II ROK INŻYNIERII PRODUKCJI I ENERGETYKI
ELEKTROTECHNIKA
PRZYKŁADOWE PYTANIA
1. Podać definicję natężenia prądu elektrycznego i dokonać klasyfikacji prądów elektrycznych.
2. Co nazywamy potencjałem elektrycznym i napięciem elektrycznym.
3. Co to jest przewodnik, półprzewodnik, izolator.
4. Od czego zależy rezystancja materiału.
5. Wyjaśnić pojęcie mocy i energii elektrycznej.
6. Co to jest pole elektryczne (magnetyczne, elektromagnetyczne) i jakie są jego źródła.
7. Co rozumiemy pod pojęciem strumienia magnetycznego, indukcji magnetycznej, natężenia pola magnetycznego.
8. Wyjaśnić pojęcie pojemności elektrycznej (indukcyjności własnej i wzajemnej).
9. Wyjaśnić na czym polega zjawisko indukcji elektromagnetycznej.
10. Wartość chwilowa prądu sinusoidalnie zmiennego określona jest funkcją:
i(t) = 5 sin (314 t - [A].
Ile wynosi amplituda prądu (Im), wartość skuteczna prądu I, wartość średnia prądu (Iśr), pulsacja prądu (, częstotliwość prądu (f), okres prądu (T), faza początkowa prądu (. Podać definicję wartości skutecznej i średniej prądu sinusoidalnie zmiennego.
Odp. Im = 5 A, I = 3,5 A, Iśr = 3,2 A, = 314 rad/s, f = 50 Hz, T = 0,02 s, = rad.
11. Podać brzmienie prawa Ohma (I, II prawa Kirchhoffa) dla prądu stałego i zmiennego.
12. Czym charakteryzuje się połączenie szeregowe (równoległe) elementów. Jak wyznacza się rezystancję zastępczą (pojemność zstępczą) kilku rezystorów (baterii kondensatorów) połączonych szeregowo (równolegle).
13. Co oznacza pojęcie trójfazowy układ symetryczny (niesymetryczny).
14. W jaki sposób przeprowadza się kompensację mocy biernej indukcyjnej.
15. Trójfazowa prądnica synchroniczna. Narysować schemat układu połączeń, na rysunku opisać części składowe oraz opisać budowę i zasadę działania.
16. Co to jest wirujące pole magnetyczne i jak można je wytworzyć.
17. Opisać budowę i zasadę działania transformatora energetycznego jednofazowego (trójfazowego).
18. Opisać szczegółowo znaczenie ekonomiczne transformatora energetycznego przy przesyłaniu energii.
19. Podać definicje mocy znamionowej, przekładni napięciowej, sprawności transformatora. Kiedy występuje stan obciążenia transformatora.
20. Opisać zasadę działania silnika asynchronicznego trójfazowego (jednofazowego).
21. Opisać budowę silnika asynchronicznego trójfazowego klatkowego.
22. Narysować charakterystykę mechaniczną silnika asynchronicznego M = f(s) (M=f((. Na charakterystyce zaznaczyć (wziąć w klamry) wartość momentu rozruchowego (Mr), momentu krytycznego (Mkr) i momentu znamionowego silnika (Mn). Podać przy jakich poślizgach powyższe wartości momentów występują dla typowych silników.
23. Silnik asynchroniczny trójfazowy o znamionowej prędkości obrotowej nn = 1450 obr/min zasilany jest napięciem o częstotliwości 50 Hz. Podać ile wynosi prędkość synchroniczna ns, liczba par biegunów uzwojenia stojana p, poślizg znamionowy sn.
Odp. ns = 1500 obr/min, p = 2, sn = 3,3%.
24. Wyjaśnić słownie i graficznie (na charakterystykach silników), jakie parametry i w jaki sposób wpływają na wartość momentu rozruchowego silnika asynchronicznego trójfazowego. Jaki jest wpływ tych parametrów na wartość prądu rozruchowego silnika. Jak w praktyce realizuje się zmianę w/w parametrów.
25. Co daje zastosowanie w miejsce zwykłego silnika asynchronicznego jednoklatkowego silnika dwuklatkowego (o tej samej mocy). Wyjaśnić tego przyczyny.
26. Rozruch silników asynchronicznych trójfazowych klatkowych, w przypadku podłączania ich do sieci publicznej o napięciu międzyfazowym Up=400 V. Wymienić możliwe sposoby rozruchów i podać warunki jakie muszą być spełnione, aby można było każdy z tych rozruchów przeprowadzić.
27. Czy można za pomocą przełącznika gwiazda-trójkąt uruchomić z sieci publicznej o napięciu międzyfazowym Up = 400 V silnik asynchroniczny trójfazowy klatkowy:
a. o mocy znamionowej Pn = 4,0 kW, napięciach znamionowych Un = 400/690 V (400 V), którego rozruch jest lekki,
b. o mocy znamionowej Pn = 7,5 kW, napięciach znamionowych Un = 400/690 V (400 V), którego rozruch jest ciężki,
c. o mocy znamionowej Pn = 5,5 kW, napięciach znamionowych Un = 230/400 V (230 V, którego rozruch jest lekki.
Dla każdego z podpunktów napisać tak lub nie i uzasadnić dlaczego.
28. Jakie warunki muszą być spełnione aby można było podłączyć do sieci publicznej silnik asynchroniczny przy użyciu przełącznika gwiazda-trójkąt. Narysować przebieg momentu dynamicznego i prądu podczas takiego rozruchu. Wykazać, że zastosowanie przełącznika gwiazda (trójkąt) powoduje trzykrotne zmniejszenie prądu (momentu) rozruchowego silnika.
29. Podać definicję mocy znamionowej i sprawności silnika elektrycznego. Kiedy występuje bieg jałowy silnika i dlaczego jest on niekorzystny dla sieci zasilającej.
30. Wyjaśnić kiedy uzwojenie stojana silnika asynchronicznego trójfazowego łączy się w gwiazdę, a kiedy w trójkąt i jak realizuje się każde z tych połączeń na tabliczce zaciskowej silnika. Od czego zależy kierunek wirowania wirnika silnika i w jaki sposób można kierunek wirowania zmienić.
31. Silnik asynchroniczny jednofazowy z fazą rozruchową kondensatorową (rezystancyjną). Opisać budowę, zastosowanie i rozruch, narysować schemat układu z opisać części składowe.
32. Narysować przebieg momentu dynamicznego i prądu podczas rozruchu silnika asynchronicznego jednofazowego z fazą rozruchową wyłączaną po osiągnięciu przez silnik prędkości równej ok. 80% prędkości znamionowej silnika, napędzającego wentylator.
33. Co zalicza się do osprzętu silników elektrycznych. Jakie zabezpieczenia powinien mieć silnik elektryczny. Jakie aparaty stosujemy jako poszczególne rodzaje zabezpieczeń i jak dobieramy ich nastawienie.
34. Stycznik elektromagnetyczny. Opisać jego zastosowanie i działanie.
35. Stycznik elektromagnetyczny. Narysować układ połączeń stycznika, na rysunku opisać jego części składowych i wymienić funkcje jakie każda z nich pełni w obwodzi e.
36. Jakie rodzaje zestyków występują w styczniku elektromagnetycznym i jakie pełnią funkcje w obwodzie.
37. Wyzwalacz elektromagnetyczny (termobimetalowy). Podać zastosowanie i opisać zasadę działania wyzwalacza.
38. Do osprzętu silnika elektrycznego należą:
a. wyzwalacz termobimetalowy o prądzie nastawienia I1,
b. bezpieczniki o prądzie znamionowym Ib (wyzwalacz elektromagnetyczny o prądzie nastawienia I2),
Podać zastosowanie każdego z tych aparatów. Dobrać ich nastawienie dla silnika o prądzie znamionowym 10 A, prądzie rozruchowym 48 A i współczynniku czasu rozruchu silnika 2.
Odp. Ib=25A (np. I2 = 57,6A), I1=(10-11)A.
39. Podać typowe przyczyny występowania:
a. zwarcia,
b. przeciążenia.
Jakie aparaty stosujemy jako zabezpieczenia przeciwzwarciowe, a jakie jako zabezpieczenia przeciwprzeciążeniowe silników elektrycznych. Dobrać ich nastawienie dla silnika o prądzie znamionowym 15A, prądzie rozruchowym 80A, współczynniku czasu rozruchu 2,5, uruchamianego za pomocą przełącznika gwiazda-trójkąt.
Odp. . Ib=16A (lub np. Iel = 32A), It=(15-16,5)A.
40. Wyjaśnić pojęcia: napięcie robocze, napięcie dotykowe, napięcie rażeniowe. Ile wynosi wartość napięcia bezpiecznego przy prądzie stałym, a ile przy prądzie zmiennym.
41. Co rozumie się przez pojęcie dotyk bezpośredni i dotyk pośredni. Na czym polega ochrona przed dotykiem bezpośrednim (ochrona podstawowa), a na czym ochrona przy dotyku pośrednim (ochrona dodatkowa).
42. Samoczynne wyłączanie zasilania w sieciach TN (zerowanie). W jakim celu się je stosuje. Narysować schemat układu i opisać jego części składowe. Wyjaśnić (z zaznaczeniem na schemacie obwodu) sposób ochrony.
43. Samoczynne wyłączanie zasilania w sieciach TT (uziemienie ochronne). W jakim celu się je stosuje. Narysować schemat układu i opisać jego części składowe. Wyjaśnić (z zaznaczeniem na schemacie obwodu) sposób ochrony.
44. Opisać budowę, zasadę działania i zastosowanie wyłącznika różnicowo-prądowego.
45. Pomiar dużych (małych rezystancji) metodą techniczną (mostkową, omomierzem). Narysować schemat układu połączeń i opisać sposób przeprowadzania pomiaru.
46. Rozszerzanie zakresu pomiarowego amperomierzy (woltomierzy) prądu stałego (zmiennego). Narysować schematy układów.
47. Pomiar mocy czynnej (biernej) za pomocą watomierzy w układzie 3-fazowym trójprzewodowym (czteroprzewodowym) symetrycznym (niesymetrycznym). Narysować schematy włączenia watomierzy. Jak na podstawie wskazań watomierzy wyznacza się moc czynną (bierną) układu.