WYKŁAD I: WYBRANE KONFIGURACJE OBWODÓW PRĄDU SINUSOIDALNEGO

Sformułować wzór opisujący napięcie na gałęzi dzielnika napięcia sinusoidalnego

Sformułować wzór opisujący prąd w gałęzi dzielnika prądu sinusoidalnego

Narysować wykres wskazowy dzielnika napięcia (prądu) z gałęziami RLC

Opisać charakterystyki zewnętrzne rzeczywistych źródeł napięcia (prądu) sinusoidalnego

Warunek równoważności żródeł

Co to jest warunek dopasowania i kiedy występuje w obwodach RLC prądu sinusoidalnego

Impedancja zastępcza dwójników i trójników z elementami sprzężonymi magnetycznie

Zasada eliminacja sprzężenia magnetycznego w obwodach prądu sinusoidalnego

WYKŁAD II: PODSTAWOWE STRUKTURY OBWODÓW TRÓJFAZOWYCH

Co to jest obwód trójfazowy

Narysować i podać nazwy podstawowych układów połączeń elementów fazowych źródła, odbiornika oraz linii skojarzonego układu trójfazowego

Co to jest napięcie fazowe i przewodowe w obwodzie trójfazowym prądu sinusoidalnego

Co to są prądy fazowe i przewodowe w obwodzie trójfazowym prądu sinusoidalnego

Sformułować wzory opisujące moce: czynne, bierne lub zespolone układu trójfazowego

WYKŁAD III: SZCZEGÓLNE KONFIGURACJE OBWODÓW TRÓJFAZOWYCH.

POMIARY MOCY W OBWODACH TRÓJFAZOWYCH

Narysować wykres wskazowy napięć i prądów w odbiorniku o podanej strukturze (np. odbiornik symetryczny lub niesymetryczny skojarzony w gwiazdę lub trójkąt, odbiornik trójprzewodowy skojarzony w gwiazdę z przerwą lub zwarciem w fazie odbiornika itp)Wymienić podstawowe własności pola elektrostatycznego, odbiornik niesymetryczny trzyzaciskowy, odbiornik symetryczny czterozaciskowy itp.

Narysować układ do pomiaru mocy czynnej odbiornika trójfazowego o wybranej strukturze, np.: odbiornik niesymetryczny czterozaciskowy,

Narysować układ do pomiaru mocy biernej odbiornika trójfazowego o wybranej strukturze, np.: odbiornik niesymetryczny czterozaciskowy,

Sformułować wzór opisujący wskazanie watomierza w układzie trójfazowym

WYKŁAD IV: PRZENOSZENIE I PRZETWARZANIE ENERGII W UKŁADACH ELEKTRYCZNYCH

Wyodrębnić podstawowe urządzenia zasilające lub odbiorcze systemu energoelektrycznego

Schematy rzeczywistych źródeł energii elektrycznej

Opisać straty mocy czynnej w rzeczywistej cewce powietrznej (rzeczywistym kondensatorze)

Co to jest dobroć cewki, kondensatora

Od czego zależą straty mocy dławika

Prawo indukcji Faradaya – wyodrębnić sem. transformacji lub rotacji

Elektromagnetyczna moc przenoszona w cewkach sprzężonych magnetycznie (wzór i interpretacja)

Elektromagnetyczna moc przenoszona przetwornika elektromechanicznego (wzór i interpretacja)

Energia pola magnetycznego cewki nieliniowej (liniowej) – wzór i interpretacja

Narysować schemat zastępczy transformatora jednofazowegi i oblaśnić znaczenie fizyczne wszystkich występujących na nim elementów

Jak w schemacie zastępczym transformatora uwzględnia się przekładnie zwojową

Straty mocy transformatora lub wykres rozpływu mocy czynnej

WYKŁAD V: PRZENOSZENIE I PRZETWARZANIE ENERGII W UKŁADACH ELEKTRYCZNYCH

Jak na podstawie równania elektromechanicznego przetwarzania można opisać wartości chwilowe siły lub momentu obrotowego przetwornika

Sformułować wzory opisujące moc elektromagnetyczną i moc elektromechaniczną dowolnego elektromechanicznego przetwornika energii o polu magnetycznym

Sformułować warunki pracy silnikowej lub prądnicowej elektromechanicznego przetwornika energii o polu magnetycznym

Opisać elementy budowy i zasadę działania jednego z mierników (magnetoelektryczny, elektrodynamiczny, elektromagnetyczny)

Podstawowe przebiegami temperaturowe urządzeń energoelektrycznych

Wymienić rodzaje pracy i narysować wykresy odpowiadających im przebiegów mocy

Co to są warunki pracy urządzeń energoelektrycznych

Co to jest IP

Co to jest moc znamionowa urządzenia energoelektrycznego

WYKŁAD VI:UKŁADY I URZĄDZENIA ZASILAJĄCE

Co to jest system energoelektryczny

Wzór opisujący sprawność przemiany cieplnej (przemiany Carnota) – od czego zależy sprawność energetyczna elektrowni węglowej

Wymień podstawowe elementy systemu energoelektrycznego

Scharakteryzuj wybrany element systemu energoelektrycznego np. stacje energoelektryczną

Podaj napięcia sieci prądu przemiennego trójfazowego stosowane w Polsce

Wymień rodzaje torów elektroenergetycznych

Narysuj schemat wybranego toru elektroenergetycznego np. tor okrężny zasilany w jednym punkcie

Od czego zależy jakość energii elektrycznej

Narysować schemat blokowy wybranego układu zasilania (np. siłownia telekomunikacyjna, podstacja trakcyjna kolejowa)

Co to są harmoniczne napięcia (pradu) zasilającego

Sformułować wzór opisujący THD (współczynnik zniekształceń harmonicznych)

Co to jest przekładnia i kąt przesunięcia godzinowego transformatora trójfazowego

Wymienić i narysować schematy ideowe podstawowych układów transformatorów trójfazowych

Wyznaczyć kąt przesunięcia godzinowego w układzie transformatora (np. Dy)

Określić warunki pracy równoległej transformatorów trójfazowych.

WYKŁAD VII: UKŁADY I URZĄDZENIA ZASILAJĄCE

Co to jest spadek (strata) napięcia w linii zasilającej prądu sinusoidalnie zmiennego

Narysować wykres wektorowy prądów i napięć w linii jednofazowej (na podstawie zadanego schematu jednokreskowego)

Omówić zjawiska występujące z przesyłaniem mocy czynnej i biernej

Opisać mechanizm wpływu przesyłania mocy biernej na straty mocy czynnej w linii

Co to jest kompensacja mocy biernej

Omówić układy do kompensacji mocy biernej

WYKŁAD VIII: ZASADY DZIAŁANIA I WŁASNOŚCI UŻYTKOWE MASZYN ELEKTRYCZNYCH

Rodzaje pół magnetycznych w maszynach elektrycznych

Wielkości charakteryzujące uzwojenia maszyn elektrycznych

WYKŁAD IX: ZASADY DZIAŁANIA I WŁASNOŚCI UŻYTKOWE MASZYN ELEKTRYCZNYCH

Jakie pole magnetyczne powstaje w maszynie indukcyjnej trójfazowej

Co to jest poślizg maszyny indukcyjnej trójfazowej

Jak reguluje się prędkość obrotową maszyny indukcyjnej trójfazowej (wzór!)

Schemat zastępczy maszyny indukcyjnej trójfazowej (opisać znzcenie fizyczne elementów)

Jak w elektrycznym schemacie zastępczym maszyny uwzględnia się różnice częstotliwości napięć stojana i wirnika rzeczywistej maszyny

Straty mocy maszyny indukcyjnej trójfazowej i wykres rozpływu mocy

Wzór Klossa. Charakterystyka zewnętrzna maszyny wg wzoru.

Omówić zakresy pracy maszyny indukcyjnej trójfazowej

Naysować rodzinę charakterystyk mechanicznych maszyny dla określonego warunku regulacji prędkości (np. u/f = const – co oznacza ten warunek?)

WYKŁAD X: ZASADY DZIAŁANIA I WŁASNOŚCI UŻYTKOWE MASZYN ELEKTRYCZNYCH

Jakie pole magnetyczne powstaje w silniku indukcyjnym jednofazowym

Prąd płynący przez uzwojenie robocze stojana wytwarza pulsujące pole magnetyczne:

Narysować charakterystykę mechaniczna silnika indukcyjnego jednofazowego

1 – faza rozruchowa

2- bez fazy rozruchowej

n – prędkość wiernika

Mr – moment rozruchowy

Charakterystykę mechaniczną silnika z kondensatorową pomocniczą fazą rozruchu

przedstawiono na rys. Silnik rozwija moment rozruchowy Mr, pod wpływem którego rusza i

pracuje wg charakterystyki 1 (z włączoną fazą rozruchową). Przy prędkości np następuje otwarcie wyłącznika odśrodkowego i przejście na pracę charakterystyki 2 (z wyłączoną pomocniczą fazą rozruchową).

Czy sprawność silnika indukcyjnego jednofazowego jest większa od sprawności silnika trójfazowego (jeśli tak/nie to dlaczego)

Sprawność silnika jednofazowego jest mniejsza od sprawności silnika trójfazowego tej samej mocy (np. trójfazwego h = 77%, a dla jednofazowego h = 64%).

Opisać zasadę działania maszyny synchronicznej trójfazowej

Zasada działania silnika synchronicznego jest następująca:

m–pasmowe uzwojenie stojana zasilane m-fazowym układem prądów, wytwarza pole magnetyczne wirujące, kołowe (ogólnie 2p–biegunowe). Pole to współdziałając z polem wzbudzenia (także 2p-biegunowym) wirnika wytwarza moment elektromagnetyczny o wartości średniej różnej od zera tylko wówczas, gdy wirnik wiruje synchronicznie z polem twornika, czyli gdy oba pola są nieruchome względem siebie.

Napięcie U₁ zasilające uzwojenie twornika jest równoważone przy pracy maszyny przede wszystkim przez napięcie U_i1 indukowane w tym uzwojeniu przez wypadkowe pole magnetyczne wirujące, będące sumą pola magnetycznego od przepływu twornika oraz pola magnetycznego wzbudzenia. W przypadku silników średniej i większej mocy (powyżej ok. 1kW) spadek napięcia na rezystancji uzwojenia twornika R₁ stanowi znikomą część napięcia U₁ i może być pomijany w rozważaniach. Nie można natomiast pomijać tej rezystancji, zwłaszcza przy wyprowadzaniu wyrażenia na moment elektromagnetyczny, w przypadku silników małej mocy. Im mniejsza jest maszyna, tym wpływ rezystancji uzwojenia twornika R₁ jest większy.

Gdzie znajdują zastosowanie maszyny synchroniczne trójfazowe i dlaczego

Zastosowanie maszyny synchronicznej:

• Największe maszyny synchroniczne stanowią generatory (przede wszystkim turbogeneratory – trójfazowe generatory synchroniczne w elektrowniach zasilające system energetyczny).

• Alternator samochodowy – w każdym współczesnym samochodzie – o mocy nawet kilku kilowatów w pojazdach ciężarowych, autobusach itp.

• Prądnica prądu przemiennego trójfazowego – w przenośnych, przewoźnych i okrętowych zespołach prądotwórczych.

• Kompensator mocy biernej – maszyna synchroniczna odpowiednio przewymiarowana i wzbudzona może być źródłem mocy biernej. Stosowanie jej jest celowe w zakładach przemysłowych, które w przeciwieństwie do gospodarstw domowych płacą także za energię bierna (kVArh). Może ona służyć do napędu maszyny stale włączonej – pompa, wentylator lub pracować luzem. Cechą charakterystyczną kompensatora mocy biernej jest znacznie cieńszy wał wyprowadzony na zewnątrz niż by to wynikało z jej mocy pozornej. Może współpracować z regulatorem mocy biernej, który oddziałuje na wzbudzenie tak, aby zakład miał zerowy jej bilans.

• Silnik synchroniczny – maszyna synchroniczna jest stosowana jako silnik w napędach najwyższych mocy – setki MW, gdzie niewielki nawet zysk sprawności ma znaczenie. Wraz z rozwojem energoelektroniki stosowana jest coraz częściej w trakcji kolejowej – napędza pociąg TGV – mimo trudności z rozruchem daje się uzyskać moment rozruchowy porównywalny z silnikiem szeregowym prądu stałego – niezbędny do rozruchu pociągu.

WYKŁAD XI:ZASADY DZIAŁANIA I WŁASNOŚCI UŻYTKOWE MASZYN ELEKTRYCZNYCH

Jakie pole magnetyczne występuje w maszynach prądu stałego

Po co w maszynie prądu stałego jest komutator

Co to jest oddziaływanie poprzeczne twornika w maszynie prądu stałego

Jakie są podstawowe układy zasilania układów wzbudzenia maszyn prądu stałego

Narysuj schemat układu połączeń maszyny bocznikowej, obcowzbudnej lub szeregowej

Sformułuj wzory opisujące moment elektromagnetyczny i sem rotacji maszyny prądu stałego

Narysuj charakterystykę zewnętrzną silnika (prądnicy) maszyny obcowzbudnej (bocznikowej szeregowej) i uzasadnij jej kształt (wzorami !)

Jak reguluje się prędkość obrotową maszyny prądu stałego (odpowiedz na podstawie analizy wzoru)

Gdzie w gospodarce stosuje się najczęściej maszyny szeregowe prądu stałego?

Jaki są nowe rodzaje maszyn prądu stałego (PM)

WYKŁAD XII: OCHRONA NADPRĄDOWA, PODNAPIĘCIOWA I NADNAPIĘCIOWA

Kiedy powstaje łuk elektryczny

Jakie temperatury występują podczas zjawiska łuku elektrycznego

Co dzieje się w wyłączanym odbiorniku indukcyjnym

Omówić zjawiska występujące w okresach zwarcia odbiornika elektrycznego

Rodzaje zwarć w sieciach trójfazowych

Określić parametry prądu zwarciowego

Co to jest moc zwarciowa i po co się stosuje ten parametr

Wymienić parametry zwarciowe aparatów energoelektrycznych

Co to jest znamionowy zwarciowy prąd wyłączalny wyłącznika ograniczającego

WYKŁAD XIII: OCHRONA NADPRĄDOWA, PODNAPIĘCIOWA I NADNAPIĘCIOWA

Jakie zabezpieczenia stosuje się do ochrony urządzeń odbiorczych i przewodów przed skutkami przetężeń

Jak powinno działać zabezpieczenie zwarciowe, a jak przeciążeniowe

Gdzie w obwodzie powinny być umieszczone zabezpieczenia zwarciowe

Co to jest przepięcie

Co to jest ochrona odgromowa

Wymień środki ochrony odgromowej linii energoelektrycznej

Co to jest i kiedy występuje przeskok odwrotny

Jak chroni się izolację przed przepięciami

Po co stosujemy i jak działa iskiernik

WYKŁAD XIV: OCHRONA PRZECIWPORAŻENIOWA

Jaki jest cel ochrony przeciwporażeniowej

Od czego zależy reakcja człowieka na przepływ prądu rażeniowego

Jaki są przyczyny rażenia

Co to jest napięcie dotykowe, krokowe, dotykowe bezpośrednie

Ile wynoszą napięcia dotykowe bezpieczne dla prądu przemiennego i stałego (podać zależnie od warunków środowiskowych)

WYKŁAD XV: OCHRONA PRZECIWPORAŻENIOWA

Wymieś środki realizacji ochrony przed dotykiem bezpośrednim

Wymieś środki realizacji ochrony przed dotykiem pośrednim

O czym informuje klasa ochronności urządzenia

Jak działa wyłącznik różnicowo - prądowy

Narysuj schemat przyłączenia wyłącznika różnicowo – prądowego do wybranego typu sieci (np. TT)

Jakie są warunki szybkiego zadziałania zabezpieczenia nadprądowego w układzie TN