3 fazowe) 2)wokół cewek wytwarza się pole magnetyczne pulsujące.

14.Z jakich powodów stosuje się system ee prądu 3f?

-ma najlepszy stosunek wydajności do niskich kosztów

-Łatwość transformacji energii elektrycznej;

-możliwość względnie prostych (tanich) układów trójfazowych.

-można stosować transformatory, oraz skojarzone ukł. trójfazowe.

-Układ trójfazowy pozwala na uzyskanie wirującego pola magnetycznego.

-Wirujące pole magnetyczne umożliwia budowę silników prądu przemiennego w tym i silników indukcyjnych, które są znacznie tańsze, prostsze i bardziej niezawodne niż inne silniki.

15.Rola cewki w obwodzie elektrycznym

Element obwodu, który ma za zadanie gromadzić energię w wytwarzanym polu magnetycznym. Cewki zasilane prądem stałym, zwane elektromagnesami, są wykorzystywane do wytwarzania pola magnetycznego lub jego kompensacji, np. przy rozmagnesowaniu i pomiarach pola magnetycznego.

Przewodnik elektryczny nawinięty na rdzeń w n zwojach, charakteryzujący się dużą indukcyjnością statyczną L

Cewkę indukcyjną wykorzystuje się w urządzeniach elektrycznych jako elementy filtrów, obwodów drgających i dla zwiększenia indukcyjności układu.

16.Rezonans napięć w obwodach elektrycznych

Ma to miejsce przy wymuszeniu harmonicznym (sinusoidalnie zmiennym) wtedy, kiedy faza początkowa prądu w obwodzie będzie równa fazie początkowej napięcia na obwodzie.

Rezonans napięć w dwójniku szeregowym RLC: schemat obwodu-->

Częstotliwość i pulsacja przy której następuje rezonans nazywamy rezonansowymi. W rezonansie napięć obwodu szeregowego napięcia na indukcyjności i pojemności obwodu są sobie równe i zwykle większe od napięcia maksymalnego na zaciskach układu . Częstotliwość, przy której jest spełniony powyższy warunek, nazywa się częstotliwością rezonansową szeregowego obwodu rezonansowego

Impedancja zastępcza Z obwodu szeregowego złożonego z cewki i kondensatora wynosi:

gdzie: j – jednostka urojona, XL– reaktancja cewki (induktancja), XC – reaktancja kondensatora (kapacytancja), XL+ XC– reaktancja wypadkowa. Rezonans napięć następuje wtedy, gdy reaktancje cewki XL i kondensatora XC są sobie równe co do wartości bezwzględnej. Xl=-Xc. Zjawisko rezonansu prądów wykorzystuje się w elektroenergetyce do pełnej kompensacji mocy biernej odbiornika. W radiotechnice obwody rezonansowe LC wykorzystuje się jako filtry dla prądow o określonej częstotliwości oraz jako część składową wzmacniaczy rezonansowych..

17.Co to jest siła magnetomotoryczna i jak ją wytworzyć ? Siła magnetomotoryczna (wzdłuż linii zamkniętej)– to cyrkulacja wektora natężenia pola magnetycznego, czyli całka okrężna natężenia pola magnetycznego wzdłuż dowolnej zamkniętej krzywej:

gdzie H – natężenie pola magnetycznego obliczane wzdłuż pewnego zamkniętego konturu, którego nieskończenie małym elementem jest dl. Jednostką siły w SI jest amper.

Siła magnetomotoryczna wytwarzana jest poprzez magnetowód, czyli obwód elektryczny posiadający źródło zasilania, wytworzony przez ferromagnetyk, w celu ukształtowania pola magnetycznego. Układ zasilający dla obwodów magnetycznych stanowi zwojnica nawinięta na rdzeń. Cyrkulacja wektora natężenia pola magnetycznego czyli całka okrężna natężenia pola magnetycznego wzdłuż dowolnej zamkniętej krzywej i jest równa natężeniu prądu przepływającemu przez dowolną powierzchnię.

18.Co to jest moc bierna?

Moc bierna indukcyjna występuje wyłącznie w obwodach prądu zmiennego. Przepływa miedzy źródłem a odbiornikiem i nie jest zamieniana na pracę. Jest potrzebna do wzbudzania zmiennych pól magnetycznych silników, magnesowania rdzeni.

Moc bierna jest iloczynem wartości skutecznej napięcia, prądu i sinusa przesunięcia fazowego między napięciem i prądem. Q=IUsinϕ jednostka . Moc bierna nie może zamienić się w odbiornikach w inny rodzaj mocy. Moc ta pulsuje między źródłem a odbiornikiem. Pobór mocy biernej przez odbiorniki jest ograniczany (poprawa ). Wyróżnia się moc bierną indukcyjną i moc bierną pojemnościową .

19. Metoda przybliżeń do rozwiązania niektórych przybliżeń obwodów elektrycznych.

Stosujemy ze względu na obliczenia złożonych zagadnień. Każdy kolejny model matematyczny udoskonala się o kolejne poprawki, aż do uzyskania zgodności z danymi doświadczalnymi.

20. Pierwsze prawo Kirchoffa

Suma natężeń prądów wpływających do węzła jest równa sumie natężeń prądów wypływających z tego węzła.

21. Drugie prawo Kirchoffa

W zamkniętym obwodzie suma spadków napięć na oporach równa jest sumie sił elektromotorycznych występujących w tym obwodzie

Spis Treści:

1.(str.1)Rola kondensatora w obwodzie elektrycznym stałym i zmiennym

2. (str.2) Rezonans prądu w obwodzie elektrycznym (schemat, warunki występowania, zależności rezonansowe, wykorzystanie)

3. (str.3) Co to jest SEM i w jaki sposób ją wytworzyć

4. (str.3) Z jakich powodów stosujemy rachunek liczb zespolonych do

rozwiązywania niektórych (jakich?) obwodów elektrycznych

5. (str.4)W jaki sposób chronimy człowieka przed porażeniem prądem

elektrycznym

6. (str.4/5/6)Prawo Ohma dla obwodu magnetycznego

7. (str.6)Co to znaczy stan ustalony i nieustalony?

8. (str7.)W jaki sposób wytworzyć pole magnetyczne wirujące?

9. (str.7)W jaki sposób zmienić ee. na em.?

10. (str.8) Prawo Ohma dla prądu stałego

11. (str.9)Obwód elektryczny RLC prądu zmiennego (wykres

wzorcowy napięć i przedstaw szczegółowe właściwości

obwodu.

12. (str.10) Co znaczy liniowy oraz nieliniowy obwód elektryczny

13. (str.10)W jaki sposób wytworzyć pole magnetyczne pulsujące.

14. (str.11)Z jakich powodów stosuje się system ee prądu 3f?

15. (str.11)Rola cewki w obwodzie elektrycznym

16. (str.12)Rezonans napięć w obwodach elektrycznych

17. (str.13)Co to jest siła magnetomotoryczna i jak ją wytworzyć ?

18. (str.14)Co to jest moc bierna?

19. (str.14)Metoda przybliżeń do rozwiązania niektórych przybliżeń obwodów elektrycznych.

20. (str.15) Pierwsze prawo Kirchoffa

21. (str.15­­) Drugie prawo Kirchoffa